單因子方差分析法在卷煙均勻性檢驗(yàn)中的研究與應(yīng)用

摘 要：單因子方差分析（one-way ANOVA），用于完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的多個(gè)樣本均數(shù)間的比較，其統(tǒng)計(jì)推斷是推斷各樣本所代表的各總體均數(shù)是否相等。本文根據(jù)卷煙共同試驗(yàn)樣品的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)并使用單因子方差分析法驗(yàn)證了卷煙質(zhì)量、圓周、長度、吸阻、硬度和總通風(fēng)率等物理指標(biāo)的均勻性，總結(jié)了一種卷煙物理指標(biāo)共同試驗(yàn)樣品均勻性檢驗(yàn)的實(shí)用方法。

關(guān)鍵詞：單因子方差分析；臨界值；置信水平；均勻

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.189

0 引言

卷煙物理指標(biāo)（卷煙質(zhì)量、圓周、長度、吸阻、硬度和總通風(fēng)率）共同試驗(yàn)是煙草實(shí)驗(yàn)室檢測能力互認(rèn)的重要內(nèi)容，也是CNAS判定申請認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室和獲準(zhǔn)認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室技術(shù)能力的重要技術(shù)依據(jù)之一。對于卷煙工業(yè)企業(yè)而言，針對當(dāng)前多點(diǎn)同質(zhì)化加工的要求，通過共同試驗(yàn)?zāi)軌蛴行岣邫z測結(jié)果的一致性，進(jìn)而確保各生產(chǎn)點(diǎn)卷煙品質(zhì)的一致性。

目前國內(nèi)外開展共同試驗(yàn)的通用做法是按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并在特殊監(jiān)控之下制作一批均質(zhì)性較高的卷煙分發(fā)到各檢測室，這是由于在檢驗(yàn)過程中卷煙樣品的物理特性會發(fā)生改變，無法重復(fù)使用。卷煙產(chǎn)品由于受其原料、材料及成品本身加工形式的影響，不像化工產(chǎn)品（如溶液、粉末等）具有相對均一的微觀或宏觀性質(zhì)，制備相互一致的樣品相對容易，因此試驗(yàn)組織者為確保共同試驗(yàn)中出現(xiàn)的不滿意結(jié)果不歸咎于樣品之間的差異，對于批量制備的樣品一般都要開展均勻性檢驗(yàn)，均勻性檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)方法也不盡相同。本文通過研究將單因子方差分析法（one way ANOVA）應(yīng)用于卷煙樣品的均勻性驗(yàn)證，證實(shí)了方法的科學(xué)有效并在山東中煙相關(guān)共同試驗(yàn)項(xiàng)目中得到了實(shí)際應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 樣品制作

根據(jù)YC/Z 385-2011/ISO/TS 7821：2005 《煙草及煙草制品由同批樣品中制備和組成測試方法評價(jià)的共同試驗(yàn)用均一樣品》制作一批山東中煙泰山品牌某規(guī)格卷煙樣品，作為試驗(yàn)樣品。

1.2 檢測設(shè)備

卷煙物理性能綜合測試臺（英國Cerulean公司QTM）。

1.3 測試方法

（1）在制作的批量試驗(yàn)樣品封裝前進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)。

（2）從試驗(yàn)樣品中隨機(jī)抽取10份，每份為100支卷煙，編號為A01～A10；再從每份樣品中隨機(jī)抽取兩組試樣，每組30支卷煙，由同一個(gè)檢驗(yàn)人員分別測定同一個(gè)項(xiàng)目，得到兩個(gè)單次測定結(jié)果和。

（3）試驗(yàn)樣品的調(diào)節(jié)和測試均需按照GB/T16447-2004《煙草和煙草制品 調(diào)節(jié)和測試的大氣環(huán)境》規(guī)定的條件進(jìn)行。

（4）測試結(jié)果數(shù)據(jù)修約符合GB/T 8170-2008《數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定》。

（5）測試方法如表1。

1.4 測試結(jié)果計(jì)算方法（單因子方差分析法）

（1）計(jì)算樣品內(nèi)重復(fù)測定方差：

（2）計(jì)算樣品間測定結(jié)果方差：

式中：

（3）計(jì)算樣品間方差和樣品內(nèi)方差的比值：

F= /

如果每個(gè)樣品的質(zhì)量、圓周、長度、吸阻、硬度、總通風(fēng)率6個(gè)測試指標(biāo)F實(shí)測值小于臨界值F0.05（9，10）=3.02（置信水平α=0.95）（臨界值從F值表中查出），則認(rèn)為樣品是均勻的。

2 結(jié)果與分析

2.1 卷煙質(zhì)量

質(zhì)量測試指標(biāo)的F<0.05（9，10），表明在0.05顯著性水平時(shí)，樣品的質(zhì)量是均勻的。

2.2 卷煙圓周

圓周測試指標(biāo)的F<0.05（9，10），表明在0.05顯著性水平時(shí)，樣品的圓周是均勻的。

2.3 卷煙長度

長度測試指標(biāo)的F<0.05（9，10），表明在0.05顯著性水平時(shí)，樣品的長度是均勻的。

2.4 卷煙吸阻

吸阻測試指標(biāo)的F<0.05（9，10），表明在0.05顯著性水平時(shí)，樣品的吸阻是均勻的。

2.5 卷煙硬度

硬度測試指標(biāo)的F<0.05（9，10），表明在0.05顯著性水平時(shí)，樣品的硬度是均勻的。

2.6 卷煙總通風(fēng)率

總通風(fēng)率測試指標(biāo)的F<0.05（9，10），表明在0.05顯著性水平時(shí)，樣品的總通風(fēng)率是均勻的。

3 結(jié)束語

共同試驗(yàn)樣品均勻性檢驗(yàn)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法很多，有方差分析法、極差法、t檢檢法、平均值一致性檢驗(yàn)法、“三分之一”檢驗(yàn)法等，使用中應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)需求和樣品特征選擇。單因子方差分析法（one-way ANOVA）通過分析在給定顯著性水平下，樣品發(fā)生顯著性差異的概率，若低于指定的概率，則認(rèn)為樣品是“均勻”的，這在卷煙物理指標(biāo)共同試驗(yàn)樣品均勻性檢驗(yàn)中得到了較好的應(yīng)用。目前，在煙草行業(yè)也逐漸被煙用濾棒、卷煙紙、成型紙、接裝紙等試驗(yàn)樣品均勻性驗(yàn)證中越來越多的采用。

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作者簡介：楊守臣（1973-），男，大學(xué)，工程師，計(jì)量管理員，研究方向：企業(yè)計(jì)量管理。