裘惠敏+成嫣

摘要：

本文針對實驗室內(nèi)部紡織品色牢度比對結(jié)果分析中，通過不同數(shù)據(jù)分析方式的計算方法及結(jié)果評定的比較，分析其各自的優(yōu)缺點，淺析紡織品色牢度比對結(jié)果分析最佳方式，以期獲得比對結(jié)果的正確分析與評價，從而實現(xiàn)實驗室內(nèi)部比對的有效實施。

關(guān)鍵詞：實驗室內(nèi)部;色牢度比對;結(jié)果分析

色牢度檢測因其最終結(jié)果評價方式為檢測人員主觀評價，已成為紡織品檢測實驗室中受檢測人員主觀影響性最為典型的檢測項目。根據(jù)CNAS-CL18：2013《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則在紡織檢測領(lǐng)域的應(yīng)用說明》§5.2.1 d）的要求，從事主觀性、操作性較強的檢測工作的人員，應(yīng)定期進(jìn)行相關(guān)技術(shù)能力的評價，以確保其持續(xù)勝任。因此，為確保檢測人員檢測能力的持續(xù)勝任，實驗室比對成為檢測機構(gòu)驗證檢測能力的普遍方式。其中實驗室間比對，主要是為了確保實驗室與外部檢測機構(gòu)數(shù)據(jù)的一致性;而實驗室內(nèi)比對，則致力于實驗室內(nèi)部人員間檢測結(jié)果的一致性。本文擬通過紡織品色牢度比對結(jié)果采用不同分析方式的比較，通過對統(tǒng)計方式的合理運用，探討紡織品色牢度比對結(jié)果的正確分析與評定，從而實現(xiàn)實驗室內(nèi)部比對的有效實施。

1 ? ?不同類型統(tǒng)計分析方式及其優(yōu)缺點

1.1 ?Z比分?jǐn)?shù)法

Z 比分?jǐn)?shù)法是對實驗室檢測能力評定基本方法之一，它采用中位值和標(biāo)準(zhǔn)四分位數(shù)間距等穩(wěn)健統(tǒng)計量計算各實驗室結(jié)果的Z 值，常用于統(tǒng)計各實驗室完成同一試驗所產(chǎn)生檢測數(shù)據(jù)的滿意度。該統(tǒng)計方法采用比對參考值為中位數(shù)，用穩(wěn)健統(tǒng)計的Z比分?jǐn)?shù)值來評價比對結(jié)果。

該方法是標(biāo)準(zhǔn)化的方法，可以直觀地反映實驗室的檢測能力，是國際和中國合格評定認(rèn)可委員組織的能力驗證及比對在結(jié)果分析與評價時會普遍采用的統(tǒng)計方法，適用于對單樣品或樣品對的實驗室間比對和實驗室內(nèi)比對結(jié)果的評價。通常Z 比分?jǐn)?shù)被認(rèn)為是對實驗室能力驗證最好的評定方法，實驗室比對結(jié)果分析與評價一般優(yōu)先選用Z比分?jǐn)?shù)檢測法。

但需要注意的是，如參比實驗室所獲得的數(shù)據(jù)能夠形成偏態(tài)分布（包括正態(tài)分布），采用Z 比分?jǐn)?shù)法方式分析相對合理。但如參比實驗室所獲得的數(shù)據(jù)呈均勻分布數(shù)據(jù)，則無法采用Z 比分?jǐn)?shù)進(jìn)行結(jié)果分析與評價。如實驗室比對數(shù)據(jù)呈均勻分布情況（見表1），則在統(tǒng)計量Z值計算中，因其IQR為零，會出現(xiàn)分母為零的情況，從而無法采用Z 比分?jǐn)?shù)進(jìn)行結(jié)果分析與評價。如紡織品色牢度比對結(jié)果一致性高，則所獲得的比對數(shù)據(jù)較易呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài)，此時采用Z 比分?jǐn)?shù)方式進(jìn)行結(jié)果分析與評價則是不合適的。

1.2 ? ZΔ 值法

如項目的試驗標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定或行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的測量結(jié)果的最大允許誤差，可按試驗允差的，可用ZΔ值進(jìn)行評定。而色牢度項目具有行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的測量結(jié)果的最大允許誤差，一般為±0.5級。按 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 計算ZΔ值（式中：x——參比實驗室的測量結(jié)果，x0——比對的參考值，Δ——標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定或行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的測量結(jié)果的最大允許誤差），當(dāng)|ZΔ|≤1，則判定參比實驗室的結(jié)果為合格;當(dāng)|ZΔ|>1，則判定參比實驗室的結(jié)果為不合格。

ZΔ值評定結(jié)果的優(yōu)點是簡單易行，可直接利用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定或行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的測量結(jié)果的最大允許誤差。缺點是該方法受制于是否有已知的參考值，如果無已知參考值，則無法使用該方法。

1.3 ?參考值法

目前具有已知參考值樣品的主要來源有兩種，一種是有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，但目前市場上的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要集中在化學(xué)分析檢測項目中，色牢度檢測尚無此類有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。另一種則是比對試驗組織方的實驗室根據(jù)參與比對試驗的各實驗室所提供的比對結(jié)果，利用數(shù)理統(tǒng)計方式計算比對樣品的結(jié)果參考值。如采用此類方式，則如何計算結(jié)果參考值就成為結(jié)果評價的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

常規(guī)的結(jié)果參考值計算主要以下幾種方式。

1）均值

均值，是統(tǒng)計學(xué)中最基本、最常用的一種平均指標(biāo)，分為簡單算術(shù)平均數(shù)、加權(quán)算術(shù)平均數(shù)。在實驗室比對結(jié)果分析中，主要采用簡單算術(shù)平均數(shù)。

采用均值進(jìn)行比對結(jié)果數(shù)據(jù)分析，優(yōu)點是操作簡單，如數(shù)據(jù)分布較為均勻的情況下，均值可以體現(xiàn)比對數(shù)據(jù)一致性的情況。但如果比對數(shù)據(jù)不是自然均勻分布的話，即如果個別值特別大或特別小，那么平均值將被顯著拉高或壓低，即均值易受極端值的影響。如實驗室比對數(shù)據(jù)中存在極端值（如表2），全部比對數(shù)據(jù)的平均值是3.5級，實際上大部分?jǐn)?shù)據(jù)（有5個）為4級及以上，如果去掉04序號的數(shù)據(jù)（1級），則剩下的7個數(shù)的平均值為4級。

由此可見，采用均值作為結(jié)果參考值，必須建立在數(shù)據(jù)不出現(xiàn)極端值的基礎(chǔ)上。否則，極端值的出現(xiàn)，會使平均數(shù)的真實性受到干擾。

表2 ? ?存在極端值與剔除極端值的結(jié)果差異

2）眾值

眾值，又稱眾數(shù)，是總體中出現(xiàn)次數(shù)最多的標(biāo)志值，因其在統(tǒng)計分布上具有明顯集中趨勢點的特點，可以代表一組數(shù)據(jù)或反映某一現(xiàn)象的一般水平，常運用于單項指標(biāo)的分析。其優(yōu)點是易于理解，不受極端值的影響。當(dāng)數(shù)據(jù)的分布具有明顯的集中趨勢時，尤其是對于偏態(tài)分布，眾數(shù)的代表性比均值要好。

由于色牢度實驗室內(nèi)部比對，其主要目的，是確保實驗室內(nèi)部的結(jié)果一致性，在比對試驗過程中，如果樣品均勻性好，實驗室內(nèi)部的比對結(jié)果很容易呈均勻分布，則眾值較易體現(xiàn)比對結(jié)果中集中趨勢點的檢測值，通過各比對檢測值與眾值的比較，便于實驗室發(fā)現(xiàn)哪些比對檢測值與一般水平或結(jié)果中集中趨勢點存在差異及差異的大小，從而為有針對性地采用措施以提高實驗室內(nèi)部結(jié)果一致性指明了方向。

但其缺點是具有不唯一性，對于一組數(shù)據(jù)可能有一個眾數(shù)，也可能有兩個或多個眾數(shù)，也可能沒有眾數(shù)。如果眾數(shù)不唯一，則眾值法則無法適用。一般來說，一組數(shù)據(jù)中，出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)就叫這組數(shù)據(jù)的眾數(shù)。但是，如果有兩個或兩個以上個數(shù)出現(xiàn)次數(shù)都是最多的，那么這幾個數(shù)都是這組數(shù)據(jù)的眾數(shù)（如表3）。如果比對數(shù)據(jù)組中出現(xiàn)了一個以上的眾數(shù)，則無法判斷哪個眾數(shù)可作為結(jié)果參考值，這將意味著也無法對比對結(jié)果進(jìn)行有效評價。此外，如果所有數(shù)據(jù)出現(xiàn)的次數(shù)都一樣，那么這組數(shù)據(jù)沒有眾數(shù)，這種情況也無法確定結(jié)果參考值（當(dāng)然，這種情況在色牢度比對試驗中出現(xiàn)的概率極低）。

表3 ? ?存在多個眾數(shù)的情況

3）中位值

中位值，是指在一組數(shù)據(jù)中，處于第50百分位數(shù)上的值，即有50%的觀察點落在這個值之下。即根據(jù)將一組數(shù)據(jù)由低至高排列起來，居于序列中央位置的值即為中位值。其優(yōu)點是中位值的大小只取決于總體結(jié)果的排列及它們的數(shù)值，不受數(shù)據(jù)極端值的影響。對于具有偏態(tài)分布的數(shù)據(jù)，中位數(shù)的代表性要比均值好。中位值反映數(shù)值的聚集度問題，數(shù)值更偏向于哪一數(shù)值，就合理性而言，中位值比平均值更加可靠。

在測量數(shù)據(jù)偏離正態(tài)分布以及當(dāng)測量數(shù)據(jù)數(shù)目較少的情況下，選用中位值作為結(jié)果參考值是一個可取的方案。

以表3的比對數(shù)據(jù)3為例，在存在多個眾數(shù)，無法確定結(jié)果參考值的情況下，采用中位值則可以明確地確定結(jié)果參考值（可得出中位值為3～4級），從而進(jìn)行結(jié)果評價。

2 ? ?不同參考值的關(guān)系與適用建議

作為集中趨勢測定值的眾數(shù)、中位數(shù)、均值，三者之間存在著一定的數(shù)量關(guān)系，數(shù)量關(guān)系的體現(xiàn)取決于數(shù)據(jù)的分布狀態(tài)，均值、中位值和眾數(shù)的位置關(guān)系如果用橫坐標(biāo)代表變量的取值，縱坐標(biāo)代表相應(yīng)的頻數(shù)，如曲線分布為對稱形，則三者合而為一。如曲線分布為正偏或負(fù)偏，那么算術(shù)平均值受端值影響最大，遠(yuǎn)離眾數(shù);而中位值受項數(shù)影響，離眾數(shù)較近。當(dāng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)對稱分布或近似對稱分布時，以均值作為集中趨勢的代表值最好;當(dāng)分布的偏斜程度較大時，均值容易受到極端值的影響，不能很好地反映數(shù)據(jù)集中趨勢，就有必要考慮使用中位數(shù)或眾數(shù)。當(dāng)存在一個以上的眾數(shù)，則宜使用中位數(shù)。

此外，為反映實驗室內(nèi)部色牢度項目檢測結(jié)果的一致性，在結(jié)果評價過程中還應(yīng)考慮另一個數(shù)據(jù)——極差。極差，也稱全距或范圍，即最大值與最小值之間的距離。極差不能推知中間部分?jǐn)?shù)據(jù)怎么變化，且易受極端值的影響，但它可以明確顯示數(shù)據(jù)分布的范圍，這對于評價實驗室內(nèi)部檢測結(jié)果的一致性，具有重要意義。對于實驗室內(nèi)部比對，其極差的允許誤差，不應(yīng)采用色牢度檢測行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的測量結(jié)果的最大允許誤差±0.5級，即極差的允許誤差為1級。而應(yīng)限定為0.5級。否則實驗室內(nèi)部色牢度檢測結(jié)果極差達(dá)到1級，則可能嚴(yán)重影響樣品檢測結(jié)果的再現(xiàn)性。這將給檢測機構(gòu)及委托企業(yè)帶來風(fēng)險。

3 ? ?結(jié)論

以上列舉了色牢度檢測比對結(jié)果評價分析中采用的幾種常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計方式，實驗室可根據(jù)比對數(shù)據(jù)的具體情況結(jié)合不同數(shù)理統(tǒng)計方式的特點選用最適合的數(shù)理統(tǒng)計方式，并提出了如使用參考值方法時應(yīng)同時考慮數(shù)據(jù)的極差，以更好地體現(xiàn)實驗室內(nèi)部比對結(jié)果的一致性，便于實驗室更好地對比對結(jié)果進(jìn)行分析與評價。相信隨著科學(xué)技術(shù)日益迅猛的發(fā)展需求，數(shù)理統(tǒng)計也將不斷發(fā)展并日趨完善，從而為實驗室數(shù)據(jù)處理的實際應(yīng)用提供更好的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]CNAS-GL02：2006能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南[S].

[2] GB/T 4883—2008 ?數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋 正態(tài)樣本離群值的判斷和處理[S].

[3]陳建樺.用數(shù)理統(tǒng)計的方法對檢測中出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)的處理[J].家電科技，2008，（1） ：61-63.

（作者單位：上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院纖維檢驗所）

表3 ? ?存在多個眾數(shù)的情況

3）中位值

中位值，是指在一組數(shù)據(jù)中，處于第50百分位數(shù)上的值，即有50%的觀察點落在這個值之下。即根據(jù)將一組數(shù)據(jù)由低至高排列起來，居于序列中央位置的值即為中位值。其優(yōu)點是中位值的大小只取決于總體結(jié)果的排列及它們的數(shù)值，不受數(shù)據(jù)極端值的影響。對于具有偏態(tài)分布的數(shù)據(jù)，中位數(shù)的代表性要比均值好。中位值反映數(shù)值的聚集度問題，數(shù)值更偏向于哪一數(shù)值，就合理性而言，中位值比平均值更加可靠。

在測量數(shù)據(jù)偏離正態(tài)分布以及當(dāng)測量數(shù)據(jù)數(shù)目較少的情況下，選用中位值作為結(jié)果參考值是一個可取的方案。

以表3的比對數(shù)據(jù)3為例，在存在多個眾數(shù)，無法確定結(jié)果參考值的情況下，采用中位值則可以明確地確定結(jié)果參考值（可得出中位值為3～4級），從而進(jìn)行結(jié)果評價。

2 ? ?不同參考值的關(guān)系與適用建議

作為集中趨勢測定值的眾數(shù)、中位數(shù)、均值，三者之間存在著一定的數(shù)量關(guān)系，數(shù)量關(guān)系的體現(xiàn)取決于數(shù)據(jù)的分布狀態(tài)，均值、中位值和眾數(shù)的位置關(guān)系如果用橫坐標(biāo)代表變量的取值，縱坐標(biāo)代表相應(yīng)的頻數(shù)，如曲線分布為對稱形，則三者合而為一。如曲線分布為正偏或負(fù)偏，那么算術(shù)平均值受端值影響最大，遠(yuǎn)離眾數(shù);而中位值受項數(shù)影響，離眾數(shù)較近。當(dāng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)對稱分布或近似對稱分布時，以均值作為集中趨勢的代表值最好;當(dāng)分布的偏斜程度較大時，均值容易受到極端值的影響，不能很好地反映數(shù)據(jù)集中趨勢，就有必要考慮使用中位數(shù)或眾數(shù)。當(dāng)存在一個以上的眾數(shù)，則宜使用中位數(shù)。

此外，為反映實驗室內(nèi)部色牢度項目檢測結(jié)果的一致性，在結(jié)果評價過程中還應(yīng)考慮另一個數(shù)據(jù)——極差。極差，也稱全距或范圍，即最大值與最小值之間的距離。極差不能推知中間部分?jǐn)?shù)據(jù)怎么變化，且易受極端值的影響，但它可以明確顯示數(shù)據(jù)分布的范圍，這對于評價實驗室內(nèi)部檢測結(jié)果的一致性，具有重要意義。對于實驗室內(nèi)部比對，其極差的允許誤差，不應(yīng)采用色牢度檢測行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的測量結(jié)果的最大允許誤差±0.5級，即極差的允許誤差為1級。而應(yīng)限定為0.5級。否則實驗室內(nèi)部色牢度檢測結(jié)果極差達(dá)到1級，則可能嚴(yán)重影響樣品檢測結(jié)果的再現(xiàn)性。這將給檢測機構(gòu)及委托企業(yè)帶來風(fēng)險。

3 ? ?結(jié)論

以上列舉了色牢度檢測比對結(jié)果評價分析中采用的幾種常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計方式，實驗室可根據(jù)比對數(shù)據(jù)的具體情況結(jié)合不同數(shù)理統(tǒng)計方式的特點選用最適合的數(shù)理統(tǒng)計方式，并提出了如使用參考值方法時應(yīng)同時考慮數(shù)據(jù)的極差，以更好地體現(xiàn)實驗室內(nèi)部比對結(jié)果的一致性，便于實驗室更好地對比對結(jié)果進(jìn)行分析與評價。相信隨著科學(xué)技術(shù)日益迅猛的發(fā)展需求，數(shù)理統(tǒng)計也將不斷發(fā)展并日趨完善，從而為實驗室數(shù)據(jù)處理的實際應(yīng)用提供更好的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]CNAS-GL02：2006能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南[S].

[2] GB/T 4883—2008 ?數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋 正態(tài)樣本離群值的判斷和處理[S].

[3]陳建樺.用數(shù)理統(tǒng)計的方法對檢測中出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)的處理[J].家電科技，2008，（1） ：61-63.

（作者單位：上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院纖維檢驗所）

表3 ? ?存在多個眾數(shù)的情況

3）中位值

中位值，是指在一組數(shù)據(jù)中，處于第50百分位數(shù)上的值，即有50%的觀察點落在這個值之下。即根據(jù)將一組數(shù)據(jù)由低至高排列起來，居于序列中央位置的值即為中位值。其優(yōu)點是中位值的大小只取決于總體結(jié)果的排列及它們的數(shù)值，不受數(shù)據(jù)極端值的影響。對于具有偏態(tài)分布的數(shù)據(jù)，中位數(shù)的代表性要比均值好。中位值反映數(shù)值的聚集度問題，數(shù)值更偏向于哪一數(shù)值，就合理性而言，中位值比平均值更加可靠。

在測量數(shù)據(jù)偏離正態(tài)分布以及當(dāng)測量數(shù)據(jù)數(shù)目較少的情況下，選用中位值作為結(jié)果參考值是一個可取的方案。

以表3的比對數(shù)據(jù)3為例，在存在多個眾數(shù)，無法確定結(jié)果參考值的情況下，采用中位值則可以明確地確定結(jié)果參考值（可得出中位值為3～4級），從而進(jìn)行結(jié)果評價。

2 ? ?不同參考值的關(guān)系與適用建議

作為集中趨勢測定值的眾數(shù)、中位數(shù)、均值，三者之間存在著一定的數(shù)量關(guān)系，數(shù)量關(guān)系的體現(xiàn)取決于數(shù)據(jù)的分布狀態(tài)，均值、中位值和眾數(shù)的位置關(guān)系如果用橫坐標(biāo)代表變量的取值，縱坐標(biāo)代表相應(yīng)的頻數(shù)，如曲線分布為對稱形，則三者合而為一。如曲線分布為正偏或負(fù)偏，那么算術(shù)平均值受端值影響最大，遠(yuǎn)離眾數(shù);而中位值受項數(shù)影響，離眾數(shù)較近。當(dāng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)對稱分布或近似對稱分布時，以均值作為集中趨勢的代表值最好;當(dāng)分布的偏斜程度較大時，均值容易受到極端值的影響，不能很好地反映數(shù)據(jù)集中趨勢，就有必要考慮使用中位數(shù)或眾數(shù)。當(dāng)存在一個以上的眾數(shù)，則宜使用中位數(shù)。

此外，為反映實驗室內(nèi)部色牢度項目檢測結(jié)果的一致性，在結(jié)果評價過程中還應(yīng)考慮另一個數(shù)據(jù)——極差。極差，也稱全距或范圍，即最大值與最小值之間的距離。極差不能推知中間部分?jǐn)?shù)據(jù)怎么變化，且易受極端值的影響，但它可以明確顯示數(shù)據(jù)分布的范圍，這對于評價實驗室內(nèi)部檢測結(jié)果的一致性，具有重要意義。對于實驗室內(nèi)部比對，其極差的允許誤差，不應(yīng)采用色牢度檢測行業(yè)內(nèi)默認(rèn)的測量結(jié)果的最大允許誤差±0.5級，即極差的允許誤差為1級。而應(yīng)限定為0.5級。否則實驗室內(nèi)部色牢度檢測結(jié)果極差達(dá)到1級，則可能嚴(yán)重影響樣品檢測結(jié)果的再現(xiàn)性。這將給檢測機構(gòu)及委托企業(yè)帶來風(fēng)險。

3 ? ?結(jié)論

以上列舉了色牢度檢測比對結(jié)果評價分析中采用的幾種常規(guī)的數(shù)理統(tǒng)計方式，實驗室可根據(jù)比對數(shù)據(jù)的具體情況結(jié)合不同數(shù)理統(tǒng)計方式的特點選用最適合的數(shù)理統(tǒng)計方式，并提出了如使用參考值方法時應(yīng)同時考慮數(shù)據(jù)的極差，以更好地體現(xiàn)實驗室內(nèi)部比對結(jié)果的一致性，便于實驗室更好地對比對結(jié)果進(jìn)行分析與評價。相信隨著科學(xué)技術(shù)日益迅猛的發(fā)展需求，數(shù)理統(tǒng)計也將不斷發(fā)展并日趨完善，從而為實驗室數(shù)據(jù)處理的實際應(yīng)用提供更好的方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]CNAS-GL02：2006能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南[S].

[2] GB/T 4883—2008 ?數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理和解釋 正態(tài)樣本離群值的判斷和處理[S].

[3]陳建樺.用數(shù)理統(tǒng)計的方法對檢測中出現(xiàn)可疑數(shù)據(jù)的處理[J].家電科技，2008，（1） ：61-63.

（作者單位：上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院纖維檢驗所）