淺談基于計算機的質量檢測技術

摘 要：當下的質量檢測技術多是基于計算機質量檢測。基于計算機的自動檢測技術就是在測量和檢驗過程中完全不需要或僅需要很少的人工干預而自動進行并完成的。實現自動檢測可以提高自動化水平和程度，減少人為干擾因素和人為差錯，可以提高生產過程或設備的可靠性及運行效率。本文對質量檢測的原理、方法、實施中的注意事項以及質監系統安放時機的把握有助于理解和掌握基于計算機的質量檢測技術。

關鍵詞：質量 檢測 計算機

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（a）-0009-01

傳統的檢驗和檢測活動主要是在加工制造過程之后進行，一旦檢出廢次品，其損失已發生。基于人工檢測的信息，經常包含有人的誤差（人差）的影響，而且也會引入人差的誤差。因此，不能依賴這種信息實現實時或在機過程控制。新的檢測和檢驗常常是以計算機為基礎的。在合適的軟件支持下，這類自動化檢測或檢驗系統可以自動地完成數據采集、處理、特征提取和識別，以及多種分析與計算。

1 檢測（Inspection）和檢驗（Testing）

在大多數情況下，檢測和檢驗有不同的含義。

1.1 質量控制中的檢測

檢測是指為了確定產品、零件、組件和部件或原材料是否滿足設計規定的質量標準和技術要求目標值而進行的測試/測量等質量檢測活動。例如：按設計圖樣規定的有關標準對機械零件的尺寸、形狀和相互位置精度、表面粗糙度與表面質量等指標的目標值滿足狀況進行測量、數據處理和W1Qp/57VDfyUeruHZL6i1GvrC0fM8GJdTfsQUxJL6cA=評價的相關質量檢測活動。

1.2 質量控制中的檢驗

檢驗又稱試驗，它是對產品功能和性能進行評定的一種質量控制方法。檢驗指的是在實際工作環境（現場條件）或設計規定的工作條件下，對產品的功能、性能和壽命進行測定、試驗和評價的質量控制活動。檢驗分為兩類：一類是破壞性試驗，如高壓破壞試驗；另一類是無損檢測試驗，如高壓容器的無損探傷等。

上述兩類質量控制法，過去多以人為主體來完成，為減少檢測、檢驗的工作量，降低成本，從20世紀60年代以來，工業發達國家中的企業多采用質量控制法，并配置了多種先進、有效的基于計算機的自動檢測裝置與系統。

2 基于計算機的質量檢測原理與方法

現有的質量檢測在實施時存在兩類問題。其一，采取抽樣辦法進行采樣件的檢測或檢驗，例如大量生產中只抽取1%或更少的樣件。因此，其統計推斷的風險必然較高，對產品質量或制造過程質量狀況的判斷準確性低。其二，按照正態分布的統計，必然存在少數廢次品。雖然它對大的產出量來講，是小概率事件，但一旦產品上市后，對買到這些廢品的用戶來講，則是100%的廢品概率。這對于今天和跨世紀的市場是不允許的。結論只能是：采取100%的檢測戰略獲取100%的合格品。但是，依賴于手工檢測方式的100%檢驗，將造成以下不良后果：第一，必然延長檢驗時間。第二，由于人生理與心理因素的限制，影響檢測結果的正確性。

基于計算機的自動檢測是指檢測過程所包含的一個或多個檢測階段的自動化，為100%檢測提供了有效的手段。能發揮自動檢測的全部效能的方式之一是把它們集成進制造過程中，進行在機或在線，亦或實時地100%檢測；另一種方式是對制造過程的質量形成子過程，特別是對關鍵裝備的加工過程實施監視或監控。自動檢測在制造過程的監視中可以發揮兩種積極作用。

3 基于計算機的質量檢測應用注意事項

是否采用自動檢測需要從實際出發，可以以日本豐田的JIT生產方式中對自動檢測的應用為借鑒。JIT邏輯中有兩個基本的概念：一是準時化；二是自治化Autonom

（ation）。注意并非自動化（Aut0mation）！自治化在日語中稱為“Jidoka”，指的是建立一種自動監視和管理不正常狀態的機制。它有兩層含義。

3.1 自治化并非一般意義上的自動化

自動化的一般含義是“以機器代替人”。根據這種理解的自動化，只需人按起動電鈕，機器就代替人自動地運行起來，完成規定的工作或活動。現實是，大多數自動化機器設備不具備發現制造質量故障缺陷的能力，也不具備出現制造質量問題時自動停機的功能。因此，一旦機器出現故障，質量缺陷或運作差錯時，仍然“自動地”生產不合格的制品，或導致設備故障，造成浪費。豐田公司雖然也應用這一層含義，但更強調其第二層含義。

3.2 另一個含義是“自動化缺陷控制”

配置一種能發現質量缺陷和機器設備動作異常或操作錯誤的技術和裝置。例如：（1）由限位開關和電眼組成的接觸式檢測裝置被用來測量零部件、產品在尺寸、形狀等與正常情況的差異，并自動檢測是否存在某種質量缺陷，進行自動識別和分類。（2）顏色識別檢出裝置。它對產品、零部件的檢測是利用各種顏色的反射光線，而不是限位開關和電眼。（3）記錄式檢測裝置。它可以把現場作業人員的每個操作自動記錄下來。在發生漏操作時，該裝置就自動發出信號，提醒作業人員進行彌補。

4 基于計算機的質量檢測實施時機設置

在要求的產品或零部件全數制作完成后，機器或生產線自動停止工作。在有效的管理配合下，從實際出發實施各種層次上的自動檢測。確定檢測進行的時機，是制造過程質量控制中極為重要的問題。相對于制造過程，把檢測分為離線檢測、在線檢測兩類。

離線檢測：此時零件或產品脫離制造過程，在距生產線一定距離的檢測工作站上進行檢測。這種檢測方式必然存在制造和檢測的延時。在制造的過程能力能滿足設計目標要求的公差范圍內，高生產率或生產時間短而生產過程輸出狀況穩定，超差的風險小時，或在線檢測成本相對較高時，多采用離線檢測方式。這種檢測方式的主要不足是不能及時發現輸出的質量問題，質量檢測的反饋信息只能代表有相當長時間滯后的狀況。

在線檢測：在線檢測是指檢測器具、裝置或檢測工作站在空間上集成在制造系統中，制造過程與檢測過程沒有時間滯后或只有短的時間滯后。前者稱過程中，后者稱過程后。因此，在線檢測按是否與制造過程有時間滯后，分為在線過程中檢測和在線過程后檢測兩類。

5 結論

基于計算機的質量檢測是今后質量檢測行業的發展趨勢。對質量檢測的原理、方法、實施中的注意事項以及質監系統安放時機的把握有助于理解和掌握基于計算機的質量檢測技術。

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