試談分析測試質(zhì)量控制問題

李智維

(中國石油化工股份有限公司廣州分公司，廣東　廣州　510725)

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試談分析測試質(zhì)量控制問題

李智維

(中國石油化工股份有限公司廣州分公司，廣東廣州510725)

對傳統(tǒng)的實驗室分析質(zhì)量控制方法，包括有關(guān)的規(guī)章制度和事后補救式質(zhì)量控制(留樣抽復(fù)查法)，以及預(yù)防性方法中的分析質(zhì)量控制圖，做了扼要的介紹和簡要分析。認為傳統(tǒng)方法，在我國目前國情下，應(yīng)繼續(xù)使用，不可廢棄。對預(yù)防式的方法，應(yīng)從分析質(zhì)量控制圖入手，結(jié)合計算機使用，做好推廣使用工作。分析質(zhì)量控制最終應(yīng)按照GB/T15481：2000，CNAS/AC01:2005和ISO/IEC17025：2005的要求進行，使實驗室成為“認可實驗室”。

實驗室；分析質(zhì)量控制；事后補救式質(zhì)量控制；預(yù)防性的質(zhì)量控制；分析質(zhì)量控制圖

無論是工廠過程控制和產(chǎn)品出廠的實驗室，還是社會上用于產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督的實驗室，其任務(wù)都是提供準(zhǔn)確、可靠的分析數(shù)據(jù)，為過程控制和產(chǎn)品出廠，以及政府有關(guān)部門“打假”、商品出入境等提供判據(jù)。國內(nèi)外各個實驗室，歷來都把實驗室分析質(zhì)量控制作為頭等大事來抓，研究開發(fā)了不少分析質(zhì)量控制的方法。本文筆者梳理了目前國內(nèi)外應(yīng)用的一些實驗室分析質(zhì)量控制方法，扼要介紹了各種方法的原理及應(yīng)用現(xiàn)狀，對每種方法的優(yōu)缺點也做了簡要分析。結(jié)合目前我國實驗室管理現(xiàn)狀，對當(dāng)前推行分析質(zhì)量控制提出了一些看法和建議。

1　我國一些傳統(tǒng)分析質(zhì)量控制方法

1.1分析質(zhì)量控制的有關(guān)規(guī)章制度

我國傳統(tǒng)的實驗室分析質(zhì)量控制規(guī)章制度，通常有分析化驗 “五準(zhǔn)”，指采樣準(zhǔn)；儀器、試劑、方法選擇準(zhǔn)；分析測試準(zhǔn)；計算結(jié)果準(zhǔn)；報告結(jié)果準(zhǔn)；“三及時”，指及時采樣，及時分析，及時報告結(jié)果；分析數(shù)據(jù)的“三級檢查制”，指分析測試完后，先自己對結(jié)果檢查，再由本崗位或本班組的工友檢查，最后由班組長檢查后報出；分析數(shù)據(jù)“三不報出”，指自己對測試結(jié)果無把握時，數(shù)據(jù)不報出，要主動用原樣品復(fù)查或重新采樣復(fù)查，測試程序未完成，測試數(shù)據(jù)不報出，測試數(shù)據(jù)未經(jīng)過三級檢查不報出；分析事故“三不放過”，指事故原因未搞清楚不放過，未采取預(yù)防措施不放過，事故責(zé)任人未受到教育不放過；此外，定期或不定期的廠級、地區(qū)級(市縣級)以及全國行業(yè)級化驗分析專業(yè)檢查，實驗室內(nèi)部的周、月、季度和年度崗位檢查也是分析質(zhì)量控制的范疇。

1.2事后補救式分析質(zhì)量控制

事后補救式質(zhì)量控制，主要是指一些工礦企業(yè)推行的“留樣抽復(fù)查”制度。其作法是，對數(shù)小時或數(shù)天內(nèi)樣品理化性質(zhì)不變的試樣，當(dāng)班化驗分析完時，將剩余試樣封存。對封存試樣，過后由本室專人用專用儀器、設(shè)備重新分析，以考察原分析結(jié)果的準(zhǔn)確可靠性；兩者分析結(jié)果吻合時，即認為抽復(fù)查通過；否則就要從人(分析工)、機(儀器、設(shè)備等)、料(試樣和試劑)、法(分析方法)、測(分析測試過程)和環(huán)境(分析室溫度、濕度等)六大因素入手查找原因，找出結(jié)果不一致的原因并消除之，這樣就可以避免更多的不合格品流入下道工序或繼續(xù)出廢、次品。

筆者認為，由于受人員素質(zhì)、儀器設(shè)備等條件限制，該控制方法還是有一定積極意義，古話說“亡羊補牢尚未晚亦”，針對我國目前情形，在分析質(zhì)量出現(xiàn)失控時，通過留樣抽復(fù)查，也可以找到失控的原因并消除之，避免更大的損失，所以這種做法還是有積極意義。但是，這畢竟是在分析狀態(tài)失控后，采用的補救措施，同時一些試樣不適合留存，留取的試樣種類有限，因此該方法的不足之處是顯而易見的。

近年來，國內(nèi)實驗室分析質(zhì)量控制的情況已經(jīng)發(fā)生很大的變化，化驗室的環(huán)境、儀器、設(shè)備等，也有了很大變化及改善，因此，以上規(guī)章制度和做法已不能滿足分析質(zhì)量控制的需要，促使人們尋找和開發(fā)新的分析質(zhì)量控制方法，于是一些新的控制方法就陸續(xù)出現(xiàn)。

2　預(yù)防性的分析質(zhì)量控制

由于傳統(tǒng)分析質(zhì)量控制的不足之處，人們迫切需要一些預(yù)控性的分析質(zhì)量控制方法，當(dāng)分析狀態(tài)剛出現(xiàn)失控或者有失控苗頭時，采用的控制方法就會及時預(yù)警，提醒人們及時采取措施，控制失控狀態(tài)的出現(xiàn)，于是各種預(yù)控式分析質(zhì)量控制方法就被研究、開發(fā)了出來，其中分析質(zhì)量控制圖就是一種[1]。

2.1分析質(zhì)量控制圖的原理

化驗測試數(shù)據(jù)受人、儀器、試劑、分析方法、測試和環(huán)境等六大因素的影響，會產(chǎn)生波動，其波動分為正常和異常波動兩大類。按照統(tǒng)計學(xué)觀點，正常波動是由偶然性、不可避免的因素造成，所得數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，并處于分析方法規(guī)定的重復(fù)性、再現(xiàn)性范圍內(nèi)；而異常波動是由系統(tǒng)因素，也稱異常因素造成的，數(shù)據(jù)呈現(xiàn)很大散差；或按一定規(guī)律變化，帶有方向性，數(shù)據(jù)會處在分析方法規(guī)定的重復(fù)性、再現(xiàn)性范圍之外；使用分析質(zhì)量控制圖，就是要及時區(qū)分偶然性因素和系統(tǒng)因素,及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)因素，以便盡快采取措施消除之，使分析狀態(tài)重新處于正常波動。目前美國ASTM方法中都有專門條款，進行質(zhì)量控制。國內(nèi)燃料和潤滑劑方面公布的標(biāo)準(zhǔn)測試方法，也有這方面的條款[4]。前幾年，埃索中國分公司來我廠化驗室(為其分包實驗室)外審時，也提出要加強統(tǒng)計質(zhì)量管理，用好分析質(zhì)量控制圖?？梢娺\用分析質(zhì)量控制圖，可以對化驗分析過程中出現(xiàn)的誤差進行連續(xù)不斷的監(jiān)測，并記錄監(jiān)測的情況，當(dāng)分析狀態(tài)出現(xiàn)失控現(xiàn)象或呈現(xiàn)失控趨勢時，就會馬上從控制圖上反映出來，達到“報警”作用[1-3]。

2.2分析質(zhì)量控制圖的種類[2-3]

分析質(zhì)量控制圖是由中心線(CL)與上、下控制限(UCL、LCL)以及上、下報警限(UWL、LWL)組成，縱坐標(biāo)為特性指標(biāo)，橫坐標(biāo)為樣品序號或采樣(或分析)時間。中心線是所控制的特性量值的平均值，上、下報警限與上、下控制限是用來判斷測試分析過程是否失控或?qū)⒁Э氐囊罁?jù)。上、下控制界限與中心線相距三倍標(biāo)準(zhǔn)差，上、下報警限與中心線相距兩倍標(biāo)準(zhǔn)差。一般中心線用實線表示，上、下報警限與上、下控制限用虛線表示。

表1　分析質(zhì)量控制圖參數(shù)表[1]

2.3分析質(zhì)量控制圖的作圖

分析質(zhì)量控制圖作圖步驟包括：(1)在分析狀態(tài)穩(wěn)定正常情況下收集數(shù)據(jù)；(2)計算控制界限；(3)根據(jù)計算的控制界限畫出圖；(4)把畫出的控制圖用于分析質(zhì)量控制，即將新的監(jiān)控數(shù)據(jù)，在圖中標(biāo)出點子的位置；(5)根據(jù)點子在圖中的分布情況進行分析判斷。

做法是，每天在測未知樣的同時作一份控制樣品，可平行測試兩次或多次，然后把有關(guān)數(shù)據(jù)，對單值—移動極差圖為測定值和極差、對均值—移動極差圖為平均值和移動極差、對均值—標(biāo)準(zhǔn)差圖為平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差、對中位值—極差圖為測定的中位值和極差,在圖上描點。在連續(xù)不斷監(jiān)控描點時，就可以進一步分析判斷分析質(zhì)量的情況。

2.4對分析質(zhì)量控制圖的分析

2.4.1分析判斷的依據(jù)

判斷分析狀態(tài)是否正常，實際上是作統(tǒng)計推斷，其理論依據(jù)是“小概率事件原理”。概率論中事件大致可分三類：必然事件，重復(fù)多次試驗，每次必然發(fā)生的事件；不可能事件，重復(fù)多次試驗，每次都不發(fā)生的事件；隨機事件，重復(fù)多次試驗，每次可能會發(fā)生也可能不會發(fā)生的事件；在隨機事件中，有一類事件在重復(fù)多次試驗時，發(fā)生的可能性很小，重復(fù)多次試驗時，只有極少數(shù)會發(fā)生，這類事件就是小概率事件。對小概率事件，在事先預(yù)測時，說它不發(fā)生，其說錯的可能性(概率)很小，幾乎為零，這就是“小概率事件原理”。通常認為，在質(zhì)量受控的情況下，控制圖中點子的分布呈隨機狀態(tài)，而出現(xiàn)失控狀態(tài)時，才會出現(xiàn)點子出界，或雖然在界限內(nèi),但分布有缺陷。因此，在使用控制圖時，點子出現(xiàn)此種情況，就認為分析狀態(tài)已失控或即將失控，這種判斷一般很少錯判[1-3]。

2.4.2分析質(zhì)量控制圖的分析[1-3]

一般認為點子出界,就是分析狀態(tài)失控，而點子雖沒有出界，但排列有缺陷時，也認為狀態(tài)不正常，需要查明原因。點子在界內(nèi)排列有缺陷是指：

(1)在中心一測連續(xù)出現(xiàn)7點鏈。如圖1所示。

圖1　分析狀態(tài)失控情況一

(2)當(dāng)連續(xù)11點中至少有10點在中心線一側(cè)；或連續(xù)l4點中至少有12點在中心線一側(cè)；或連續(xù)17點中至少有14點在中心線一側(cè)；或連續(xù)20點中至少有16點在中心線一側(cè)，如下圖所示。

圖2　分析狀態(tài)失控情況二

(3)點子在控制線附近出現(xiàn)，連續(xù)3點中有2點出現(xiàn)在控制限附近，見下圖；或連續(xù)7點中有3點出現(xiàn)在控制限附近；或連續(xù)10點中有4點出現(xiàn)在控制限附近。

圖3　分析狀態(tài)失控情三

(4)點子出現(xiàn)上升或下降情況，見圖3，有連續(xù)7點呈現(xiàn)上升傾向。

圖4　分析狀態(tài)失控情況四

(5)點子排列出現(xiàn)了周期性變化，如圖4所示。

圖5　分析狀態(tài)失控情況五

分析狀態(tài)正常時，這五種情況出現(xiàn)的概率都很小，因此認為分析狀態(tài)正常時，不會出現(xiàn)上述鏈狀排布，現(xiàn)已出現(xiàn)，就認為分析狀態(tài)不正常，要查找原因，及時處理。

2.5計算機在分析質(zhì)量控制中應(yīng)用簡介[4-6]

從以上作圖、分析過程看，手工繪制和判斷分析質(zhì)量狀態(tài)還是較繁瑣。如今，計算機的應(yīng)用已相當(dāng)普遍，不少軟件的出現(xiàn)，使其變成了相當(dāng)容易的事情。據(jù)調(diào)查，目前有：①Excel大眾辦公軟件；②SPSS(Statistical Product and Service Solutions)統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案軟件；③MATLAB軟件；④Minitab 軟件等，都已成功用于分析質(zhì)量控制圖的繪制和分析,本文不做專門討論。

3　其它分析質(zhì)量控制方法簡介[1，7]

在廣泛應(yīng)用分析質(zhì)量控制圖的同時，其它分析質(zhì)量控制方法也不斷被研究和應(yīng)用。除了TQM(全面質(zhì)量管理)中，常用的排列圖、直方圖、因果分析圖、回歸分析、參數(shù)估計、假設(shè)檢驗等之外，一些新的統(tǒng)計分析方法也不斷被研究和應(yīng)用，包括最優(yōu)化、化學(xué)校正(主要是多元校正)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等較為復(fù)雜的化學(xué)計量學(xué)方法。但這些高級的化學(xué)計量學(xué)方法，一般工人和工程技術(shù)人員掌握使用有一定困難，所以其應(yīng)用不太廣泛。

4　看法與建議

4.1結(jié)合國情，使分析質(zhì)量管理深入、扎實開展

目前我國實驗室人員素質(zhì)、實驗室環(huán)境、儀器設(shè)備以及管理差別較大，所以實驗室原有的規(guī)章制度式管理，一些事后補救式質(zhì)量控制方法仍然有其作用，不可廢棄。同時也要開展預(yù)防式的質(zhì)量控制方法，其首選是分析質(zhì)量控制圖，它是實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制的一種重要方法，應(yīng)當(dāng)很好地推廣使用。

4.2對使用分析質(zhì)量控制圖的意見

為使分析質(zhì)量控制圖更好發(fā)揮作用,應(yīng)根據(jù)實驗室具體情況,選擇典型分析項目開展試點工作,以便取得經(jīng)驗逐步擴大。

使用分析質(zhì)量控制圖是長年累月進行的工作,要略微增加化驗室的工作量，應(yīng)當(dāng)持之以恒。現(xiàn)使用計算機己相當(dāng)普遍,如配上相應(yīng)的軟件,應(yīng)用起來也很方便。

要及時發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)骨干，作為推廣使用的中堅力量。

4.3對邁向分析質(zhì)量控制更高層次的建議

目前我國正在按照實驗室認可的依據(jù)GB/T15481：2000，檢測和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求[8]、CNAS/AC01:2005“檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認可準(zhǔn)則”[9]和ISO/IEC17025:2005“檢測和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求”[10]的要求，推行實驗室認可，已有不少實驗室獲得認可。認可實驗室必須對影響檢驗報告質(zhì)量和檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的所有過程進行控制，這是分析質(zhì)量控制的更高標(biāo)準(zhǔn)，實驗室都應(yīng)按照上述要求，向分析質(zhì)量控制的更高標(biāo)準(zhǔn)邁進。

[1]馬林.全面質(zhì)量管理基本知識.新一版[M].北京:中國經(jīng)濟出版社,2001.

[2]粟智.質(zhì)量控制圖的原理和方法及在儀器分析中的應(yīng)用[J].理化檢驗(化學(xué)分冊),2005,41(5):343-346.

[3]劉天才.分析質(zhì)量控制圖的初步應(yīng)用[J].廣石化科技,2003(1):40-43.

[4]李紅.分析測試中質(zhì)量控制圖的繪制[J].廣東化工,2011,38(1):173-174.

[5]王會良,羅軍.SPC 在工序質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].煤礦機械,2008,29(01):101-102.

[6]王會良,朱德榮,桂斌,等.MINITAB軟件在工序質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].煤礦機械,2006,27(10):114-116.

[7]杜一平,潘鐵英,張玉蘭.化學(xué)計量學(xué)應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[8]GB/T15481：2000 檢測和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求[S].

[9]CNAS/AC01:2005 檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認可準(zhǔn)則[S].

[10]ISO/IEC17025:2005 檢測和校準(zhǔn)實驗室能力的通用要求[S].

Analysis of Test Quality Control Problem

LI Zhi-wei

(Guangzhou Branch，Sinopec，Guangdong Guangzhou 510725，China)

The traditional laboratory analysis quality control methods,including the relevant rules and regulations and remedial quality control(retention sample extraction review),and prevention methods in the analysis of quality control chart,were briefly introduced and analyzed.Under the current situation of our country,it should continue to use the traditional method,which is not to be abandoned.To prevent the method,it should start from the analysis of quality control chart,with the use of computer,do a good job in promoting the use of the work.Analysis of quality control should be carried out in accordance with the requirements of ISO/IEC17025:2005,CNAS/AC01:2005 and GB/T15481:2000,so that the laboratory can become a "accreditation laboratory".

Laboratory; analytical quality control; remedial type of quality control; preventive quality control; analytical quality control charts

TE65

A

1001-9677(2016)06-0098-03