邵 穎

(山西華陽集團新能股份有限公司 選煤質(zhì)量管理中心, 山西 陽泉 045000)

實驗室間比對是按照預(yù)先規(guī)定的條件, 由2個或多個實驗室對相同或類似物品進行測量或檢測的組織、 實施和評價[1], 從而確定實驗室能力, 識別實驗室存在的問題和實驗室間的差異,是判斷和監(jiān)控實驗室能力的有效手段[2]。 CNASCL01: 2018 《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認可準(zhǔn)則》也明確要求, 可行和適當(dāng)時, 實驗室應(yīng)通過與其他實驗室的結(jié)果比對監(jiān)控能力水平[1]。

作為集團化實驗室, 山西華陽選煤質(zhì)量管理中心已有10 個實驗室通過中國合格評定國家認可委員會(CNAS)的認可, 除每年參加國家權(quán)威機構(gòu)組織的能力驗證試驗外, 還定期開展內(nèi)部實驗室間的比對試驗, 一方面通過比對試驗來實時監(jiān)測各實驗室的檢測能力, 另一方面通過數(shù)據(jù)的趨勢分析識別實驗室存在的潛在風(fēng)險, 及時采取應(yīng)對措施加以改進和預(yù)防, 從而不斷提升實驗室的檢測能力, 持續(xù)滿足CNAS 認可準(zhǔn)則的要求。

1 實驗室間比對方案

實驗室間比對能否有效開展, 科學(xué)、 合理地制定比對方案是關(guān)鍵。 方案通常應(yīng)明確參比部門、 比對樣品、 比對項目、 檢測方法和完成時限等, 同時還應(yīng)選擇科學(xué)有效的統(tǒng)計分析方法對參加實驗室的檢測能力進行客觀評價[3-4]。

1.1 參比部門

集團化實驗室在選擇參比部門時, 應(yīng)覆蓋到所有實驗室, 或根據(jù)集團規(guī)模大小分區(qū)域、 分類別進行。 本案例組織了所屬的10 個已獲認可的實驗室, 包括1 個中心實驗室和9 個駐礦實驗室。

1.2 比對樣品

集團化實驗室可以根據(jù)自身情況分區(qū)域、 分煤種, 選擇比較穩(wěn)定的煤源作為比對樣品。 本例按照國標(biāo)方法采取了某礦的篩選末煤(無煙煤),經(jīng)過自然干燥、 破碎、 混勻后, 全部通過80 目篩(小于0.2 mm)[5-6]。 經(jīng)均勻性和穩(wěn)定性檢驗合格后, 分成10 份裝瓶, 每份質(zhì)量不少于100 g, 煤樣編號為BD322101-01～BD322101-10。

1.3 比對項目及檢測方法

不同用途的煤炭, 其評價煤質(zhì)的指標(biāo)不同。評價動力煤的主要指標(biāo)是灰分、 揮發(fā)分、 全硫和發(fā)熱量, 這些指標(biāo)是煤炭貿(mào)易中計價的主要依據(jù), 也是集團化實驗室開展較多的檢測項目, 故作為常規(guī)比對項目。 實驗室也可優(yōu)先選擇不能參加權(quán)威機構(gòu)組織的能力驗證, 或選擇在能力驗證活動中出現(xiàn)過可疑值和離群值的檢測項目進行比對。 比對項目及檢測方法見表1。

表1 比對項目及檢測方法

1.4 結(jié)果評價

(1)均勻性檢驗: 參照CNAS-GL003: 2018《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》, 利用單因子方差分析法對其均勻性進行評價[7]。

(2)穩(wěn)定性檢驗: 對于某些性質(zhì)較不穩(wěn)定的檢測樣品, 需進行穩(wěn)定性檢驗, 檢驗方法參照CNAS-GL003: 2018 《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》。 本例中的比對樣品為日常外運商品煤, 根據(jù)多年的工作經(jīng)驗, 樣品在傳遞和測試期間品質(zhì)穩(wěn)定, 故未再進行穩(wěn)定性檢驗。

(3) 比對結(jié)果評價: 參照CNAS-GL002:2018 《能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南》, 使用基于穩(wěn)健統(tǒng)計的統(tǒng)計量Z 比分數(shù)(中位值和標(biāo)準(zhǔn)化IQR)評判結(jié)果[8]。

1.5 結(jié)果判定準(zhǔn)則

(1) | Z| ≤2 為滿意結(jié)果;

(2)2＜| Z | ＜3 為有問題(可疑)結(jié)果, 用“*” 號表示;

(3) | Z | ≥3 為不滿意(離群)結(jié)果, 用“ §” 號表示。

1.6 其他要求

實驗室在接收到樣品后, 應(yīng)根據(jù)樣品的性質(zhì)、 特殊項目對樣品的要求, 確定檢測時限, 保證樣品在測試期間穩(wěn)定, 對結(jié)果的離散性無顯著性影響。 檢測過程中應(yīng)合理選擇、 使用與被測樣品性質(zhì)、 含量相近的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進行監(jiān)控。

2 試驗結(jié)果評價

2.1 均勻性檢驗結(jié)果評價

按照CNAS-GL003: 2018 《能力驗證樣品均勻性和穩(wěn)定性評價指南》, 本例比對煤樣BD322101 的均勻性檢驗采用緩慢灰化法測定煤中灰分的方法進行, 每瓶樣品重復(fù)測定2 次, 利用單因子方差分析法對檢驗結(jié)果進行統(tǒng)計處理。均勻性檢驗結(jié)果見表2, 方差分析結(jié)果見表3。

表2 均勻性檢驗結(jié)果

表3 方差分析結(jié)果

結(jié)論: 從F 表中查得F0.05(9,10)= 3.02, 因F=1.919＜3.02, 樣品間方差與樣品內(nèi)方差沒有顯著性差異, 所以比對煤樣BD322101 是均勻的。

2.2 比對試驗結(jié)果評價

常用的實驗室間比對數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法有穩(wěn)健(Robust)統(tǒng)計法、 格拉布斯檢驗法(Grubbs)及科克倫(Cochran)檢驗法。 實際工作中, 使用不同的統(tǒng)計方法對同一比對試驗的分析結(jié)論不盡相同,特別是在離群值的判別上, 可能存在較大差異[9]。本例采用CNAS-GL002 《能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南》 中推薦的穩(wěn)健(Robust)統(tǒng)計的統(tǒng)計量Z 比分數(shù)對數(shù)據(jù)進行分析評價, 該數(shù)據(jù)處理方法能減小或消除離群值對統(tǒng)計結(jié)果的影響[10], 更有利于反映數(shù)據(jù)列的集中特征。

(1)灰分測定結(jié)果共報出20 個檢測結(jié)果, 灰分結(jié)果及統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表4。

表4 灰分結(jié)果及統(tǒng)計數(shù)據(jù)

從表4 可以看出: | Z| ≤2 為滿意結(jié)果的9個部門, 占參加實驗室的90%; 2＜| Z| ＜3 為有問題(可疑)結(jié)果的1 個部門, 占參加實驗室的10%。 無離群結(jié)果。

(2)灰分-實驗室間ZB 和實驗室內(nèi)ZW 的系列直方圖見圖1 和圖2, 從直方圖看到駐礦站7與其他實驗室的測試結(jié)果有明顯差異。

圖1 灰分-實驗室間ZB 系列直方圖

圖2 灰分-實驗室內(nèi)ZW 系列直方圖

(3)全硫測定結(jié)果共報出20 個檢測結(jié)果, 全硫結(jié)果及統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表5。

從表5 可以看出: | Z| ≤2 為滿意結(jié)果的9個部門, 占參加實驗室的90%; | Z| ＞3 為離群結(jié)果的1 個部門, 占參加實驗室的10%。 無可疑結(jié)果。

表5 全硫結(jié)果及統(tǒng)計數(shù)據(jù)

(4)全硫-實驗室間ZB 和實驗室內(nèi)ZW 的系列直方圖見圖3 和圖4, 從直方圖看到, 駐礦站6 的內(nèi)部測試結(jié)果有明顯差異。

圖3 全硫-實驗室間ZB 系列直方圖

圖4 全硫-實驗室內(nèi)ZW 系列直方圖

(5)揮發(fā)分和發(fā)熱量的測定結(jié)果分別報出20個檢測結(jié)果, 均為滿意值。 實驗室按照評價方法建立了相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表和直方圖, 為后期的比對結(jié)果分析提供查證資料, 也便于實驗室發(fā)現(xiàn)結(jié)果的趨勢性變化, 及早采取預(yù)防措施。 因選用的 評價方式相同, 本例不再列舉相應(yīng)圖表。

3 技術(shù)建議

在實驗室間的比對活動中, 對不滿意結(jié)果的正確處理尤為重要, 它是實驗室檢測能力能否有效提升的重要保證, 結(jié)合本例給出以下技術(shù)建議。

(1)可疑值處理。 表4 中, 駐礦站7 的灰分-實驗室間ZB 值為2.42, 即2＜| ZB | ＜3 為可疑值, 圖1 也能明顯看到駐礦站7 與其他實驗室間有明顯差異。 說明駐礦站7 在灰分項目的檢測中存在一定的系統(tǒng)誤差, 但誤差在可控范圍。 雖然可疑結(jié)果可以接受, 但是該實驗室應(yīng)關(guān)注灰分項目的測試情況, 當(dāng)發(fā)展趨勢異常應(yīng)立即采取應(yīng)對措施, 以降低結(jié)果出現(xiàn)偏離的風(fēng)險。

(2)離群值處理。 表5 中, 駐礦站6 的全硫-實驗室內(nèi)ZW 值為-3.05, 即| ZW | ＞3 為離群值, 圖2 也能明顯看到駐礦站6 的內(nèi)部測試結(jié)果有明顯差異。 說明駐礦站6 在全硫測定過程中存在較大的隨機誤差。 該實驗室內(nèi)應(yīng)從儀器設(shè)備性能、 儀器設(shè)備標(biāo)定核查的可靠性、 試驗條件的控制、 試驗材料的質(zhì)量、 操作人員的技能和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性等方面去查找原因, 并制定針對性的糾正措施。

(3)依據(jù)CNAS-RL02: 2018 《能力驗證規(guī)則》 的相關(guān)規(guī)定[11], 實驗室應(yīng)對可疑值或離群值啟動風(fēng)險評估, 并采取預(yù)防和糾正措施。

4 結(jié) 語

實驗室運行是一個系統(tǒng)工程, 實驗室間比對是實驗室監(jiān)控結(jié)果有效性的重要方法, 同時也是實驗室開展內(nèi)部質(zhì)量控制的主要手段之一[12]。實驗室應(yīng)參照CNAS-CL01: 2018 《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認可準(zhǔn)則》 的相關(guān)規(guī)范要求建立完善《質(zhì)量手冊》、 《程序文件》、 《作業(yè)文件》 等管理體系, 通過層次化的管理, 充分利用比對結(jié)果評價對可疑值和離群值進行有效控制, 促進實驗室檢測能力的提升, 保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確、 可靠。