浙江省計量科學研究院 何虹 沈才忠 浙江藍箭萬邦技術有限公司 孫世勃 浙江省寧波市計量測試所 王力敏
ISO/IEC17025:2005《檢測和校準實驗室能力的通用要求》、JJF1069-2007《法定計量檢定機構考核規(guī)范》均對實驗室檢定、校準和檢測結果質量的監(jiān)控提出了要求,本文結合ISO/IEC17025:2005、JJF1069-2007的要求,提出了實驗室檢定、校準和檢測結果質量監(jiān)控的方法及相關的評價方案,以期與同行們探討。
一、結果監(jiān)控的概念及目的
影響實驗室檢定、校準和檢測結果質量的因素包括人員、設備、設施與環(huán)境條件、樣品、方法、溯源性、與結果有關的材料等,一般來說,將上述影響因素控制好了,即可保證檢定、校準和檢測結果的準確、可靠。然而,任何因素的控制都會存在偏差,而這些偏差就有可能造成檢定、校準和檢測結果的失準,因此需要定期對檢定、校準和檢測結果的準確性進行驗證。檢定、校準和檢測結果的監(jiān)控實質上就是通過使用特定的方法,對檢定、校準和檢測的結果是否準確、可靠進行實驗驗證,找出造成結果失準的因素,或者由結果發(fā)現(xiàn)發(fā)展的趨勢,以便及時采取糾正措施或預防措施,以防止結果失準的再一次發(fā)生或預防結果失準的發(fā)生。
二、結果監(jiān)控的時機
檢定、校準和檢測結果的監(jiān)控是一種定期實施的技術活動,應該對每一項檢定、校準和檢測項目進行監(jiān)控。一般情況下,在以下情況發(fā)生時,應及時安排檢定、校準和檢測結果的監(jiān)控活動。
1.對新開展項目試運行結果的監(jiān)督。
2.對新上崗人員的考核。
3.顧客投訴涉及的項目和參數(shù)結果的校核。
4.重要測量設備(如計量標準)計量性能失控的預報。
5.重要測量設備變更或改造后投入使用。
6.重要的檢定、校準和檢測(如仲裁檢定(驗)、涉及大額貿易的驗貨、能力驗證、現(xiàn)場考核試驗等)結果的校核。
7.檢定、校準和檢測過程發(fā)生異常情況后,對已檢結果的驗證。
8.糾正措施或預防措施實施效果的驗證等。
三、結果監(jiān)控的方法及評價準則
1.統(tǒng)計方法
應用統(tǒng)計技術對測量系統(tǒng)進行過程控制,使用的主要工具是質量控制圖,質量控制圖是一種將一個過程定期收集的樣本數(shù)據按順序點描繪而成的圖示技術,一般用兩幅圖組合使用:一幅用來監(jiān)控測量數(shù)據均值的變化;一幅用來監(jiān)控測量過程的變異。
對于某個需要監(jiān)控的測量過程,應選定核查標準進行測量,建立過程參數(shù)。核查標準應選擇與被測對象測量范圍、準確等級等指標接近的而又具有較好穩(wěn)定性的儀器、樣品或其他物品。
常用的控制圖有均值-極差控制圖、均值-標準差控制圖、中位值-極差控制圖。
2.參加實驗室之間的比對
實驗室間比對是監(jiān)控實驗室檢定、校準和檢測結果的一種有效的方法,通過實驗室間結果的比對,可以發(fā)現(xiàn)實驗室之間的人員、設備、設施與環(huán)境條件等技術能力方面存在的差距,以正確識別實驗室技術運作過程中存在的問題。
實驗室可以自身組織實驗室間比對,也可以參加其他實驗室或有關管理部門組織的實驗室間比對。實驗室自身組織實驗室間比對活動時,首先應選擇一個性能穩(wěn)定的樣品作為比對樣品,規(guī)定比對路徑,確定比對方案及評價方法,然后按預先確定的方案實施,最后進行實驗室比對結果的評價,編制評價報告。
實驗室間比對路徑有圓環(huán)式、星形式、花瓣式。
比對方案包括參加比對的實驗室名稱,比對用樣品描述及其相關的樣品處理,制備方法,比對方式,比對路線及時間安排,具體的檢定、校準和檢測方法,數(shù)據處理方法,不確定度評定方法以及比對結果的評價方法等。
實驗室間比對一般應至少選擇3家以上實驗室,否則比對結果意義不大。校準實驗室和檢測實驗室的實驗室間比對有所不同。
(1)校準實驗室間的比對
選擇其中一家實驗室作為比對的參考實驗室,可以是組織實驗室間比對的實驗室自身,也可以是其他實驗室,但其測量手段應在各參加實驗室中是最好的,結果是相當可信的。將參考實驗室的測量結果作為指定值,其他實驗室的測量結果與指定值進行比較,其比對結果可以En值大小來判定。本文所用的U均指k=2時的值。
式中:y0——參考實驗室的測量結果;yi——參加實驗室的測量結果;U0——參考實驗室測量結果的擴展不確定度;Ui——參加實驗室測量結果的擴展不確定度。
當無法確定參考實驗室時,可將所有參加實驗室的測量結果平均值作為指定值,此時En值為:
式中:yi——進行結果監(jiān)控實驗室的測量結果;——所有參加實驗室的測量結果算術平均值;Ui——進行結果監(jiān)控實驗室測量結果的擴展不確定度;——除進行結果監(jiān)控實驗室以外的所有參加實驗室測量結果的擴展不確定度之和;N——參加比對的實驗室數(shù)量。
當|En|≤1時,認為比對結果滿意;當|En|>1時,認為比對結果不滿意。
(2)檢測實驗室間的比對
一般采用參加實驗室檢測結果的中位值作為指定值,以Z比分數(shù)評價實驗室檢測結果是否滿意。Z比分數(shù)定義為:
式中:Z——參加實驗室對樣品的測量結果;NIQR——標準四分位數(shù)間距。
當|Z|≤2時,認為測量結果滿意;當2<|Z|<3時,認為測量結果可疑,應查找原因;當|Z|≥3時,認為測量結果不滿意。
3.使用有證標準物質
利用有證標準物質進行內部質量控制,相當于盲樣試驗,即將有證標準物質作為盲樣進行檢測,其測試結果與標準物質提供了已知的量值進行比較,采用En值判定:
式中:xu——實驗室測量得到的有證標準物質的量值;xRM——標準物質證書給出的值;Uu——測量結果xu的擴展不確定度;URM——有證標準物質量值xRM的擴展不確定度。
4.方法比對
可以采用不同的方法來對相同樣品的檢定、校準和檢測結果進行監(jiān)控。
采用En值判定法,即
式中:y1、y2──采用方法1和方法2的測量結果;U1、U2——采用方法1和方法2時的測量結果的擴展不確定度。
5.設備比對
可以采用不同的設備對同一樣品進行檢定、校準和檢測,來監(jiān)控檢定、校準和檢測結果的準確性。
(1)兩臺(套)設備比對法
分別用兩臺(套)測量設備對同一樣品進行檢定、校準和檢測,采用En值判定法,即
式中:y1、y2──采用設備1和設備2的測量結果;U1、U2——采用設備1和設備2時的測量結果的擴展不確定度。
當兩臺(套)的測量設備溯源到同一計量標準時,它們之間具有相關性,當相關性比較弱時可以忽略不計,當相關性較強時,在不確定度評定中需考慮。
(2)多臺(套)設備比對法
當實驗室具有兩臺以上的可以測量相同參數(shù)的測量設備時,可以按實驗室間比對的方法來對結果進行監(jiān)控與評價,可以將準確度等級較高或測量不確定度較小的測量設備的檢定、校準和檢測結果作為指定值。
6.人員比對
由不同的檢定、校準和檢測人員,采用同一臺測量設備對同一樣品進行檢定、校準和檢測,若不同人員的檢定、校準和檢測結果分別為y1、y2,則當時,認為檢定、校準和檢測結果是準確的,其中U1、U2分別為不同人員測量時扣除由系統(tǒng)效應造成的標準不確定度分量后的擴展不確定度。
7.留樣再試
對性能較為穩(wěn)定的樣品,在首次檢定、校準和檢測后,使用同一臺設備進行重新檢定、校準和檢測,則當|y1-y2|≤U時認為檢定、校準和檢測結果是準確的,其中y1、y2分別為前后兩次檢定、校準和檢測的結果,U為扣除由系統(tǒng)效應造成的標準不確定度分量后的擴展不確定度。
8.利用樣品不同項目的相關性進行分析
對同一物品不同特性參數(shù)之間的相關性進行分析,可以得出相關參數(shù)之間的經驗公式,從而可以間接地用一個參數(shù)的量值來核查另一個參數(shù)量值的準確程度。通常采取不同特性參數(shù)之間存在線性關系的檢驗方法,即用直線方程,其中斜率a、截距b以及相關系數(shù)r可用最小二乘法求得。
為了判斷兩個變量之間的實際關系是否符合線性關系,必須對線性回歸進行顯著性檢驗,檢驗方法有t檢驗法、F檢驗法、相關系數(shù)r檢驗法等。
9.上述有關方法的組合
可以利用上述有關方法的組合來進行檢定、校準和檢測結果的監(jiān)控。
(1)方法比對+人員比對
由不同的人員采用不同的方法,對同一樣品進行檢定、校準和檢測,判別準則同三、4。
(2)人員比對+設備比對
由不同的人員使用不同的設備對同一樣品進行檢定、校準和檢測,判別準則同三、5。
四、結果監(jiān)控的后處理、頻次
檢定、校準和檢測結果的質量監(jiān)控是確保實驗室報告結果準確、可靠的措施之一,相當于工廠對產品質量的抽檢,當發(fā)現(xiàn)質量控制數(shù)據已經超出或將要超出預先確定的判據時,應采取糾正措施或預防措施來糾正或預防出現(xiàn)的問題。通常,實驗室內部質量監(jiān)控結果采用En值判定時,可劃分三個控制段:
接受段判據:|En|≤0.7,表明測量結果的質量得到保證。
拒絕段判據:|En|>1,表明測量結果的質量失控,需查找原因并采取糾正措施。
臨界預防段判據:0.7<|En|≤1,表明測量結果的質量接近臨界,需查找原因并采取適當?shù)念A防措施。
其中臨界預防準則下限0.7的設定應根據不同實驗室和不同設備情況而定,其選擇需綜合考慮資源投入與所承擔的風險。
檢定、校準和檢測結果的質量監(jiān)控的頻次應結合實驗室往年的檢定、校準和檢測結果的準確程度,結合檢定、校準和檢測結果的變化趨勢,同時考慮監(jiān)控成本和實驗室風險與給顧客帶來風險的平衡,下述情況下應增加監(jiān)控的頻次:
(1)當實驗室統(tǒng)計的檢定、校準和檢測結果持續(xù)單方向變化時。
(2)實驗室設施與環(huán)境條件變化較大時。
(3)測量設備使用環(huán)境較為惡劣時。
(4)測量設備發(fā)生變化,如修理、更新時。
(5)檢定、校準和檢測人員新上崗或轉崗時。
(6)檢定、校準和檢測的規(guī)程、規(guī)范、標準發(fā)生變化時,如修訂、改版時。
(7)樣品特性不很穩(wěn)定時。
當監(jiān)控結果表明,實驗室檢定、校準和檢測結果已不滿意或已接近不滿意時,實驗室應停止相應的檢定、校準和檢測工作,對造成不滿意或接近不滿意的原因進行分析、評價,采取相應的糾正措施或預防措施,以確保實驗室提供給顧客的數(shù)據是準確、可靠的。當監(jiān)控結果表明實驗室檢定、校準和檢測結果已不滿意時,實驗室還應對以往的檢定、校準和檢測結果對顧客所造成的影響或傷害進行分析、評價,必要時應對以往的結果進行追溯,并告知相關顧客,停止使用實驗室的檢定、校準和檢測結果,采取有關措施,最大限度地降低顧客的損失。
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