易磊，劉麗

(中國(guó)空空導(dǎo)彈研究院計(jì)量測(cè)試中心，河南洛陽(yáng)471009)

0 引言

能力驗(yàn)證是利用實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)確定實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)、檢測(cè)能力或檢查機(jī)構(gòu)的檢測(cè)能力［1］。由于能力驗(yàn)證一般由第三方組織和實(shí)施，并且是通過(guò)測(cè)試結(jié)果和最終的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)“說(shuō)話(huà)”，因此其結(jié)果得到廣泛的認(rèn)可。申請(qǐng)機(jī)構(gòu)通過(guò)參加能力驗(yàn)證活動(dòng)，可以有效地識(shí)別可能存在的系統(tǒng)問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)質(zhì)量改進(jìn)，所以能力驗(yàn)證是實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展外部質(zhì)量控制的有效手段之一。

2012年6 月，我們參加了由中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)(CNAS)組織的同軸小功率校準(zhǔn)能力驗(yàn)證活動(dòng)，實(shí)施機(jī)構(gòu)為中國(guó)航天科工集團(tuán)公司二院二〇三所，被測(cè)盲樣為美國(guó)HP 公司生產(chǎn)的HP8481A 型功率傳感器，本文結(jié)合這次活動(dòng)談?wù)剠⒓幽芰︱?yàn)證的一些體會(huì)。

1 重視前期的準(zhǔn)備工作

1.1 重視和實(shí)施機(jī)構(gòu)之間的溝通

能力驗(yàn)證由CNAS 發(fā)起或受其認(rèn)可，一般委托有相應(yīng)資質(zhì)的技術(shù)機(jī)構(gòu)實(shí)施。實(shí)施機(jī)構(gòu)按照能力驗(yàn)證工作程序組織申請(qǐng)方參與相應(yīng)的能力驗(yàn)證活動(dòng)，并按照《CNAS-GL02:能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南》對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析評(píng)價(jià)［2］。對(duì)于不同的組織機(jī)構(gòu)，其具體的要求可能有所不同，因此在申請(qǐng)能力驗(yàn)證前，參加實(shí)驗(yàn)室有必要和實(shí)施機(jī)構(gòu)進(jìn)行充分的溝通，就開(kāi)展能力驗(yàn)證的具體時(shí)間安排、盲樣特性、測(cè)試范圍以及前期需提供的相關(guān)資料等問(wèn)題進(jìn)行協(xié)商。通過(guò)溝通，參加實(shí)驗(yàn)室可以大體了解本次能力驗(yàn)證的實(shí)施計(jì)劃，并判斷實(shí)驗(yàn)室是否適合參與。

1.2 提前做好現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作

在能力驗(yàn)證活動(dòng)中，被測(cè)盲樣在各個(gè)參加實(shí)驗(yàn)室之間進(jìn)行傳遞。傳遞一般有三種方式，分別是星式、環(huán)式和花瓣式，如圖1所示。

圖1 盲樣傳遞的三種方式

圖中方形代表組織機(jī)構(gòu)，圓形代表參加機(jī)構(gòu)。在星式傳遞方式中，每完成一次能力驗(yàn)證測(cè)試，組織機(jī)構(gòu)就收回盲樣進(jìn)行狀態(tài)確認(rèn)，這種方式對(duì)被測(cè)盲樣的狀態(tài)控制較好，但傳輸效率較低;環(huán)式傳遞方式中，盲樣經(jīng)過(guò)所有參加機(jī)構(gòu)測(cè)試后，送回組織機(jī)構(gòu)進(jìn)行狀態(tài)確認(rèn)，這種傳遞方式效率最高，但對(duì)盲樣的狀態(tài)控制較差;相比較來(lái)說(shuō)，花瓣式傳遞方式介于上述兩者之間，屬于一種折中的傳遞方式。

此次我們參加的同軸小功率能力驗(yàn)證屬于花瓣式傳遞方式，組織機(jī)構(gòu)留給我們的時(shí)間只有一天，可以說(shuō)時(shí)間上相對(duì)緊張，因此我們提前確定了測(cè)試人員，也進(jìn)行了能力驗(yàn)證模擬訓(xùn)練。在能力驗(yàn)證計(jì)劃實(shí)施中，盲樣送達(dá)的當(dāng)天我們提前對(duì)設(shè)備進(jìn)行了預(yù)熱，保證了盲樣到達(dá)后能夠迅速開(kāi)展測(cè)試，最終僅用了半天時(shí)間就完成了全部項(xiàng)目的測(cè)試和數(shù)據(jù)處理。

2 重視實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制工作

2.1 合理評(píng)估校準(zhǔn)/檢測(cè)結(jié)果的不確定度

自我國(guó)開(kāi)始采用不確定度作為表征測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量指標(biāo)以來(lái)，對(duì)校準(zhǔn)/檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行合理的不確定度評(píng)估已成為計(jì)量測(cè)試人員的一項(xiàng)基本能力，在能力驗(yàn)證計(jì)劃中，最終的提交資料中需要給出盲樣測(cè)試結(jié)果的不確定度評(píng)估。

對(duì)于校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室間的能力驗(yàn)證計(jì)劃，國(guó)際上普遍采用En值進(jìn)行評(píng)價(jià)，按式(1)計(jì)算En值［2］。

式中:Xlab為參加實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果;Xref為被測(cè)盲樣的參考值;Ulab為參加實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果的不確定度;Uref為參考值的不確定度。

對(duì)于參加實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，當(dāng)|En| ≤1 時(shí)，可以認(rèn)為其結(jié)果可以接受，即參加實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果符合其對(duì)實(shí)驗(yàn)室要求的不確定度。這里存在一個(gè)不確定度能否合理評(píng)估的問(wèn)題，如果參加實(shí)驗(yàn)室的不確定度評(píng)估值小于真實(shí)的不確定度，則可能造成合理的測(cè)量結(jié)果被判定為不滿(mǎn)意;而一旦參加實(shí)驗(yàn)室的不確定度評(píng)估值過(guò)大，則可能失去發(fā)現(xiàn)質(zhì)量控制中潛在問(wèn)題的機(jī)會(huì)，即背離了能力驗(yàn)證的基本意義。因此，對(duì)于參加實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，合理的評(píng)估測(cè)試結(jié)果的不確定度，顯得尤為重要。

不確定度評(píng)估需要對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)有著較為深入的了解。申請(qǐng)參加同軸小功率校準(zhǔn)能力驗(yàn)證前，我們就對(duì)該項(xiàng)目的校準(zhǔn)和檢測(cè)能力(CMC)重新進(jìn)行了評(píng)估，在對(duì)盲樣的數(shù)據(jù)處理中，我們參照實(shí)施方下發(fā)的“能力驗(yàn)證作業(yè)指導(dǎo)書(shū)”對(duì)測(cè)試結(jié)果的不確定度進(jìn)行了評(píng)估，充分考慮了各種因素帶來(lái)的影響，使得不確定度評(píng)定結(jié)果更加符合測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)際狀況。

2.2 做好實(shí)驗(yàn)室日常校準(zhǔn)/檢測(cè)結(jié)果的內(nèi)部質(zhì)量控制工作

要想在能力驗(yàn)證活動(dòng)中取得較為理想的結(jié)果，就必須做好實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系的保持工作，而開(kāi)展日常校準(zhǔn)/檢測(cè)結(jié)果的內(nèi)部質(zhì)量控制工作是一個(gè)比較好的手段。在CNAS-CL01《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》中提出了幾種檢測(cè)和校準(zhǔn)結(jié)果質(zhì)量控制的方法，其中較為常用的內(nèi)部控制方法有四種［3］:

1)定期使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(參考物質(zhì))進(jìn)行監(jiān)控和/或使用次級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(參考物質(zhì))開(kāi)展內(nèi)部質(zhì)量控制;

2)使用相同或不同的方法進(jìn)行重復(fù)檢測(cè)或校準(zhǔn);

3)對(duì)存留物品再檢測(cè)或再校準(zhǔn);

4)分析一個(gè)物品不同特性結(jié)果的相關(guān)性。

就同軸小功率標(biāo)準(zhǔn)裝置而言，我們主要采用留樣再測(cè)的方式實(shí)現(xiàn)日常內(nèi)部質(zhì)量控制，并結(jié)合控制圖對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行審查?？刂茍D是受控制過(guò)程的圖像顯示技術(shù)，是確定過(guò)程是否受控的直觀(guān)依據(jù)，最早用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制［4］。通過(guò)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)/檢測(cè)結(jié)果的質(zhì)量控制，不僅能夠判斷系統(tǒng)是否處于受控狀態(tài)，還能夠動(dòng)態(tài)反應(yīng)系統(tǒng)的趨勢(shì)性變化，是實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制的有效方式。

我們實(shí)驗(yàn)室的具體做法是:每隔一段時(shí)間對(duì)一性能穩(wěn)定的功率傳感器進(jìn)行測(cè)試，積累一定量的數(shù)據(jù)后，利用Minitab 軟件生成均值-標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖，并對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，確認(rèn)系統(tǒng)是否處于受控狀態(tài)，其控制圖統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖2 均值控制圖

圖3 標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖

通過(guò)觀(guān)測(cè)控制圖中單點(diǎn)數(shù)據(jù)是否超出控制界限之外，以及分析連續(xù)若干點(diǎn)的分布趨勢(shì)，可以判定測(cè)試過(guò)程是否出現(xiàn)異常。一般情況下，均值控制圖出現(xiàn)異常點(diǎn)，表明測(cè)試過(guò)程出現(xiàn)系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn);而標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖中異常點(diǎn)的出現(xiàn)，則說(shuō)明隨機(jī)效應(yīng)對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響已超出了控制。本例中，應(yīng)用Minitab 軟件判定無(wú)異常點(diǎn)出現(xiàn)，說(shuō)明小功率標(biāo)準(zhǔn)裝置運(yùn)行正常。

2.3 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量監(jiān)督工作

質(zhì)量監(jiān)督的目的是確保校準(zhǔn)/檢測(cè)的過(guò)程與結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)室的能力和要求。質(zhì)量監(jiān)督工作應(yīng)有側(cè)重點(diǎn)，例如重點(diǎn)關(guān)注在培員工、新上崗人員、短期聘用人員的能力，此外，在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展新設(shè)備的使用、規(guī)程更換、檢測(cè)和校準(zhǔn)方法確認(rèn)后以及對(duì)操作要求較高的校準(zhǔn)/檢測(cè)項(xiàng)目中，也應(yīng)適當(dāng)安排質(zhì)量監(jiān)督。質(zhì)量監(jiān)督工作還應(yīng)當(dāng)關(guān)注細(xì)節(jié)，特別是一些看似簡(jiǎn)單平常的工作，如果做不到位，同樣會(huì)出現(xiàn)測(cè)試結(jié)果的偏離。

例如在對(duì)同軸小功率標(biāo)準(zhǔn)裝置測(cè)試數(shù)據(jù)的審核中，我們發(fā)現(xiàn)多次測(cè)試的第一組數(shù)據(jù)明顯異于后面幾組數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)盡管整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)經(jīng)過(guò)充分預(yù)熱，但預(yù)熱過(guò)程中并沒(méi)有將信號(hào)注入被測(cè)功率傳感器，而在測(cè)試開(kāi)始后，進(jìn)入被測(cè)設(shè)備的微波信號(hào)功率導(dǎo)致其升溫，從而造成了上述數(shù)據(jù)差異。因此，預(yù)熱的目的是確保包括被測(cè)設(shè)備在內(nèi)的整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)充分進(jìn)入工作狀態(tài)，這樣才能夠獲取準(zhǔn)確有效的測(cè)試數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

能力驗(yàn)證結(jié)果表面上是實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)/檢測(cè)能力的驗(yàn)證，實(shí)質(zhì)上是實(shí)驗(yàn)室技術(shù)水平和質(zhì)量管理能力的綜合體現(xiàn)，通過(guò)參加此次能力驗(yàn)證計(jì)劃，驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)能力，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，也展示了我們實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)水平和管理水平。參加能力驗(yàn)證是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，今后我們將更多的參與能力驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)活動(dòng)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室間的交流與合作，促進(jìn)校準(zhǔn)/檢測(cè)水平的進(jìn)一步提升。

［1］中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).CNAS-RL02 能力驗(yàn)證規(guī)則［S/OL］.［2012- 10- 28］.http://wenku.baidu.com/view/390e522e0066f5335a8121d2.html.

［2］中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).CNAS-GL02 能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力評(píng)價(jià)指南［S/OL］.［2012-11-10］.http://wenku.baidu.com/view/8f3fde126edb6f1aff001f0b.html.

［3］中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).CNAS-CL01 檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則［S/OL］.［2012-11-10］.http://wenku.baidu.com/view/33f82ad028ea81c758f57887.html.

［4］王立吉.計(jì)量質(zhì)量保證方案［M］.北京:中國(guó)計(jì)量出版社，1992.