單因子方差分析法在卷煙均勻性檢驗中的研究與應(yīng)用

摘 要：單因子方差分析（one-way ANOVA），用于完全隨機(jī)設(shè)計的多個樣本均數(shù)間的比較，其統(tǒng)計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)卷煙共同試驗樣品的特點，本文設(shè)計并使用單因子方差分析法驗證了卷煙質(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)共同試驗樣品均勻性檢驗的實用方法。

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）共同試驗是煙草實驗室檢測能力互認(rèn)的重要內(nèi)容，也是CNAS判定申請認(rèn)可實驗室和獲準(zhǔn)認(rèn)可實驗室技術(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)前多點同質(zhì)化加工的要求，通過共同試驗?zāi)軌蛴行岣邫z測結(jié)果的一致性，進(jìn)而確保各生產(chǎn)點卷煙品質(zhì)的一致性。

目前國內(nèi)外開展共同試驗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，因此試驗組織者為確保共同試驗中出現(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，均勻性檢驗統(tǒng)計方法也不盡相同。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證，證實了方法的科學(xué)有效并在山東中煙相關(guān)共同試驗項目中得到了實際應(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的共同試驗用均一樣品》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）在制作的批量試驗樣品封裝前進(jìn)行均勻性檢驗。

（2）從試驗樣品中隨機(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，由同一個檢驗人員分別測定同一個項目，得到兩個單次測定結(jié)果和。

（3）試驗樣品的調(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)果計算方法（單因子方差分析法）

（1）計算樣品內(nèi)重復(fù)測定方差：

（2）計算樣品間測定結(jié)果方差：

式中：

（3）計算樣品間方差和樣品內(nèi)方差的比值：

F= /

如果每個樣品的質(zhì)量、圓周、長度、吸阻、硬度、總通風(fēng)率6個測試指標(biāo)F實測值小于臨界值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，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，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，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，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，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，樣品的總通風(fēng)率是均勻的。

3 結(jié)束語

共同試驗樣品均勻性檢驗數(shù)理統(tǒng)計方法很多，有方差分析法、極差法、t檢檢法、平均值一致性檢驗法、“三分之一”檢驗法等，使用中應(yīng)根據(jù)試驗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)共同試驗樣品均勻性檢驗中得到了較好的應(yīng)用。目前，在煙草行業(yè)也逐漸被煙用濾棒、卷煙紙、成型紙、接裝紙等試驗樣品均勻性驗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，計量管理員，研究方向：企業(yè)計量管理。