精密测量入门：制造卓越的关键计量学
无论制造航空航天叶片、汽车缸盖还是呼吸机阀门，制造精度至关重要。以下是您需要了解的制造业精密测量知识。
精密测量需求自人类开始迁徙和建造起就存在。没有它，无法吹嘘军队行军距离、金字塔高度或耕地面积。
然而，直到人类开始大规模生产可互换零部件 —— 主要是枪支和机械零件 —— 精度对制造商和使用其产品者才同等重要。
精度？准确度？有何区别？借用经典比喻，精密射手能反复击中靶子同一区域，即使那远离靶心。准确射击则是击中靶心，无论下一箭是否偏离。赢得奖品者是同时实现精密与准确之人 —— 这在射箭场和生产车间同理适用。
测量的国际通用语言
此类讨论属于计量学范畴 —— 测量科学。计量学家会告诉您，确定任何物体的准确度（离目标有多近）及制造其所用工艺的精密度（重复该表现的频率）需要一套普遍接受的标准体系。
还需要可追溯到不可变但被充分理解的物理现象的计量单位。例如，国际单位制 (SI) 定义 1 米为光在真空中 1/299,792,458 秒内行进的距离，时间、温度、质量等有类似标准。
存在广泛的质量标准和组织。例如美国机械工程师学会 (ASME) 推广美国国家尺寸计量标准，即 B89。同样有美国国家标准协会 (ANSI)、ASTM 国际和国际标准化组织 (ISO) 的各类标准。加上英制与公制之争（即美国 vs 其余世界），您很快明白为何计量和零部件测量甚至让专家也困惑。
满足这些标准需努力。各规模和专业制造商每年努力实现 ISO 9001:2015 质量认证。航空航天业还须遵守 AS9100，由汽车工程师学会 (SAE) 和欧洲航空航天工业协会 (AECMA) 发布。医疗器械制造商须满足 ISO 13485 质量标准，汽车制造商长期遵循 ISO/TS 16949（现须过渡至国际汽车工作组 IATF 16949 标准）。无认证或不遵守标准，无法接单。
测量技术的剧变
像大多数制造活动，计量学是复杂领域。车间虽欢迎些许协调和简化，但无人争辩遵守稳健质量标准的重要性。没有它，零件不配合、产品失效、公司增长（甚至人命）受威胁。因此制造商应勤奋理解并遵守适用于其零件类型和服务行业的标准。意味着阅读相关文档、在有研讨会时参加、满足自设质量指南、在需要时借助专家。
专家之一是 Dan Skulan。Renishaw Inc. 工业计量总经理，他表示测量技术正经历剧变，因制造商都在试图以少做多。
“有人站在机床旁手持千分尺的日子正在消逝，”Skulan 说。“越来越多车间将 CMM（三坐标测量机）和多功能测量系统如我们的 Equator 放上车间，或将触发探针作为 CNC 机床加工过程组成部分。”
Skulan 补充，这些自动化检测技术在降低成本的同时增加灵活性。因单台设备可执行多项测量，减少了行业长期依赖的专用硬规需求。且这些系统不犯人为错误如忘检零件特征或记录尺寸，质控过程更一致可靠。此外，尺寸反馈自动即时。数值偏离公称值时可提醒人工干预，甚至必要时关停机床。
Mitutoyo America Corp. 战略分销销售专家 Patrick Sullivan 观点略异。
“自动化是多年趋势，但那类制造不适合所有人或每个零件，”他说。“熟练机床操作员操作机床并用手动测量工具获取准确读数，有其位置，赋予他们即时做正确决策的能力，这是机器人无法做到的。不仅今日期床操作员能改进车间流程，借数据采集传输器，质量部门也能获得良好可靠数据，更主动应对制造挑战。”
计量技术：最新数字化发展
更多自动化检测设备非唯一剧变；零件也在变。
“汽车业转向电动车，带来电池、电机、传感器等从未测量过的部件，”Mitutoyo 销售副总裁 Michael Creney 说。
“同时，几大行业收紧要求。医疗制造商如需电子签名、审计追踪和特定登录凭证以满足 FDA 指南，”Creney 续说。“航空航天业大力推行数字孪生和基于模型工程。因此，越来越多 CAD 模型包含产品制造信息 (PMI)，我们可在 MeasurLink、MiCAT Planner 等质量软件中利用。”
又一缩写：QIF，质量信息框架。Creney 建议 QIF 可视为 DMIS（尺寸测量接口标准）的继任者，后者是 CMM 等自动测量设备长期运行的准标准。但这一数十年语言正因 a) 测量系统更自动化、b) 可用数字信息财富增加而演变。
“DMIS 规范人人解读不同，缺乏数字制造环境所需稳健性，”他说。“但 QIF 完全不同。导入 CAD 文件让质量软件提取相关尺寸和公差数据，用其创建自动测量程序 —— 这是巨大发展，我们全力支持。QIF 将改变一切。”
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