水泥實驗室能力驗證信息統(tǒng)計分析系統(tǒng)設計

賈巖等

（河南省產品質量監(jiān)督檢驗院， 河南 鄭州 450004）

摘 要： 針對水泥實驗室能力驗證實施過程中大量的數(shù)據處理的需要，設計開發(fā)了水泥實驗室能力驗證信息統(tǒng)計分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用基于Java語言的Eclipse開發(fā)工具和Oracle數(shù)據庫，使能力驗證實施者能快捷精準地處理能力驗證的信息數(shù)據：對能力驗證樣品的均勻性做出自動分析評定，能力驗證試驗結果穩(wěn)健Z（ZB和ZW）值等結果自動計算處理分析，迅速生成專業(yè)匯總表和Z比分數(shù)直方圖。該系統(tǒng)實現(xiàn)了水泥能力驗證實施工作自動化管理、提高了數(shù)據信息處理的速度和準確性。

關鍵詞： Eclipse； Oracle； 穩(wěn)健Z 值； 能力驗證

中圖分類號： TN964?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）06?0065?04

0 引 言

能力驗證是由多個實驗室對相同被測樣品（參數(shù)）檢測的組織、實施，最終評價實驗室的檢驗能力，保證實驗室技術能力和管理水平不斷完善的有效方式[1]。在0.05顯著水平上，在保證樣品均勻的和滿足能力驗證要求的基礎上，發(fā)送樣品至實驗室進行獨立檢測，再將所有參加測試的實驗室結果進行穩(wěn)健統(tǒng)計技術，評價各個水泥實驗室測量結果的滿意程度。在水泥實驗室能力驗證實施過程中要對樣品的均勻性以及參加實驗室檢測數(shù)據采用穩(wěn)健統(tǒng)計技術進行統(tǒng)計分析，有大量的原始數(shù)據需要處理，處理過程按照CNAS?GL02 2006《能力驗證結果的統(tǒng)計和能力評價指南》以及CNAS?GL03 2006《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》中運用多個復雜公式經過多次運算，推導出穩(wěn)健Z（包括ZB和ZW）比分數(shù)值等數(shù)據，并按照指南要求進行分析評定。目前大量的數(shù)據處理和計算需要人工通過電腦辦公軟件進行處理，如新疆出入境檢疫技術中心尚德軍等研究利用Office對能力驗證計劃中數(shù)據的處理[2]，這樣不可避免容易造成數(shù)據處理錯誤，影響實驗數(shù)據的準確性和公正性，國內尚無用于能力驗證的專業(yè)統(tǒng)計軟件。

隨著信息技術的發(fā)展，為了提高能力驗證數(shù)據處理分析效率，實現(xiàn)水泥能力驗證實施工作自動化管理、加快數(shù)據信息處理的速度、降低實施單位的工作負荷，節(jié)省時間，提高準確性，開發(fā)了一套實用的、快速的水泥實驗室能力驗證信息統(tǒng)計分析系統(tǒng)，采用Eclipse工具設計開發(fā)，與Oracle數(shù)據庫相結合，來進行水泥產品的能力驗證數(shù)據處理分析。

1 數(shù)據信息處理系統(tǒng)設計

1.1 系統(tǒng)的主要內容

本系統(tǒng)依據CNAS?GL03：2006 《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》、CNAS?GL02 2006《能力驗證結果的統(tǒng)計和能力評價指南》進行需求分析和項目實際開發(fā)，實現(xiàn)自動評定樣品均勻性、試驗數(shù)據計算分析、穩(wěn)健Z（包括ZB和ZW）比分數(shù)值生成，打印統(tǒng)計圖表。

系統(tǒng)主要包括五個能力驗證信息統(tǒng)計分析功能模塊：

（1） 均勻性檢驗模塊：用于水泥能力驗證樣品的單因子方差分析，檢驗所得數(shù)據經F檢驗法判定確定樣品的均勻性；

（2） 試驗數(shù)據輸入模塊：用于水泥能力驗證物理性能、化學性能各試驗項目數(shù)據的輸入；

（3） 穩(wěn)健Z比分數(shù)模塊： 用于采用穩(wěn)健（Robust）統(tǒng)計技術處理實驗結果，得到穩(wěn)健Z（包括ZB和ZW）比分數(shù)；

（4） 結果評價匯總模塊：用于按照Z比分數(shù)評價規(guī)則，評價結果滿意程度并生成評價匯總報告；

（5） Z比分數(shù)直方圖模塊：用于根據穩(wěn)健Z（包括ZB和ZW）比分數(shù)值，自動生成直方圖，直觀描述實驗室檢測能力。

1.2 系統(tǒng)數(shù)據處理流程

系統(tǒng)數(shù)據處理流程圖見圖1，首先用戶使用系統(tǒng)賬號和密碼，登陸水泥實驗室能力驗證信息統(tǒng)計分析系統(tǒng)，完成創(chuàng)建本批能力驗證計劃樣品批，選擇“均勻性檢驗報告”菜單，選擇均勻性試驗項目，錄入10組試驗原始數(shù)據，點擊“保存”按鈕，系統(tǒng)自動處理實驗數(shù)據并顯示計算結果F0.05，當F0.05≤F0.05（9，10）=3.02時，系統(tǒng)自動評價該批樣品均勻。保存成功后，系統(tǒng)提示“保存成功”，刷新原有頁面。點擊“導出”按鈕，系統(tǒng)自動導出Word文檔的均勻性檢驗結果報告。

圖2為能力驗證結果和統(tǒng)計處理流程示意圖，用戶完成該批能力驗證計劃樣品均勻性試驗后，選擇“能力驗證結果統(tǒng)計”菜單，選擇批次號進行查詢，可以添加新的試驗或查看已經存在的試驗數(shù)據。在選擇批次的試驗項目界面下，錄入試驗原始數(shù)據后系統(tǒng)根據已設定的評分標準，自動評價試驗數(shù)據結果并導出能力驗證匯總報告。

1.3 系統(tǒng)主要特點

1.3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

本系統(tǒng)采用Eclipse 開發(fā)制作，利用Java語言，Oracle數(shù)據庫為基礎設計。Eclipse是開放源代碼的基于Java的可擴展開發(fā)平臺，Eclipse提供了功能豐富的集成開發(fā)環(huán)境，擁有強大的代碼重構功能，Eclipse本身內置了Java插件JDT，可以使用Eclipse方便的開發(fā)Java應用程序[3?4]。

1.3.2 系統(tǒng)運行環(huán)境

系統(tǒng)的硬件環(huán)境：PIII 2.0G CPU，60 GB以上硬盤，512 MB以上內存。軟件運行環(huán)境是Windows XP以上操作系統(tǒng)，便于應用普及[5?6]。系統(tǒng)按照CNAS?CL01：2006《檢測和校準實驗室能力認可準則》要求：將均勻性檢驗模塊與其他4個模塊分別按照同標準Windows圖形窗口操作界面的獨立模塊化設計，原始數(shù)據和數(shù)據處理結果和判定結果用Word文檔導出保存，編輯方便。

1.3.3 數(shù)據庫表設計

均勻性檢驗數(shù)據處理數(shù)據庫如表1所示。能力驗證數(shù)據處理數(shù)據庫（部分）表如表2所示。

2 系統(tǒng)的實現(xiàn)

2.1 均勻性檢驗

用戶登陸系統(tǒng)的主頁，選擇“均勻性報告”菜單，首先進入實驗列表頁，由ListVIEW控件生成數(shù)據庫列表，顯示所有實驗的數(shù)據以及結果評價，用戶選擇任務批和實驗項目或創(chuàng)建新的任務批（實驗項目）。以燒失量項目為例，錄入10組樣品批的試驗原始數(shù)據，見圖3。點擊“添加”按鈕，系統(tǒng)按單因子方差分析法，對樣品均勻性數(shù)據進行自動處理，所得數(shù)據系統(tǒng)按F檢驗法原則自動分析、計算顯示F值和均勻性結論，見圖4。

2.2 能力驗證實驗數(shù)據輸入

完成該批樣品均勻性試驗后，選擇“能力驗證結果統(tǒng)計”菜單，在該批計劃樣品批次號下，點擊“添加”按鈕，數(shù)據庫列表中分為：物理和化學2類項目，各試驗項目分別在兩類目錄下，便于檢索。選擇試驗項目，以燒失量為例，見圖5。對參加能力驗證實驗室編號以及A樣、B樣試驗數(shù)據進行編輯、刪除和刷新操作，軟件設計可放大窗口，便于數(shù)據錄入和校核。

2.3 能力驗證實驗數(shù)據處理結果

根據輸入的試驗數(shù)據，點擊“計算”按鈕，系統(tǒng)按照穩(wěn)?。≧obust）統(tǒng)計技術設計的處理程序，自動計算ZB，ZW，S，D等值并存儲試驗結果，用戶點擊“導出”按鈕生成 “統(tǒng)計處理結果一覽表”、 “實驗室驗證結果和統(tǒng)計處理表”，如圖6所示，和“Z比分數(shù)直方圖”，如圖7所示，最終導出能力驗證匯總報告。

3 結 語

該系統(tǒng)開發(fā)采用Java語言，在Eclipse 開發(fā)平臺上實現(xiàn)。數(shù)據庫設計采用Oracle，緊密結合水泥能力驗證計劃要求。該系統(tǒng)交互性好、操作簡單，可實現(xiàn)數(shù)據快速精確處理，提高了結果的準確度以及檢驗信息的自動化處理程度，并能生成專業(yè)匯總表和Z比分數(shù)直方圖，為水泥能力驗證實施者提供技術參考和檢測結果評判工具。

參考文獻

[1] JIA Yan， CHENG Xiao?tian， WEI Dong. Robust statistics analysis of proficiency test result of cement chemical composition [J]. Applied Mechanics and Materials， 2012， 238： 96?100.

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2.2 能力驗證實驗數(shù)據輸入

完成該批樣品均勻性試驗后，選擇“能力驗證結果統(tǒng)計”菜單，在該批計劃樣品批次號下，點擊“添加”按鈕，數(shù)據庫列表中分為：物理和化學2類項目，各試驗項目分別在兩類目錄下，便于檢索。選擇試驗項目，以燒失量為例，見圖5。對參加能力驗證實驗室編號以及A樣、B樣試驗數(shù)據進行編輯、刪除和刷新操作，軟件設計可放大窗口，便于數(shù)據錄入和校核。

2.3 能力驗證實驗數(shù)據處理結果

根據輸入的試驗數(shù)據，點擊“計算”按鈕，系統(tǒng)按照穩(wěn)?。≧obust）統(tǒng)計技術設計的處理程序，自動計算ZB，ZW，S，D等值并存儲試驗結果，用戶點擊“導出”按鈕生成 “統(tǒng)計處理結果一覽表”、 “實驗室驗證結果和統(tǒng)計處理表”，如圖6所示，和“Z比分數(shù)直方圖”，如圖7所示，最終導出能力驗證匯總報告。

3 結 語

該系統(tǒng)開發(fā)采用Java語言，在Eclipse 開發(fā)平臺上實現(xiàn)。數(shù)據庫設計采用Oracle，緊密結合水泥能力驗證計劃要求。該系統(tǒng)交互性好、操作簡單，可實現(xiàn)數(shù)據快速精確處理，提高了結果的準確度以及檢驗信息的自動化處理程度，并能生成專業(yè)匯總表和Z比分數(shù)直方圖，為水泥能力驗證實施者提供技術參考和檢測結果評判工具。

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2.2 能力驗證實驗數(shù)據輸入

完成該批樣品均勻性試驗后，選擇“能力驗證結果統(tǒng)計”菜單，在該批計劃樣品批次號下，點擊“添加”按鈕，數(shù)據庫列表中分為：物理和化學2類項目，各試驗項目分別在兩類目錄下，便于檢索。選擇試驗項目，以燒失量為例，見圖5。對參加能力驗證實驗室編號以及A樣、B樣試驗數(shù)據進行編輯、刪除和刷新操作，軟件設計可放大窗口，便于數(shù)據錄入和校核。

2.3 能力驗證實驗數(shù)據處理結果

根據輸入的試驗數(shù)據，點擊“計算”按鈕，系統(tǒng)按照穩(wěn)?。≧obust）統(tǒng)計技術設計的處理程序，自動計算ZB，ZW，S，D等值并存儲試驗結果，用戶點擊“導出”按鈕生成 “統(tǒng)計處理結果一覽表”、 “實驗室驗證結果和統(tǒng)計處理表”，如圖6所示，和“Z比分數(shù)直方圖”，如圖7所示，最終導出能力驗證匯總報告。

3 結 語

該系統(tǒng)開發(fā)采用Java語言，在Eclipse 開發(fā)平臺上實現(xiàn)。數(shù)據庫設計采用Oracle，緊密結合水泥能力驗證計劃要求。該系統(tǒng)交互性好、操作簡單，可實現(xiàn)數(shù)據快速精確處理，提高了結果的準確度以及檢驗信息的自動化處理程度，并能生成專業(yè)匯總表和Z比分數(shù)直方圖，為水泥能力驗證實施者提供技術參考和檢測結果評判工具。

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