内容简介
《统计公差系列标准的解读、分析与应用(GB/Z 24636.1~24636.5)》由两篇组成:上篇统计公差系列标准的解读与分析;下篇面向质量目标的统计公差的应用。为方便应用,本书的附件提供了相关的统计学图表和与统计公差系列标准各部分有关的核心图表。本书方框内的内容为标准原文。
作者简介
张宇,男,大学学历。自1981年起从事机械精度、质量控制与测量技术领域的研究和教学工作,曾先后在澳大利亚伍伦贡大学和美国衣阿华州立大学以访问学者和研究科学家的身份进行机械精度和质量综合控制方面的研究。回国后先后完成两项中国自然科学基金面上项目、多项省部级科研项目和标准创新课题。作为标准制定工作组技术负责人,起草了GPS统计公差系列5个标准,在国内外学术期刊上发表80多篇论文。
目前作为山东理工大学“机械设计理论”省级重点学科“几何精度设计方向”学术带头人,正致力于统计公差系列标准的推广应用。
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目录
上篇 统计公差系列标准的解读与分析
第1章 产品几何技术规范(GPS)统计公差(GB/z24636.1~24636.5)简介
1.1 统计公差与质量指标
1.2 统计公差系列标准的发展背景简介
1.3 统计公差系列标准总体结构和各部分主要内容
第2章 GB/Z24636.1-2009《产品几何技术规范(GPS)统计公差第1部分:术语、定义和基本概念》解读与分析
2.1 GB/Z24636.1-2009总体说明
2.2 GB/Z24636.1-2009的基本术语和定义
2.3 对统计公差相关的基本概念的解读与分析
2.4 对统计公差带及表示形式的解读与分析
第3章 GB/Z24636.2-2009《产品几何技术规范(GPS)统计公差第2部分:统计公差值及其图样标注》解读与分析
3.1 GB/Z24636.2-2009的总体构架
3.2 统计公差值的形式
3.3 统计公差在图样上的标注
3.4 中、下层统计公差在质量控制文件中的表示
3.5 特定要求的N倍西格玛质量水平及各项统计公差数值
3.6 采用质量目标函数表示的统计公差及其标注
第4章 GB/Z24636.3-2009《产品几何技术规范(GPS)统计公差第3部分:零件批(过程)的统计质量指标》解读与分析
4.1 GB/Z24636.3-2009的整体结构
4.2 GB/Z24636.3-2009涉及的基本概念解读与分析
4.3 过程直接质量指标及其表达式
4.4 过程的间接质量指标及其表达式
4.5 过程质量指标分级
4.6 统计公差的应用图表设计
4.7 统计公差的选用
第5章 GB/Z24636.4-2009《产品几何技术规范(GPS)统计公差第4部分:基于给定置信水平的统计公差设计》解读与分析
5.1 GB/Z24636.4-2009的基本思路和整体结构
5.2 GB/Z24636.4-2009涉及的基本概念
5.3 过程质量指标的置信区间计算
5.4 GB/Z24636.4-2009的说明
5.5 基于给定置信水平的统计公差设计
第6章 GB/Z24636.5-2010《产品几何技术规范(GPS)统计公差第5部分:装配批(孔、轴配合)的统计质量指标》解读与分析
6.1 GB/Z24636.5-2010的基本思路和整体结构
6.2 GB/Z24636.5-2010涉及的术语和定义
6.3 装配批(孔、轴配合)的统计质量指标与两个(孔、轴)配合尺寸的统计参数的关系
6.4 配合质量指标的统计公差值
6.5 保证配合质量指标的孔、轴统计公差设计
6.6 面向配合质量目标的统计公差设计及应用
下篇 面向质量目标的统计公差的应用
第7章 面向质量目标的统计公差应用概述
7.1 面向质量目标的统计公差技术
7.2 面向质量目标的统计公差在制造过程质量控制中的应用
7.3 面向质量目标的统计公差在保证和改进配合质量方面的应用
7.4 面向质量目标的统计公差在尺寸链设计中的应用
7.5 统计公差在保证和提高分组装配适配率方面的应用
第8章 面向质量目标的统计公差在计量型常规控制图中的应用
8.1 概述
8.2 面向质量目标的统计公差与计量型常规控制图的综合应用
8.3 基于给定置信水平的面向质量目标的计量型常规控制图设计
8.4 应用示例
第9章 面向质量目标的统计公差在累积和控制图中的应用
9.1 累积和控制图概述
9.2 面向质量目标的过程均值累积和控制图设计
9.3 面向质量目标的CUSUM控制图的设计案例
第10章 面向质量目标的统计公差在指数加权移动平均控制图中的应用
10.1 指数加权移动平均控制图概述
10.2 面向质量目标的EWMA控制图设计原理
10.3 面向质量目标的统计过程控制并行设计
10.4 面向质量目标的EWMA设计案例
10.5 关于EWMA、CUSUM和休哈特控制图的比较分析与综合应用
第11章 统计配制技术及其在保证和改进配合质量方面的应用
11.1 保证配合质量的技术途径概述
11.2 统计配制技术
11.3 统计配制技术应用示例
第12章 面向质量目标的统计公差在尺寸链设计中的应用
12.1 概述
12.2 封闭环的统计参数和装配质量指标
12.3 面向质量目标的尺寸链统计公差设计方法应用示例
12.4 面向质量目标的统计公差和传统统计公差的比较与分析
第13章 面向质量目标的统计公差在统计分组装配技术中的应用
13.1 概述
13.2 分组装配的质量指标
13.3 保证分组装配适配率和配合质量目标的统计公差设计及技术实现
13.4 统计分组装配技术的应用
13.5 统计分组装配技术的应用案例与分析
……
前言/序言
《计量基石:现代测量与误差分析实务指南》 内容概述: 本书籍系统地梳理了现代计量学中的核心概念、测量流程的规范化管理,以及在工程实践中对测量数据进行科学分析的方法论。全书旨在为计量技术人员、质量控制工程师、研发工程师以及对测量数据处理有要求的专业人士提供一本操作性强、理论严谨的实用参考手册。全书内容基于国际标准和国内权威计量规范体系,聚焦于实际工作中遇到的测量不确定度评定、误差来源识别与控制、以及量值溯源的完整链条。 第一部分:计量学基础与测量系统的构建 本部分深入探讨了计量学的基本原理,从宏观上界定了测量在现代工业、科学研究和质量保证中的战略地位。 第一章 计量学基础概念解析: 详细阐述了测量、量值、计量标准、量值溯源等核心术语的精确定义。重点区分了“误差”与“不确定度”在现代计量学中的根本区别,强调不确定度作为量值可靠性描述的重要性。介绍了计量单位的国际体系(SI)及其在不同工程领域中的应用规范。 第二章 测量仪器与设备的管理: 阐述了测量仪器的选型原则、技术指标的理解与评估。深入剖析了仪器的固有误差、环境误差和使用误差的来源。构建了一套完整的测量设备管理体系,包括设备的购置、验收、日常维护、校准计划制定与执行,确保测量设备始终处于受控状态。重点阐述了计量标准器的选择标准和层级结构,强调标准物质在量值传递中的关键作用。 第三章 测量流程的标准化设计: 引导读者如何根据具体的测量任务,设计一套完整、可重复、可追溯的测量流程。内容涵盖了测量方案的制定、操作规程(SOP)的编写要点、以及如何通过预实验来验证流程的有效性。强调了在设计阶段就将不确定度控制目标纳入流程考量的必要性。 第二部分:不确定度的评定与分析 这是本书的核心技术部分,它详尽地介绍了如何根据ISO/BIPM的指导原则,对测量结果的质量进行量化评估。 第四章 测量不确定度基本理论: 详细介绍了A类和B类不确定度的概念、评定方法及其统计学基础。A类评定基于重复观测数据的统计分析,侧重于对随机性影响的量化;B类评定则依赖于已知信息(如设备校准证书、规范、经验数据等)的数学模型推导。 第五章 不确定度的传播与合成: 深入讲解了在多变量输入影响下的不确定度如何通过数学模型进行传播。重点阐述了“方和根”合成法的原理和应用条件。针对非线性模型,详细介绍了如何使用敏感系数(或梯度)进行一阶泰勒级数展开的修正方法,确保不确定度评定的准确性。 第六章 工程实践中的不确定度评定案例分析: 提供了多个跨领域的实际案例,包括长度、温度、压力、电学参数的测量不确定度评定。每个案例都展示了完整的步骤:建立数学模型、识别输入量、评定各输入量的标准不确定度、计算合成标准不确定度,并最终得出扩展不确定度。特别关注了不同测量环境下系统误差对不确定度的贡献分析。 第三部分:误差分析与数据处理的统计方法 本部分侧重于对测量数据的深入挖掘和质量控制,超越了简单的平均值计算。 第七章 误差识别与归因: 区分了系统误差、随机误差、人为误差(操作误差)和偶然误差。提供了一套系统的误差源查找清单和排查流程,指导工程师如何通过对比、重复测量、更换设备等方式,定位和识别主要的误差来源。阐述了如何利用校准证书上的信息,将设备系统的系统误差从测量结果中扣除或进行修正。 第八章 统计数据处理技术: 涵盖了测量数据处理中的关键统计工具。包括对数据分布形态的判断(正态性检验)、异常值(粗差)的识别与剔除方法(如Grubbs检验),以及如何基于置信区间来表达测量结果的可靠性。讨论了最小二乘法在数据拟合与模型修正中的应用,确保参数估计的精度。 第九章 测量数据的质量控制与过程监控: 将统计分析应用于生产过程的质量控制。详细介绍了控制图(Control Chart)的构建、应用与解读,特别是针对测量过程波动性的监控。探讨了如何利用统计过程能力指数($C_p, C_{pk}$)来评估测量系统在实际生产中的表现,并提供了改进测量数据质量的工程化建议。 第四部分:量值溯源与合规性 本部分聚焦于如何构建一个符合国家和国际要求的、完整可靠的量值溯源体系,确保测量结果在法律和商业上的有效性。 第十章 量值溯源体系的构建与维护: 阐述了溯源链的定义、层级结构和关键要求。详细解释了溯源路径的选择原则,确保从国家基准到工作用表的每一级传递都满足溯源要求。强调了校准证书的解读技巧,特别是如何识别证书上的溯源信息、测量范围和不确定度声明。 第十一章 合规性与标准符合性评估: 探讨了在特定行业标准(如ISO 9001、特定行业计量法规)下,测量活动必须满足的要求。指导读者如何组织内部或外部的测量审核,以证明其测量过程和结果符合法规和客户要求。重点分析了标准限值与测量不确定度的关系,即“最大允许误差”如何与“扩展不确定度”进行合规性判定。 总结与展望: 本书提供了一套从理论到实践的完整方法论,帮助用户实现从“得出数值”到“得出可靠、可信的量值”的跨越。它强调了在任何高精度要求或合规性要求的场景下,对测量不确定度的量化评估是不可或缺的一环。通过系统学习和应用书中所述方法,读者将能够显著提升其测量工作的科学性和可靠性,有效规避因测量误差导致的工程失误或质量风险。