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期间核查——一种简单的测量过程控制

发布时间:2008-09-08 作者:胡引强 来源:www.jlbjb.com 浏览:2870

北京市计量检测科学研究院  胡引强

  ISO/IEC17025《检测和校准实验室能力的通用要求》、JJF1069《法定计量检定机构考核规范》等许多文件对于对社会出具公证数据的机构,均有条款要求它们利用期间核查以维持计量标准和设备检定或校准状态的可信度,以保证其对外出具数据的可靠性。本文依据实际工作的可行经验阐明了对期间核查概念的理解,参阅文献介绍了期间核查的方法,提出利用期间核查的统计结果服务检测工作。    

  一、期间核查的概念

  “期间核查”也称为“运行检查”或“中间核查”,它通常是指实验室根据自身规定的程序和日程对其计量基(标)准、传递标准或工作标准、标准物质以及其他重要计量设备,在两次定期检定之间的时间间隔内一次或多次使用适当的技术、校核方法进行检查,看其是否始终保持着检定时的准确度,它不是再检定,只需使用简单、具有相当可信度的方法,对仪器设备进行核查。

  据此概念我们可理解为,期间核查用简单实用的方法检查的是设备保持其标准输出的稳定性,即(1)其输出值是否为标准值;(2)该数值是否在要求的范围内。因此,我认为期间核查方法可采取:(1)对其准确度或不确定度进行验证,方法见本文二、1所述;(2)对其稳定性进行考核,方法见本文二、2所述。    

  二、期间核查方法

  1.采用对计量标准或设备测量不确定度验证的方法做期间核查
  一般通过更高一级的计量标准采用传递比较法进行。在无法找到更高一级的计量标准时,也可以通过具有相同准确度等级计量标准的实验室之间的比对(多台比对法或两台比对法)验证所给不确定度指标的合理性。常用比对方法如下:

  (1)传递比较法
  用被考核的计量标准或设备测量一稳定的被测对象,其可以是工作标准或其他核查标准。将该被测对象送到具有更高一级计量标准的部门进行测量。若用被考核计量标准或设备和更高一级计量标准进行测量时的扩展不确定度(k=2,下同)分别为UU0,它们的测量结果分别为yy0,则应满足:    

  
  当U0U/3成立时,可以忽略U0的影响,此时上式成为:
y-y0|≤U

  (2)多台比对法
  无法得到更高一级的计量标准时,可以用3台以上具有相同准确度等级的计量标准或设备,对同一稳定的被测对象进行测量,它们的测量不确定度均为U。若肉些测量结果的平均值作为参考值,则由被考核计量标准得到的测量结果y应满足:    

  

  上式中,系数是考虑到被考核测量结果y和多台测量结果的平均值之间的相关性而引入的。

  (3)两台比对法
  若无法找到多台具有相同准确度等级的计量标准或设备,也可以采用同等级的两台计量标准或设备进行比对。若用两台计量标准或设备得到的测量结果分别为y1y2,两者的扩展不确定度分别为U1U2,则应满足:
    

  
  比较而言,传递法得到的结果比较可靠,并且所得到的结果具有溯源性,而多台或两台比对法得到的结果可靠性较差。所以,仅当无法采用第一种方法时才考虑第二种方法,仅当第二种方法也无法实现时才考虑第三种方法。

  2.采用对计量标准或设备稳定性考核的方法进行验证,做期间核查
  (1)若有关计量检定规程或计量技术规范对计量标准或设备稳定性考核方法有明确规定时,可按有关规定执行。

  (2)若有关计量检定规程或计量技术规范对计量标准或设备稳定性考核方法无明确规定时:
  ①对新建计量标准或设备稳定性考核的办法:选一稳定的被测对象,每隔一段时间(大于1个月),用该计量标准进行一组n次的测量,取其算术平均值作为该组的测量结果。共观测m组(m≥4)。取m组测量结果中的最大值和最小值之差,作为新建计量标准或设备在该时间段内的稳定性。
  ②对运行中计量标准或设备的稳定性的考核办法:选一稳定的被测对象,在计量标准或设备自身的检定/校准周期之间选一个或多个适合的时间,用该计量标准或设备进行一组n次的测量,取其算术平均值作为该次的测量结果,该结果(一周期做一次核查的)与上个周期核查的测量结果的差值或本周期内核查测量结果中的最大值和最小值之差(一周期做多次核查的)作为该计量标准或设备在其检定、校准周期内的稳定性。
  判定原则:稳定性应小于该计量标准或设备的扩展不确定度(k=2)或最大允许误差的绝对值。
  通过日常实践可发现,有些项目就是通过对计量标准或设备稳定性考核方法进行验证做期间核查的,并且结果是可信的。
  采用上述实验方法的验证,对所查计量标准或设备的期间核查是否符合核查标准要求要给出肯定性的总评价。    

  三、统计期间核查结果对标准或设备进行监控

  期间核查实际上是选一台稳定的仪器设备,在被核查计量标准或设备自身两次检定/校准之间用被核查的计量标准或设备对其做一次、两次或多次检测,几年下来可得到被核查的计量标准或设备期间核查的统计结果。由此统计结果,我们能看到所查计量标准或设备在近年保持准确输出的情况,能看到所查时间内检测数据的变动,有效统计数据越多,我们越能对所查计量标准或设备的运行质量情况有更准确的了解和认识,对其运行的趋势易于做出正确判断,可对计量标准或设备的运行做维护、控制和处理,也就能对其所做的检测工作质量做出判断和控制。简言之,就是用统计学的方法和技术对过程进行分析和控制,使计量标准或设备所做检测数据的变动在合理范围内,而防止异常检测数据发生,此即期间核查的统计过程控制(SPC)。

  期间核查SPC更加强调对过程的分析、改进和控制,强调分析和控制引起检测数据波动的根本原因,而不是靠事后的“检验把关”将不合格数据“挑出来”,力图实现预防性质量保证。
  在应用期间核查SPC时,一般经过这样的循环:

  1.分析
  必须要了解过程的功能与要求、输出检测数据的波动情况、过程统计受控状态等。在分析过程中,SPC提供了有效的工具,例如,分析用控制图(控制图是描述过程输出检测数据波动状况的坐标图)。

  利用分析用控制图,我们能直观地识别过程的统计受控状态和失控状态,用过程分析方法判断满足顾客要求或过程的能力等。若其特征值即每次核查的结果值稳定,即其多次核查的结果数值接近,分散性小,则可放心使用该标准或设备,并可在一定时间内适当放宽核查周期等。反之,则要进一步分析和改进。

  2.改进
  对过程进行改善。要针对SPC识别出的失控现象和统计信号,分析并寻找失控原因,采取有针对性的措施,并对过程中可能存在的失控原因做到心中有数。有时由随机因素引起的过程波动也可能很大,使过程即便在统计受控的状态下,过程输出的波动也会很大,不能满足顾客或过程的要求。这时,需要对过程进行更进一步的改进,包括改进核查方法、操作方法等。

  3.控制
  一旦对过程有了很好的了解,并采取了改进措施,就要在改进了的水平上对过程的运行进行有效的监控,使过程一旦偏离了最佳水平就及时调整,使过程始终在最佳状态下运行,从而使过程输出的数据波动最小。

  4.持续改进
  对过程的改进循环不能到此为止,要不断发现新的改进机会,不断满足顾客日益提高的要求,并将改进循环不断地进行下去。    

  四、结论

  至此,我们可认为计量标准或设备测量运行过程的核查结果统计控制是期间核查较“精细”的方法,期间核查是计量标准或设备的简单测量过程的控制,它是对于等准确度的核查,不是高准确度的核查。这是由其原理和方法决定的,因此也使我们能够利用统计过程控制的方法来掌握计量标准或设备的期间核查及其对外检测数据的质量。

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