質(zhì)量控制圖在實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理中的應(yīng)用

梁 輝, 朱 成, 唐 若

(上海海關(guān)機(jī)電產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)中心, 上海 200135)

質(zhì)量控制圖是一種檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的內(nèi)部質(zhì)量評(píng)定的監(jiān)控手段，通常應(yīng)用于醫(yī)學(xué)及化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。

為了保證實(shí)驗(yàn)室測(cè)試系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，實(shí)驗(yàn)室需對(duì)測(cè)試過(guò)程實(shí)施全方位的監(jiān)控。作為監(jiān)控手段，質(zhì)量控制圖是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量評(píng)定方法之一[1]。CNAS(中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì))明確了實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制的要求，并編制了CNAS-GL27：2018 《化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制指南——控制圖的應(yīng)用》。

依據(jù)CNAS-GL27：2018中控制圖原理、控制圖類型、樣品類型和控制限等內(nèi)容，結(jié)合電器領(lǐng)域能效檢測(cè)中GB/T 36893—2018 《空氣凈化器能效限定值及能效等級(jí)》標(biāo)準(zhǔn)要求，以標(biāo)準(zhǔn)中“待機(jī)功率”的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)為案例，建立了能效檢測(cè)的質(zhì)量控制圖，分析其應(yīng)用范圍，并對(duì)實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)。

1 空氣凈化器能效檢測(cè)待機(jī)功率質(zhì)量控制圖的建立

根據(jù)GB/T 36893—2018標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇凈化器在僅提供指令等待的待機(jī)狀態(tài)下的待機(jī)功率進(jìn)行檢測(cè)并繪制單值圖、均值圖和極差圖。受測(cè)試設(shè)備、環(huán)境、電源以及讀數(shù)的修約等不確定因素的影響，無(wú)法區(qū)分異常或特殊原因所引起的波動(dòng)，因此建立質(zhì)量控制圖以對(duì)整個(gè)檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

1.1 設(shè)備

空氣凈化器能效檢測(cè)待機(jī)功率的重要測(cè)試設(shè)備為功率分析儀，主要用于檢測(cè)試樣的能效比、待機(jī)功率等。選用精度高、穩(wěn)定性好、數(shù)據(jù)采集快和通訊功能好的PW6001型功率分析儀進(jìn)行檢測(cè)。

1.2 質(zhì)量控制樣品的選擇

質(zhì)量控制樣品必須在測(cè)試期間保持性能穩(wěn)定；應(yīng)對(duì)質(zhì)量控制樣品進(jìn)行環(huán)境穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，充分考慮可能會(huì)造成測(cè)試數(shù)據(jù)偏差的環(huán)境波動(dòng)；質(zhì)量控制樣品在檢測(cè)完畢后必須妥善保存，以備今后的定期復(fù)測(cè)；所有質(zhì)量控制樣品應(yīng)有唯一性標(biāo)識(shí)。

根據(jù)上述要求，選用一臺(tái)電壓為220 V，功率為60 W，可除甲醛、細(xì)菌、病毒等功能的家用空氣凈化器，其固態(tài)污染物潔凈空氣量為380 m3/h，氣態(tài)潔凈空氣量為250 m3/h，氣態(tài)污染物凈化能效為高效級(jí)。

1.3 測(cè)試方法

空氣凈化器與功率分析儀和電源連接，凈化器在僅提供等待指令的待機(jī)狀態(tài)下穩(wěn)定至少10 min后，開(kāi)始讀取待機(jī)功率測(cè)量值。

兩次測(cè)試之間應(yīng)間隔一定時(shí)間，不可連續(xù)測(cè)試。通常測(cè)試間隔為每天一次，或上午、下午各一次。

為監(jiān)測(cè)整個(gè)過(guò)程，在條件允許的情況下，測(cè)試總次數(shù)應(yīng)不低于20次；測(cè)試所得數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)Grubbs檢驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)，剔除離群值。

1.4 測(cè)量的重復(fù)性條件

根據(jù)GB/T 6379.1—2004 《測(cè)量方法和結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度和精密度) 第1部分：總則與定義》和GB/T 6379.2—2004 《測(cè)量方法和結(jié)果的準(zhǔn)確度(正確度和精密度) 第2部分：確定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法的重復(fù)性和再現(xiàn)性的基本方法》的定義和重復(fù)性、再現(xiàn)性的方法，對(duì)檢測(cè)過(guò)程嚴(yán)格控制。測(cè)量時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制輸入電壓和環(huán)境溫度，采用同一臺(tái)功率分析儀，溫度控制在(23±2) ℃；測(cè)試人員應(yīng)為同一操作人員；質(zhì)控試樣為同一臺(tái)空氣凈化器；測(cè)量的方法采用同一方法。

1.5 質(zhì)量控制數(shù)據(jù)

1.6 x控制圖

上控制限UCL=0.909 4，下控制限LCL=0.903 4；上警戒限UWL=0.908 4，下警戒限LWL=0.904 4。

根據(jù)上述結(jié)果繪制出x控制圖(見(jiàn)圖1)，觀察正態(tài)分布均值的變化，以發(fā)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)隨時(shí)間的變化。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組糖尿病患者檢驗(yàn)后的臨床總準(zhǔn)確率，明顯低于對(duì)照組，組間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。 見(jiàn)表 1

圖1 x控制圖

運(yùn)用測(cè)試所得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出移動(dòng)平均值和移動(dòng)極差，并計(jì)算出控制限和警戒限。

上控制限UCL=0.909 2，下控制限LCL=0.903 6；上警戒限UWL=0.908 3，下警戒限LWL=0.904 5。

圖2 控制圖

1.8 R控制圖

運(yùn)用測(cè)試所得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出移動(dòng)極差平均值，并計(jì)算出控制限和警戒限。

圖3 R控制圖

2 分析與討論

2.1 電器領(lǐng)域能效檢測(cè)質(zhì)量控制圖的適用性研究

在電器領(lǐng)域的質(zhì)量控制方面， 也可以建立質(zhì)量控制圖。電器領(lǐng)域能效檢測(cè)待機(jī)功率質(zhì)量控制圖適用于可重復(fù)測(cè)試的項(xiàng)目，適用于易于獲取質(zhì)量控制樣品的測(cè)試項(xiàng)目以及采取平均功率法測(cè)試功率的測(cè)試項(xiàng)目。筆者分析了國(guó)內(nèi)能效產(chǎn)品的能效測(cè)試項(xiàng)目，并提出了國(guó)內(nèi)電器領(lǐng)域能效檢測(cè)質(zhì)量控制圖的適用范圍(見(jiàn)表1)。

表1 電器領(lǐng)域待機(jī)功率質(zhì)量控制圖的適用范圍

表1 (續(xù))

2.2 實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制

對(duì)能效檢測(cè)中待機(jī)功率質(zhì)量控制圖適用性進(jìn)行研究，驗(yàn)證了LED(發(fā)光二極管)照明模塊、顯示器、電飯煲等多個(gè)產(chǎn)品的適用性，其質(zhì)量控制圖的建立能進(jìn)一步規(guī)范檢測(cè)過(guò)程,提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效性和精準(zhǔn)性。在對(duì)電器領(lǐng)域質(zhì)量控制圖的研究中發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題，例如:實(shí)驗(yàn)室環(huán)境控制、可疑數(shù)據(jù)的判定等。為此,實(shí)驗(yàn)室修訂了《可疑檢測(cè)數(shù)據(jù)的判定和處理程序》《實(shí)驗(yàn)室環(huán)境控制的要求和措施》等文件。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室還加強(qiáng)了對(duì)電器領(lǐng)域其他檢測(cè)類型質(zhì)量控制圖的建立，如建立了電機(jī)溫升檢測(cè)等檢測(cè)的質(zhì)量控制圖，提升了實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果的穩(wěn)定性。

3 結(jié)語(yǔ)

(1) 實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制圖的建立確保了檢測(cè)數(shù)據(jù)的更加完整和有效，實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢測(cè)過(guò)程的長(zhǎng)期監(jiān)督，從而提升了實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)質(zhì)量。

(2) 質(zhì)量控制圖有助于了解檢測(cè)結(jié)果的變化發(fā)展趨勢(shì)，可及早發(fā)現(xiàn)異常并及時(shí)采取糾正措施。