科研試驗過程質(zhì)量控制方法探討

楊吉榮

中國原子能科學(xué)研究院 北京 102413

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，國家提出了由快速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)變，發(fā)展離不開創(chuàng)新，創(chuàng)新過程需要開展各種研究及試驗工作，加強(qiáng)科研試驗過程的質(zhì)量管控就顯得尤為重要。通常情況下，科研試驗包括確定試驗人員、制定試驗方案、建立試驗裝置、試驗實施、試驗結(jié)果檢驗及評價等過程，每個環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問題都會對試驗結(jié)果造成不利影響，必須加強(qiáng)全過程質(zhì)量控制，確保科研試驗數(shù)據(jù)的真實性和可靠性。

1 影響科研試驗質(zhì)量的主要因素

1.1 方案設(shè)計

方案設(shè)計對科研試驗質(zhì)量有較大影響，優(yōu)選方案設(shè)計是科研試驗成功的一半，試驗方案應(yīng)從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等各個影響試驗質(zhì)量的方面明確管控措施，并將質(zhì)量要求融入到試驗各個環(huán)節(jié)，提高方案設(shè)計質(zhì)量，就是從源頭做好質(zhì)量策劃，實現(xiàn)保證科研質(zhì)量的第一步。

1.2 試驗裝置

依據(jù)試驗規(guī)模大小，試驗裝置的復(fù)雜程度也不盡相同，無論是實驗室規(guī)模的試驗裝置，還是工程規(guī)模的大型科研裝置，終究是科研試驗的硬件主體，試驗裝置的質(zhì)量是影響試驗結(jié)果的重要因素[1]。試驗裝置及相關(guān)設(shè)備是否達(dá)到設(shè)計要求，是否滿足科研人員試驗需求，是試驗成功與否的關(guān)鍵，必須有相應(yīng)的質(zhì)量檢驗手段和質(zhì)量控制措施。

1.3 試驗實施

在試驗實施環(huán)節(jié)參試人員是主角，可謂細(xì)節(jié)決定一切，人員在試驗操作過程中的規(guī)范操作、依據(jù)方案執(zhí)行以及對細(xì)節(jié)的關(guān)注程度都將對試驗結(jié)果產(chǎn)生較大影響，從原材料檢驗、操作試驗裝置到試驗樣品分析等各個環(huán)節(jié)必須嚴(yán)格按方案執(zhí)行，精心操作，盡量避免人為因素影響。

1.4 檢驗設(shè)備及方法

檢驗設(shè)備的符合性及檢驗方法的有效性是試驗數(shù)據(jù)真實可靠的關(guān)鍵，必須保證檢驗設(shè)備通過第三方鑒定認(rèn)證，檢驗方法盡量選用國標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法，沒有標(biāo)準(zhǔn)的方法應(yīng)確保方法的有效性[2]。

2 科研試驗質(zhì)量控制方法

2.1 制定質(zhì)量計劃并嚴(yán)格執(zhí)行，保證過程質(zhì)量受控

依據(jù)科研試驗方案及進(jìn)度安排，制定科研試驗全過程質(zhì)量計劃，對試驗過程中影響質(zhì)量的關(guān)鍵點進(jìn)行選點控制，包括試驗方案確定、試驗條件準(zhǔn)備、試驗系統(tǒng)搭建、原材料檢驗、關(guān)鍵外購成品檢驗、試驗結(jié)果驗證等各相關(guān)環(huán)節(jié)，質(zhì)量計劃的檢查及見證必須由上級課題負(fù)責(zé)人或管理人員參與，最終由質(zhì)量監(jiān)督部門負(fù)責(zé)督促質(zhì)量計劃關(guān)閉。質(zhì)量計劃實施過程中，相應(yīng)的原始數(shù)據(jù)、文件資料、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及實物依據(jù)必須充分，試驗結(jié)果應(yīng)具可追溯性，并嚴(yán)格按質(zhì)量計劃執(zhí)行。

2.2 加強(qiáng)測量儀器及方法驗證，確保數(shù)據(jù)可溯源性

分析是科研生產(chǎn)的“眼睛”，科研試驗中大量的試驗數(shù)據(jù)來自分析檢驗儀器、物理表征儀器以及測量儀表，測量儀器及方法的可靠性將直接影響試驗結(jié)果。在國家強(qiáng)制檢定的計量器具目錄內(nèi)的測量儀表，必須按管理制度要求定期檢定，這也是我們科研人員普遍存在的買來即用的問題。對于常用的分析檢驗設(shè)備按照國標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法對設(shè)備進(jìn)行定期檢定或校準(zhǔn)。然而，科研試驗中往往應(yīng)用大量高精尖的分析測量設(shè)備，有些設(shè)備屬于國外進(jìn)口，該類設(shè)備在國內(nèi)無相應(yīng)的檢定或校準(zhǔn)辦法，需要科研人員研究制定適宜的校準(zhǔn)辦法，校準(zhǔn)方法必須溯源到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)上，如通過標(biāo)準(zhǔn)樣品或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行自校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)可溯源性。也可通過多家比對的方式，統(tǒng)一規(guī)范儀器測量規(guī)程。

2.3 選擇適宜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法，確保結(jié)論的準(zhǔn)確性

統(tǒng)計分析學(xué)作為一門學(xué)科，其中包含了大量的統(tǒng)計分析方法。通過統(tǒng)計分析，利用統(tǒng)計分析工具將大量雜亂無章的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，獲得數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律或相互關(guān)系。對于科研工作者而言，試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析是一項很重要的工作，科研試驗中常用的數(shù)據(jù)分析方法由聚類分析、因子分析、相關(guān)分析、回歸分析、方差分析等，選擇何種統(tǒng)計分析方法與我們所研究事物之間的聯(lián)系及需要探索的問題密切相關(guān)，必須結(jié)合實際情況選擇適宜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，才能找出我們需要探索的規(guī)律。如回歸分析，相關(guān)系數(shù)越高越好，就越能代表數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，但選擇不同的數(shù)學(xué)模型，其相關(guān)性也會產(chǎn)生差異，需要選擇適宜的數(shù)學(xué)模型。

2.4 加強(qiáng)外購設(shè)備的質(zhì)量控制，保障試驗裝置質(zhì)量

在國內(nèi)，一般科研院所或高校都不具備設(shè)備加工能力，尤其對于非標(biāo)的科研試驗設(shè)備，由于常有一些特殊的要求，通常尋找專業(yè)廠家或單位進(jìn)行非標(biāo)定制。對于外購成品設(shè)備主要通過審查廠家資質(zhì)、設(shè)備說明書、合格證等相關(guān)資料，輔助后續(xù)安裝前的測試或單體調(diào)試，來判定設(shè)備質(zhì)量[3]。對于非標(biāo)定制的試驗設(shè)備，通過制定詳細(xì)的質(zhì)量計劃進(jìn)行設(shè)備質(zhì)量控制，包括設(shè)備原材料檢驗、過程工藝控制及驗證等。然而，質(zhì)量計劃只是一種管理手段，重點還是需要加強(qiáng)與承制方的技術(shù)交底，明確驗證標(biāo)準(zhǔn)或方法，按照質(zhì)量計劃及時進(jìn)行現(xiàn)場見證與審查，共同確保試驗裝置質(zhì)量。

2.5 利用自動化技術(shù)準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)，避免人為因素影響

隨著自動化控制及信息技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時采集、存儲及處理的自動化已不是難事，在縮短數(shù)據(jù)采集間隔時間的同時，還可以避免人員主觀因素帶來的隨機(jī)誤差，但準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)仍需采取一些必要的質(zhì)量管控措施。簡單來說，我們常用的數(shù)字化測溫、測壓元件，在使用過程中就存在零點漂移、信號傳遞偏差、信號干擾等方面的問題，在檢定或校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，需要定期其適用性進(jìn)行檢查確認(rèn)，確保其狀態(tài)正常。還有很多更復(fù)雜的在線測量儀器儀表，必須嚴(yán)格按程序控制，保證采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠性。

3 結(jié)語

質(zhì)量控制更多關(guān)乎細(xì)節(jié)問題，采取質(zhì)量控制措施，使每個過程有策劃、實施、檢查和處置，不斷完善和提高工作水平，這與科研試驗的嚴(yán)謹(jǐn)性、客觀性的要求是一致的，加強(qiáng)科研試驗過程中的質(zhì)量控制是提高科研成果真實有效性的有力保障，我們在重視科研試驗成果的同時，絕不能忽視科研試驗過程中的任何環(huán)節(jié)，反之可能會影響科研試驗的順利完成。