計量檢測中異常數(shù)據(jù)剔除的有效對策探析

楊壽敏

山東省平度市檢驗檢測中心 山東 平度 266700

測量需要非常高的數(shù)據(jù)處理精度。在收集了大量的測量和檢測數(shù)據(jù)后,需要對這些數(shù)據(jù)進行科學的處理,從而發(fā)現(xiàn)和去除數(shù)據(jù)變異值,進一步提高數(shù)據(jù)處理的準確性,為相關活動獲取更多的科學信息[1]。在此基礎上,本文詳細分析了測量和檢測中導致數(shù)據(jù)異常的因素及排除方法。

一、計量檢測的重要性

在日常生活產(chǎn)品中,工具的合理使用可以通過合理的測試來判斷。不同的工具或行業(yè)需要不同種類的數(shù)據(jù)。這些工具的檢測結論是否合理,必須使用標準儀器設備進行檢測,并使用合適的評價結果對儀器設備進行評價,從而判斷儀器設備是否能夠滿足實際應用條件。因此,生產(chǎn)數(shù)據(jù)能否測量是非常重要的,因為通過對數(shù)據(jù)的正確檢驗,可以證明公司的生產(chǎn)技術和設備是否合理,這是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的前提。同時,測量和測試也是指導制造工藝、改造生產(chǎn)技術、提高產(chǎn)品質量的有效途徑和工具。沒有測量和測試,將無法解釋工具掌握的生產(chǎn)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品質量是否合理,也無法提高生產(chǎn)質量,從而嚴重影響公司的正常經(jīng)營和發(fā)展。

當產(chǎn)品出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時,需要進行處理。主要的解決方法是刪除異常數(shù)據(jù),但刪除必須符合相應的標準。因為剔除異常數(shù)據(jù)的方式不正確,沒有辦法為產(chǎn)品增加經(jīng)濟效益,甚至掩蓋一些產(chǎn)品問題。如果問題突然出現(xiàn),可能會造成很大的錯誤結果。因此,在價值計量測試中應選擇異常數(shù)據(jù)處理標準,常用的標準有Dixor（Dixor）標準、Schoweiler標準等。在真值計量測試中,采用正確的測試標準可以提高數(shù)據(jù)異常剔除的準確性。

二、計量檢測中異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因

1、外部環(huán)境因素。常見的外界條件包括氣溫、相對濕度等。如果外部條件變化較大或外部環(huán)境相對較差,則在測量測試工作中可能會出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)。比如某石油公司對自己的產(chǎn)品進行計量檢測時,由于環(huán)境溫度的變化,計量檢測數(shù)據(jù)很可能會出現(xiàn)異常。但是,如果此時不能有效去除計量測試中的異常值,計量測試工作的準確性必然會很低[2]。因此,相關技術人員在進行計量測試時,應充分考慮外部環(huán)境等各種因素的影響,采用有效的技術方法,將測試中的異常數(shù)據(jù)降到最低。因此,石油公司在對自身產(chǎn)品進行計量檢測前,應根據(jù)以往計量檢測經(jīng)驗和其他相關研究成果,關注和管理檢測過程中的溫度變化。

2、檢測人員專業(yè)能力欠缺。測量方法不同,檢測人員的測量方法和技術水平也不同。計量檢測技術人員的專業(yè)知識和能力水平不夠,很容易導致計量檢測工具使用質量不合格,造成計量檢測數(shù)據(jù)異常的可能性。此外,在計量測試中,計量測試技術人員對計量測試時工作環(huán)境的質量控制有不同的要求,導致技術人員對計量測試研究成果的理解不同,可能導致計量測試出現(xiàn)問題或異常等信息數(shù)據(jù)。

3、計量檢測設備存在問題。測量裝置的性能好不好,關系到測量測試的整體工作質量。因此,如果測量和測試裝置有問題,在測量和測試過程中也會產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)。例如,由于相關部門的工作人員未能按照相關法規(guī)和標準對測量測試裝置進行嚴格的監(jiān)控和維護,導致測量測試裝置的靈敏度降低。如果監(jiān)測人員在以后的數(shù)據(jù)測試中沒有靈敏度降低的問題,那么如果照常使用該裝置進行測量測試,也會出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的情況[3]。此時,如果系統(tǒng)不能有效清除異常數(shù)據(jù),并在后續(xù)環(huán)節(jié)直接使用數(shù)據(jù),則可能導致計量檢測工作未達到預期結果,相關活動無法參考科學的計量檢測結果。

三、計量檢測中異常數(shù)據(jù)的剔除研究

（一）剔除方法。在計量檢測工作中,提供異常數(shù)據(jù)信息至關重要,它直接關系到計量檢測結論的正確性,是計量檢測工作的主要部分。計量檢測中最常見的異常數(shù)據(jù)分析和剔除方法,大致有四類,即3σ數(shù)據(jù)剔除法、T值檢測數(shù)據(jù)剔除法、肖韋勒數(shù)據(jù)剔除法和格布拉斯數(shù)據(jù)剔除法。采用這四種方法,可以合理剔除計量測試中的異常數(shù)據(jù)分析,從而保證計量測試結果的準確性。

1、計量進行檢測中異常信息數(shù)據(jù)的方法3α數(shù)據(jù)剔除法。3α數(shù)據(jù)剔除法是在計量測試中去除異常數(shù)據(jù)的最常見方式之一,數(shù)據(jù)去除公式為|xd-x|^3α,即利用該公式將所有計量測試數(shù)據(jù)代入其中,如果數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常,立即去除數(shù)據(jù),以此增加了測量數(shù)據(jù)的準確度。

3.肖維勒數(shù)據(jù)剔除法。肖維勒數(shù)據(jù)剔除法中計量檢查數(shù)據(jù)的比較公式是∣xd-x∣>Wn·α,也就是將獨立于計量檢查所得的數(shù)據(jù)進行綜合比較。當計量檢測數(shù)據(jù)的測量值超過公式規(guī)定的標準時,檢測數(shù)據(jù)值xd即可確定為非正常數(shù)據(jù)而取消。

（二）剔除技巧。異常數(shù)據(jù)的剔除應該重視一定的技巧,結合測試的基本結果加以分析。在對實際測量的某一個數(shù)值表現(xiàn)出了相當?shù)恼鎸嵭灾?就需要對其基本的數(shù)據(jù)差異進行分析,以下列數(shù)值為例:10.002,10.204,10.218,10.228,10.230,10.312,10.320,10.342,10.346,反映出一系列數(shù)據(jù)變化情況,但是具體的差異還需經(jīng)過嚴格的檢驗作出科學的判斷。根據(jù)上面所說到的相關技巧,需要先對這列數(shù)值進行判別,以確定異常值的存在,然后選取合適的剔除技巧,可以確定出置信概念的可取值95.0%,此時即可將異常數(shù)值懷疑為10.346,再進行具體的綜合運算過程,可以得出十個數(shù)據(jù)中的平均值都是10.2317,而對應的X一的平均數(shù)也是10.2231,在完成了科學化的綜合運算處理以后,將異常數(shù)值從10.346中計算得出,將其有效地去除。合理地使用具體的計算方法,可以分析出所有相關數(shù)據(jù)的基本狀況,最后可以判斷為10.346的異常數(shù)值,而G（a,n）和10.002,或10.2317都很接近,這也體現(xiàn)出了合理使用格拉布斯準則的效果更為理想,獲取的結果更加的可靠。在實際判定的時候,異常數(shù)據(jù)的基礎思路就是把具體的數(shù)據(jù)量給解析出來,若是數(shù)據(jù)量在所規(guī)定的范圍內,即可把它看作服從于止態(tài)分布準則,又或者指出它并不滿足于相應的止態(tài)分布條件,從而證實了具體的數(shù)據(jù)面臨著誤差問題。

（三）剔除案例。為進一步對“如何剔除計量檢測中的異常數(shù)據(jù)”進行說明,下面將聯(lián)系案例,圍繞上述剔除方法展開討論。案例如下:在某次次計量檢測時得到數(shù)據(jù)10.003、10.205、10.219、10.221、10.229、10.231、10.313、10.321、10.343、10.346,此時需剔除異常數(shù)據(jù)。經(jīng)判定后得出,當應用方法第一、二、三、四分別對計量檢測中的奇異數(shù)值作出判定時,所得到的結論均為10.346的奇異數(shù)值。結合實際判定的流程分析,在計量檢驗中異常數(shù)據(jù)被剔除時,如果想要提高異常數(shù)據(jù)剔除工作的速度,可以采用如下對策:措施一,檢驗人員可首先質疑計量檢驗數(shù)據(jù)結果中標準差、最小值,例如在此例子中,可以首先假定10.003或10.346是異常數(shù)據(jù),進而再根據(jù)10.003和10.346做出異常數(shù)據(jù)的判斷,這是因為在大多數(shù)情形下,如果一組檢驗數(shù)據(jù)結果的標準差和最小值都是非異常數(shù)據(jù),則表示在該組數(shù)據(jù)結果中出現(xiàn)異常數(shù)值的可能性為極小,因此,在通過計量檢驗得到的一組數(shù)值當中,標準差和最小值通常都更容易為異常數(shù)據(jù),結合本例子中特殊數(shù)值判定結果分析,該例子的奇異數(shù)值的確為最大值。

四、計量數(shù)據(jù)管理方法

1、建立計量信息管理機制。確定信息管理組織,建立信息管理辦法,確定管理范圍,規(guī)定監(jiān)督獎懲。書面程序或系統(tǒng)的正式形成被公布并實施為公司內部數(shù)據(jù)管理的法律基礎。

2、培訓計量檢測人員。測量和檢查人員需在測量、檢測知識、數(shù)據(jù)管理要求及測量儀器的使用與維護等方面進行在職培訓和教育,以改進法律觀念、計量意識、技術水平,以及測量和檢測人員的專業(yè)素質,以便數(shù)據(jù)管理。

3、現(xiàn)場評估和監(jiān)督。計量組織相關人員向現(xiàn)場提交數(shù)據(jù),檢查數(shù)據(jù)是否準確可靠,并填寫“計量數(shù)據(jù)評估記錄表”。

結束語

綜上所述,計量測試的準確度在產(chǎn)品檢驗流程中必不可少。對計量測試中異常數(shù)值去除的方式研究進行不斷深入發(fā)展有效的分析方法,就可以大大提高公司產(chǎn)品計量測試的準確度,從而提高了產(chǎn)品質量的合格率。測量測試中對異常數(shù)據(jù)的去除是一個對準確度要求很大的工作。而通過對測量測試中的大量數(shù)據(jù)進行分類,就需要有效整合產(chǎn)品的實用性、科學性、工作環(huán)境等多種因素,進而實現(xiàn)對異常數(shù)據(jù)的有效去除。