公司选矿脱水工测量系统分析(MSA)基础考核试卷及答案

公司选矿脱水工测量系统分析(MSA)基础考核试卷及答案一、单选题（每题2分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选、不选均不得分）1.在选矿脱水工段，对滤饼含水率进行MSA研究时，最先应完成的步骤是A.计算GR&R%B.确定测量系统的稳定性C.选择3名操作工与10个样本D.进行线性与偏倚分析答案：B解析：MSA五步法为“稳定性→偏倚→线性→重复性→再现性”，稳定性是前提，若系统不稳定，后续研究无效。2.某带式过滤机滤饼厚度测量使用0150mm数显卡尺，其校准证书给出扩展不确定度U=0.08mm（k=2）。在MSA中，该不确定度应被归入A.重复性B.偏倚C.线性D.外部基准误差答案：D解析：校准证书给出的不确定度属于“基准值误差”，在计算偏倚时需作为基准不确定度分量予以扣除。3.脱水工段对同一滤饼含水率进行3次重复测定，数据分别为8.50%、8.62%、8.55%，则重复性标准差σr最接近A.0.06%B.0.12%C.0.20%D.0.25%答案：A解析：极差R=0.12%，查表d2=1.693（n=3），σr=R/d2=0.12/1.693≈0.071%，四舍五入0.06%。4.在选矿脱水MSA报告中，再现性方差分量的计算公式为A.σA²=(σX̄²−σr²/n)B.σA²=σX̄²−σr²C.σA²=σr²+σL²D.σA²=σGRR²−σr²答案：A解析：再现性反映操作者间差异，需剔除重复性影响，故用σA²=(σX̄²−σr²/n)。5.若GR&R%=22%，则该测量系统用于SPC控制图时，可接受性等级为A.A级B.B级C.C级D.不可接受答案：B解析：AIAG标准：GR&R<10%为A，1030%为B，>30%为C；22%属B级，可条件接受。6.某脱水工使用卤素水分仪，样本盘直径90mm，若样本量不足导致“边缘效应”，则最可能引起A.偏倚增大B.重复性变差C.线性失拟D.稳定性漂移答案：A解析：边缘效应使水分挥发过快，系统性地测得偏低含水率，表现为偏倚正向偏移。7.在MSA取样策略中，下列做法正确的是A.刻意挑选极端干燥与极端潮湿滤饼B.样本须覆盖过程变异PV的80%以上C.样本必须来自同一班次D.样本量越大越好，至少50个答案：B解析：AIAG要求样本覆盖过程真实变异，PV≥80%方可正确计算ndc；刻意挑选会夸大PV，导致GR&R%虚低。8.若ndc=6，则测量系统可区分的过程区间数为A.6B.7C.5D.8答案：B解析：ndc=可区分组数，规则为ndc=1.41×(PV/GR&R)，取整数，ndc=6表示可分成7个区间（含零位）。9.对滤饼厚度进行MSA时，发现线性显著（p=0.02），下一步应A.直接报废量具B.修正测量系统或更换量具C.增加操作工人数D.忽略，继续计算GR&R答案：B解析：线性显著说明量具在不同尺寸段偏倚不一致，需硬件修正或软件补偿，否则GR&R结果失真。10.在脱水工段，使用在线微波水分仪，其采样频率1Hz，若过程波动主频0.05Hz，则最可能出现A.再现性偏大B.重复性偏小C.alias现象导致偏倚D.稳定性无法评估答案：C解析：采样频率不足会产生混叠，系统性地报告虚假稳定值，表现为偏倚而非随机误差。11.某MSA报告给出：σr=0.09%，σA=0.12%，PV=0.80%，则ndc为A.5B.6C.7D.8答案：C解析：GR&R=√(σr²+σA²)=0.15%，ndc=1.41×(0.80/0.15)=7.52，取整7。12.若测量系统用于产品合格判定，且公差T=1.0%，则%P/T比值为A.GR&R/TB.5.15×GR&R/TC.6×GR&R/TD.PV/T答案：B解析：%P/T=5.15×GR&R/T，反映测量误差占公差百分比，用于判定测量系统能否用于分类。13.在脱水工段，发现滤饼厚度GR&R%=18%，但%P/T=38%，则A.系统可用于过程控制，不可用于出货判定B.系统不可用于过程控制，可用于出货判定C.两者皆可D.两者皆不可答案：A解析：GR&R%<30%，满足过程控制；%P/T>30%，不满足出货合格判定，需改进。14.对同一滤饼含水率进行MSA，采用“盲测”的主要目的是A.消除操作者主观读数偏倚B.提高重复性C.降低线性误差D.增加样本量答案：A解析：盲测避免操作者因知道历史值而故意趋中，属于减少人为偏倚。15.在MSA软件中，图形“XbarR图”中的R图主要用于判断A.操作者间差异B.重复性是否受控C.偏倚趋势D.线性失拟答案：B解析：R图反映同一操作者对同一零件的重复变差，若受控说明重复性稳定。二、多选题（每题3分，共30分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）16.下列哪些因素会导致脱水滤饼含水率测量系统稳定性变差A.微波源老化B.环境湿度昼夜波动±10%C.操作者轮班D.样本盘未清洁残留矿粉答案：A、B、D解析：稳定性关注系统随时间漂移，A、B、D均引入时间相关误差；C主要影响再现性。17.关于ndc与GR&R%的关系，下列说法正确的是A.ndc≥5且GR&R%≤30%同时满足，系统才可接受B.ndc与GR&R%互为倒数关系C.提高PV可同时降低GR&R%与提高ndcD.降低GR&R一定提高ndc答案：A、C、D解析：ndc=1.41×PV/GR&R，故C、D正确；A为AIAG双准则；B错误，非简单倒数。18.在计算偏倚时，需用到的数据有A.基准值B.测量平均值C.重复性标准差D.基准不确定度答案：A、B、D解析：偏倚=测量均值−基准值，基准不确定度用于t检验；重复性标准差用于计算t值，但非偏倚本身。19.下列做法会降低脱水工段MSA研究可信度的是A.让操作者知道样本编号顺序B.使用量具最大允差代替校准不确定度C.样本在测量前已放置恒温恒湿箱4hD.只选择含水率79%的样本答案：A、B、D解析：A产生主观偏倚；B夸大基准精度；D缩小PV，导致GR&R%虚低；C为正确做法，减少环境干扰。20.关于线性与偏倚的区别，正确的是A.线性是偏倚随量程变化的斜率B.偏倚是系统误差，线性是随机误差C.线性显著说明系统在不同尺寸段准确度不同D.偏倚可用t检验，线性用回归F检验答案：A、C、D解析：B错误，线性与偏倚均属系统误差；A、C、D定义与检验方法正确。21.在脱水工段，使用近红外水分仪，下列哪些情况需重新进行MSAA.更换光源灯泡B.软件升级，算法版本变更C.操作者新增1人D.移动设备到另一平台，振动环境不同答案：A、B、D解析：A、B、D均可能改变测量系统特性；C仅需对新增人员补充再现性研究，无需完整MSA。22.对滤饼厚度进行GR&R研究，若ndc=4，则可能出现的现象有A.控制图误判风险增加B.过程改进效果被掩盖C.重复性一定大于再现性D.无法区分两个相邻过程区间答案：A、B、D解析：ndc=4<5，测量系统分辨率不足，A、B、D均会发生；C无必然关系。23.下列关于“测量系统改进”策略，优先顺序合理的是A.修正环境温度→重新校准→更换量具B.更换量具→培训操作者→增加样本量C.培训操作者→优化取样→修正环境D.重新校准→培训→更换量具答案：A、D解析：遵循“先低成本后高成本”原则，环境、校准、培训优先，最后更换硬件。24.在MSA报告中，需同时监控A.GR&R%B.ndcC.%P/TD.CpK答案：A、B、C解析：MSA三大指标：GR&R%、ndc、%P/T；CpK为过程能力，非MSA内容。25.某脱水工段使用卡尔费休法作为基准，下列哪些因素会引入基准误差A.滴定度标定用水的质量不确定度B.环境湿度渗透滴定池C.操作者读数视线不垂直D.滤饼取样代表性不足答案：A、B、D解析：C为测量系统误差，非基准误差；A、B、D均使基准值偏离真值。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）26.只要GR&R%<10%，测量系统一定可用于任何场合。答案：×解析：还需看ndc与%P/T，若ndc<5仍不可接受。27.在脱水工段，滤饼含水率测量系统的重复性一定小于再现性。答案：×解析：两者大小无必然关系，取决于人、机、料、法、环。28.稳定性研究必须至少包含20个子组，每个子组3次测量。答案：√解析：AIAG要求稳定性研究样本量≥60个数据，通常20×3。29.若测量系统仅用于趋势分析，而非合格判定，可适当放宽%P/T要求。答案：√解析：趋势关注相对变化，绝对误差要求可降低。30.使用控制图监控测量系统稳定性时，若R图失控，说明重复性已不可接受。答案：√解析：R图失控表明同一操作者重复变差异常，重复性失效。31.在MSA取样时，若过程标准差σp未知，可用公差T/6作为PV估计。答案：×解析：PV应来自过程真实变异，T/6仅为粗略估计，可能夸大或缩小。32.对在线微波水分仪进行MSA时，可将连续10s数据视为重复性，无需停机。答案：×解析：连续数据含时间自相关，违反独立同分布假设，应停机重复装样。33.若测量系统偏倚显著，但线性良好，可通过单点修正系数消除偏倚。答案：√解析：线性良好说明偏倚恒定，单点修正有效。34.ndc计算公式中1.41是来源于√2的近似值。答案：√解析：1.41≈√2，源于正态分布99%覆盖因子2.326与过程标准差比值简化。35.在脱水工段，滤饼厚度GR&R研究时，样本必须来自同一滤布寿命周期。答案：×解析：样本应覆盖过程真实变异，包括不同滤布状态，否则PV虚小。四、计算题（共30分，要求写出公式、代入数据、结果保留两位小数）36.（10分）某选厂对滤饼含水率进行GR&R研究，选取10个滤饼样本，3名操作者，每人测2次，数据如下（单位：%）：样本1：A(8.5,8.6)B(8.4,8.7)C(8.6,8.5)样本2：A(9.1,9.2)B(9.0,9.3)C(9.2,9.1)……（其余样本数据略，已汇总）已计算出：平均极差R̄=0.12%，操作者均值极差R₀=0.20%，过程标准差σp=0.45%。求：(1)重复性标准差σr；(2)再现性标准差σA；(3)GR&R%；(4)ndc；(5)判断可接受性。答案与解析：(1)σr=R̄/d2=0.12/1.128=0.11%(2)σA=√[(R₀/d2)²−(σr²/n)]=√[(0.20/1.732)²−(0.11²/10)]=0.10%(3)GR&R=√(σr²+σA²)=√(0.11²+0.10²)=0.15%，GR&R%=0.15/0.45×100%=33.33%(4)ndc=1.41×(PV/GR&R)=1.41×(0.45/0.15)=4.23→4(5)GR&R%>30%且ndc<5，系统不可接受，需改进。37.（10分）用卡尔费休法作为基准，对在线微波仪进行偏倚与线性研究。选择5个滤饼，基准值与微波仪平均值如下：基准值Xᵢ(%):6.08.010.012.014.0微波均值Yᵢ(%):6.18.210.312.114.2已知回归方程：Y=0.05+1.01X，R²=0.998，残差标准差s=0.08%。求：(1)线性斜率显著性（t检验，α=0.05）；(2)6%处偏倚及95%置信区间；(3)判断线性是否可接受。答案与解析：(1)H₀:slope=1，t=(1.01−1)/0.008=1.25，查t₀.₀₂₅,₃=3.18，|t|<3.18，不显著。(2)偏倚B=6.1−6.0=0.10%，置信区间=B±t₀.₀₂₅,₃×s×√(1/n+1/∑(X−X̄)²)=0.10±3.18×0.08×0.55=0.10±0.14%，即(−0.04%,0.24%)，含0，偏倚不显著。(3)线性与偏倚均不显著，系统可接受。38.（10分）某脱水工段要求滤饼厚度公差T=±1.0mm，过程标准差σp=0.30mm。现有数显卡尺GR&R=0.08mm，ndc=5。问：(1)%P/T比值；(2)若将公差压缩至±0.5mm，其余不变，重新判断可接受性；(3)提出两条改进建议。答案与解析：(1)%P/T=5.15×GR&R/T=5.15×0.08/2.0=20.6%<30%，可接受。(2)新T=1.0mm，%P/T=5.15×0.08/1.0=41.2%>30%，不可接受。(3)建议：①升级分辨力0.01mm量具，目标GR&R≤0.04mm；②优化测量方法，如采用三点平均，减少σr。五、综合案例分析题（共20分）39.背景：某铜矿选厂脱水工段使用带式过滤机，滤饼含水率在线微波仪（型号MW3000）已运行两年。近期客户投诉含水率超标，厂方怀疑测量系统失效。质量部启动MSA复测，数据如下：研究设计：10个滤饼样本，3名操作工，每人测3次，共90数据。软件输出：GR&R%=28%，ndc=5，%P/T=34%，稳定性图显示连续7点上升，R图有点出界。附加信息：1.微波仪校准证书U=0.10%（k=2），上次校准8个月前；2.过程改进后σp由0.50%降至0.35%；3.操作工A为新人，培训时间仅2h；4.滤布更换周期由30天延至45天，样本含大量细微颗粒。问题：(1)指出MSA结果与附加信息之间的关联；（6分）(2)给出根本原因分析（至少3条）；（6分）(3)制定系统改进计划，包含短期、中期、长期措施，并给出验证指标。（8分）答案与解析：(1)关联：