能力驗證活動在建筑工程實驗室管理中的應用

湖北省建設工程質量安全監(jiān)督總站  石世華

    為適應建筑工程檢驗機構深化改革的需要，評價湖北省建工實驗室的檢驗能力，從2001年至2003年，省質量技術監(jiān)督局計量認證辦公室與湖北省建設工程質量安全監(jiān)督總站連續(xù)3年實施了湖北省建工實驗室間的性能比對能力驗證，這是我省建工實驗室在宣貫執(zhí)行《評審準則》和GB/T15481-2000《檢測和校準實驗室能力的通用要求》后，加強檢測管理工作的一項重要舉措。在能力驗證活動中突出了三個特點:一是嚴格按GB/T15483-1999《利用實驗室間比對的能力驗證》要求進行；二是數(shù)據(jù)傳遞和統(tǒng)計分析采用計算機技術；三是驗證結果具有科學性、準確性和公正性。
    

一、能力驗證的目的和意義

    認可機構一般通過兩種技術手段來評價實驗室能力:一是派出評審組按照標準要求對實驗室進行現(xiàn)場能力評估；二是通過能力驗證來評價實驗室的能力。二者結合，互相補充，以確保實驗室工作的可信度和有效性。
    開展能力驗證活動，可為評價實驗室出具數(shù)據(jù)的可靠性和有效性提供客觀依據(jù)。通過實驗室間比對的能力驗證，認可機構可以確定實驗室檢測的能力，達到有效監(jiān)控實驗室能力的維持情況；還可以通過實驗室間比對來識別實驗室間的差異；可以發(fā)現(xiàn)實驗室在檢驗工作中存在的問題并制定相應的改進方法和糾正措施，進而增強工作信心和增加客戶對實驗室出具檢測數(shù)據(jù)的信任度。
    因此，無論是對認可機構還是實驗室，科學、有效地運用和組織能力驗證活動，對提高檢測工作的準確性和可靠性以及對產(chǎn)品質量控制都具有重要的意義。
    

二、建筑工程實驗室能力驗證項目的確定

    建筑工程實驗室的主要任務是對用于建筑工程施工現(xiàn)場的建筑材料、建筑構配件以及建筑物整體進行檢驗和測試，為工程質量提供可以量化的產(chǎn)品性能指標。由于建筑工程質量檢測的項目繁雜、技術涵蓋面廣，而且建筑工程試驗的對象大多數(shù)是非勻質性的建筑材料，因而檢驗工作一般具有破壞性，過程無法復現(xiàn)。如鋼筋力學性能檢測須拉斷鋼筋樣品，方可得到檢驗數(shù)值；水泥檢測，則是將水泥經(jīng)過制樣，在其經(jīng)過一段時間一系列復雜的物理、化學變化后，通過破壞性試驗才能得到各項物理性能指標。
    為了找到一種能夠滿足比對要求的建筑材料，經(jīng)專家論證，決定首先選水泥物理性能檢測作為能力驗證活動項目。這主要出于兩個方面的考慮:一是水泥的自身產(chǎn)品特點；二是水泥在建筑工程中的特殊地位。水泥是一種散體物質，相對來說其均勻性比較容易控制，國家對水泥檢驗也有一系列操作性很強的標準。同時水泥作為建筑工程中最重要的原材料，其質量直接影響到建筑工程質量。國家要求對進入施工現(xiàn)場的水泥必須進行復檢，因此對水泥的檢驗能力也可以說是衡量一個建工實驗室檢驗能力最基本的指標。自2000年六大通用水泥新標準實施以來，我省已連續(xù)3年在建筑工程實驗室間開展了水泥物理性能比對的能力驗證活動，比對的參數(shù)主要是水泥的物理性能指標:細度、安定性、凝結時間和膠砂強度。
    

三、能力驗證的政策規(guī)定

    根據(jù)GB/T15483-1999的規(guī)定，我們在下發(fā)開展水泥比對能力驗證的通知中，將能力驗證的有關政策、規(guī)定均作了詳細的說明。通知要求凡是持有計量認證和我省建工實驗技術資質且包含水泥檢測項目的單位必須參加能力驗證活動。對無故不參加能力驗證的單位或在能力驗證結果被判為不滿意或有問題單位的結果處理均作了詳盡的闡述。主要目的是通過能力驗證活動來檢驗我省建筑工程實驗室的水泥檢驗能力，加強對建工實驗室的監(jiān)督管理，為保證我省建筑工程質量提供科學的依據(jù)。
    

四、能力驗證的實施

    在全省200多家建工實驗室間開展水泥物理性能檢測比對能力驗證活動，是一項相當復雜的系統(tǒng)工程，為了保證能力驗證活動的順利開展，保證能力驗證結果的科學性和公正性，我們在廣泛聽取業(yè)內專家意見的基礎上，對能力驗證活動的每個環(huán)節(jié)進行了周密的部署，制定了詳細的能力驗證程序文件和作業(yè)指導書，并在整個能力驗證活動中大量采用計算機信息化管理技術。通過3年的實踐，我們已經(jīng)形成了一整套科學、完整、規(guī)范的水泥物理性能檢測能力驗證工作程序。在2003年的水泥能力驗證活動中，從樣品領取、數(shù)據(jù)上報、數(shù)據(jù)處理到結果評價，全過程實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡控制，極大地提高了能力驗證活動的工作效率，增加了工作的科學性、公正性和透明度。
    1.制定能力驗證計劃
    根據(jù)對全省建工實驗室管理的需要，組織業(yè)內專家制定能力驗證計劃，確定比對項目，制定評價數(shù)據(jù)結果處理方案，編制程序文件和作業(yè)指導書。
    2.通知參加者
    由湖北省質量技術監(jiān)督局計量認證辦公室和湖北省建筑工程質量安全監(jiān)督總站聯(lián)合向全省建工實驗室下發(fā)關于開展水泥物理性能檢測比對的通知，對已獲取建工實驗室資質的單位要求強制性參加。
    3.樣品的準備及分發(fā)
    樣品的制備:樣品是由國家認可的水泥能力驗證樣品提供單位提供。根據(jù)參加單位的數(shù)量準備樣品種類和數(shù)量，使用專用容器裝樣，并編上號碼。
    樣品的分發(fā):2003年水泥物理性能檢測比對中，我們首次利用計算機來控制樣品的編號和發(fā)放。具體做法是:首先根據(jù)參加單位確定編號范圍，然后對每一品種水泥在編號范圍內隨機抽取一定的號碼，同時對各級別實驗室在每品種中的數(shù)量進行規(guī)定，在樣品發(fā)放時，只要輸入實驗室的級別，即可隨機輸出一個號碼，并產(chǎn)生一個惟一性標識。這樣做既可保證各級別實驗室在每一樣品中的比例，又可以避免人為泄密。
    4.勻質性檢驗
    為了保證樣品的均勻性，在樣品發(fā)放之前，在每一種樣品中隨機抽取了10個樣品進行勻質性檢驗，確定樣品的勻質性程度是在檢測物品間的差異范圍內，且不會對參加檢測結果的評價產(chǎn)生顯著影響后，才通知發(fā)放樣品。
    5.能力驗證過程的控制
    在以前的能力驗證過程中，曾出現(xiàn)少數(shù)實驗室相互串通，私下分析比較檢驗數(shù)據(jù)，然后給出一個結果或者對樣品進行多次檢驗，取其平均值的現(xiàn)象。為了防止和避免少數(shù)實驗室相互串通或偽造數(shù)據(jù)，在2003年的能力驗證計劃中，我們減少了每份樣品中水泥的數(shù)量，保證在正確操作的前提下只可以重復一次檢驗(以防止出現(xiàn)例外情況)，同時首次采用了檢測數(shù)據(jù)網(wǎng)上傳遞、檢驗結果自動分析的管理手段。此外，對檢驗工作和數(shù)據(jù)上報時間也進行了控制，規(guī)定統(tǒng)一的開樣時間和統(tǒng)一的數(shù)據(jù)上報時間。第一次數(shù)據(jù)上報為3天。結果出來以后，上報數(shù)據(jù)包括水泥細度、安定性、凝結時間、3天膠砂強度，上報時間不得超過規(guī)定上報時間的8個小時，到時上報系統(tǒng)會自動關閉。28天結果出來后，必須在24小時之內將第二次數(shù)據(jù)從網(wǎng)上上傳。對沒有按時上報數(shù)據(jù)的，按未參加處理。這樣，既保證了能力驗證工作的時效性、公正性，也可以提高實驗室的信息化意識。
    6.數(shù)據(jù)處理和綜合評價
    建筑工程實驗室能力驗證的數(shù)據(jù)分析通常采用穩(wěn)健統(tǒng)計法，此法可將極端離群結果平均值、估計值和標準差估計值的影響減至最小。為了消除極端離群值(一組數(shù)值中與其他數(shù)據(jù)的量值極不一致的值)的影響，一般采用中位值(全部數(shù)據(jù)中排列在中間的數(shù)據(jù)值)代替平均值，因為在去掉極端值之后，中位值和平均值的重合性一般比較好，對于穩(wěn)健統(tǒng)計法來說，其公議值(也稱為截斷平均值，就是排除了離群值后所有結果的平均，它表示有50%的數(shù)據(jù)低于或高于該數(shù)值，反映的是中間水平的數(shù)值)就是中位值。
    統(tǒng)計方法確定之后，在對實驗室的結果進行評價分析時還需要將統(tǒng)計結果轉換為一個能力統(tǒng)計量，以便于說明并和規(guī)定目標進行比對，也就是利用一個數(shù)值來說明參加者上報的數(shù)值與公議值的偏差。對于定性評價，通常無須計算，而對定量結果分析，通常要用到統(tǒng)計量z比分數(shù)。計算公式如下:
    z=(x-X)/s
    式中:x——參加者的結果；X——指定值，即中位值；s——變動性的合適估計值/度量。其值等于標準四分位間距，它等于四分位間距(IQR)乘以一個因子(0.7413)。s值的來源可以分兩種情況，一種是對數(shù)據(jù)結果呈連續(xù)性，結果基本符合正態(tài)分布的，按標準四分位間距取值，對數(shù)據(jù)結果呈分散性分布的，如按定性結果，一般取中位值作為s值。
    利用z分數(shù)值進行結果判定的標準:單項評價:|z|≤2:滿意；2<|z|<3:有問題；|z|≥3:不滿意。對單位結果進行綜合評價時，專家會對水泥試驗各項參數(shù)的重要性和統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)單項參數(shù)滿意的數(shù)目，用合成z比分數(shù)的方法進行綜合評價，綜合評價結果為:滿意、有問題、不滿意。
    7.能力驗證的結果處理
    根據(jù)比對文件的規(guī)定，對有問題的實驗室要求限期進行整改，整改完畢后提交書面整改報告及相關質量記錄。對連續(xù)3年不滿意的單位，暫停其水泥檢驗項目，進行整改后，再組織專家對其檢驗項目能力重新認可。
    

五、結束語

    在連續(xù)幾年開展的能力驗證活動中，根據(jù)每年的結果分析，我們可以看出全省的整體滿意率呈現(xiàn)逐漸提高的態(tài)勢，說明我省水泥檢驗的整體水平在通過幾次能力驗證后已得到了提高。
    為了能更好地開展能力驗證活動，切實提高實驗室的檢測能力，使能力驗證真正成為認可機構評價和管理實驗室的一種客觀技術手段，在每次能力驗證之后，我們都進行改進和完善，使能力驗證的組織水平得到逐步提高。目前，我們正在組織專家對其他建筑材料、工程質量現(xiàn)場檢測、室內環(huán)境檢測的能力驗證的方法和計劃進行研究論證，不斷提高建工檢測實驗室能力驗證活動的廣度和深度。