1、ICS 03.120.30 A 41 实验室质量控制 利用统计质量保证和控制图技术 评价分析测量系统的性能 Quality control in laboratories applying statistical quality assurance and control charting techniques to evaluate analytical measurement system performance （ ASTM D6299:2008， MOD） 中华人民共和国国家标准GB/T 27407-20102011-01-14 发布 2011-07-01 实施 中华人民共和国国家质量
2、监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布GB/T 27407-2010 1目 次 0H前 言 .2 1 范围 .3 2 规范性引用文件 .3 3 术语和定义、符号 .3 4 标准物质 .6 4.1 测量系统精密度确立和监控的质量控制样品使用 .6 4.2 测量系统准确度的核查样品使用 .6 4.3 测量系统确认的审核样品使用 .6 5 分析测量系统的质量保证（ QA）方案 . . .7 5.1 概述 .7 5.2 测量系统稳定性和精密度监控的质量控制样品测试 .7 5.3 准确度监控 .7 5.4 测试条件和频数 .7 5.5 测量系统精密度和偏倚的性能评定 .7 5.6 能力验证 .
3、7 5.7 测量系统独立确认 .7 6 测试结果的预处理、评估和解释 .7 6.1 概述 .7 6.2 测试结果的预处理 .7 6.3 控制图 .7 6.4 初始结果的评估 .7 6.5 控制图解释 .7 6.6 控制图参数的定期更新 方案 1 .7 6.7 控制图参数的定期更新 方案 2 .7 7 测量系统性能的精密度和偏倚评定 .8 7.1 质量控制样品测试的期间精密度估计 .8 7.2 单核查样品多次测试的测量系统偏倚估计 .8 7.3 多核查样品测试的测量系统偏倚估计 .8 8 测量系统性能估计值确认的审核样品使用 33H34H34H33H30H .8 附 录 A（规范性附录） SQC
4、技术 .9 A.1 本附录的目的 .10 A.2 测试结果的预处理 .10 A.3 链图 .10 A.4 数据正态性、独立性和分辨力检查 .10 A.5 控制图 .10 A.6 t检验 .10 A.7 2 适度检验 .10 A.8 F近似检验 .10 A.9 Q方法 .10 附 录 B（规范性附录）统计数值表 .23 参考文献 .29 GB/T 27407-2010 2 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。 本标准修改采用 ASTM D6299： 2008利用统计质量保证和控制图技术评价分析测量系统的性能（ Standard practice for applyin
5、g statistical quality assurance and control charting techniques to evaluate analytical measurement system performance） 。 考虑到我国的实际测试与应用情况，在采用 ASTM D6299： 2008 时，本标准做了相应的编辑性修改和调整。 本标准的附录 A 和附录 B 为规范性附录。 本标准由全国认证认可标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：辽宁出入境检验检疫局、中国合格评定国家认可中心、山东出入境检验检疫局、中国质量认证中心、吉林出入境检验检疫局、广东出入境检验检疫局、
6、深圳出入境检验检疫局、大连理工大学数学科学学院。 本标准主要起草人：王斗文、牛兴荣、陈世山、李杰、周晓、钟志光、董夫银、孙兴权、王东、李明、杨雪、宋立新、王惠。 GB/T 27407-2010 3实验室质量控制 利用统计质量保证和控制图技术 评价分析测量系统的性能 1 范围 本标准规定了统计质量控制（ SQC）程序的设计和操作方案，用于持续监控被测分析测量系统的稳定性、精密度和偏倚性能。 本标准适用于均匀和稳定物料测量下产生连续数值结果的稳定测量系统、实验室测试方法、同一特性度量下经 GB/T 27408 偏倚修正后两个测量系统间差异的监控。 本标准适用于测量系统性能处于统计受控状态假定下的正
7、态模型描述和预测。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 3358.2-2009 统计学词汇及符号 第 2 部分：应用统计 GB/T 4889 数据的统计处理和解释 正态分布均值和方差的估计与检验 GB/T 15483.1 利用实验室间比对的能力验证 第 1 部分：能力验证计划的建立和运作 GB/T 19000 质量管理体系 基础和术语 GB/T 27025 检测和校准实验室能力的通用要求 GB/T 27408 实验室质量控制 非标准测试方法的有
8、效性评价 线性关系 3 术语、定义和符号 GB/T 3358.2、 GB/T 15483.1 和 JJF 1001 中确立的以及下列术语和符号适用于本标准。 3.1 术语 3.1.1 参考量值 reference quantity value，RQV 参考值 reference value 用作与同类量的值进行比较的基础的量值。 注 1：参考量值可以是被测量的真值，这种情况下它是未知的；也可以是约定量值，这种情况下它是已知的。 注 2：带有测量不确定度的参考量值通常由以下参照对象提供： a）一种物质，如有证标准物质； b）一个装置，如稳态激光器； c）一个参考测量程序； d）与测量标准的比较。
9、 JJF 1001-2010，定义 7.19 3.1.2 测量准确度 measurement acc uracy , accuracy of measurement 准确度 accuracy 被测量的测得值与其真值间的一致程度。 注 1：概念 “测量准确度 ”不是一个量，不给出有数字的量值。当测量提供较小的测量误差时就说该测量是较准确的。 注 2：术语“测量准确度”不应与“测量正确度”、“测量精密度”相混淆，尽管它与这两个概念有关。 注 3：测量准确度有时被理解为赋予被测量的测得值之间的一致程度。 JJF 1001-2010，定义 4.8 3.1.3 特殊原因 special cause 过程
10、变异导致过程固有变异以外的其它过程变异的原因。 注 1： “特殊原因 ”有时也称为 “可查明原因 ”，但二者又有差异。只有当特殊原因被明确确认时，才认为是可查明 原因。 注 2：特殊原因是由一些不太经常出现的特殊情况所引起的。因此，在一个受特殊原因影响的过程里，变异的大小 是随着时间改变的，是无法预测的。 GB/T 3358.2-2009，定义 2.2.4 3.1.4 测量偏移 measurement bias 偏移 bias GB/T 27407-2010 4 系统测量误差的估计值。 JJF 1001-2010，定义 4.5 3.1.5 控制限 control limits 控制图中用以判定
11、过程稳定性的直线。 注 1：在控制图上用控制线表示控制限。 注 2：在常规控制图中，控制限提供了只因随机原因引起的统计量偏离中心线的边界。 注 3：除验收控制图外，控制限都是基于实际测量数据，而不是基于规范限的。 注 4：除将落在控制限以外的点看作 “失控 ”外，失准准则也将落在控制限之内的链、趋势、循环、周期等异常情况也 视为失控。 GB/T 3358.2-2009，定义 2.4.2 3.1.6 批 lot 按抽样目的，在基本相同条件下组成的总体的一个确定部分。 注 1：例如，抽样的目的可以是判定批的可接受性，或是估计某特定特性的均值。 GB/T 3358.2-2009，定义 1.2.4 3
12、.1.7 测量精密度 measureme nt precision 精密度 precision 在规定条件下，对同一或类似被测对象重复测量所得示值或测量得值间的一致程度。 注 1：测量精密度通常用不精密程度以数字形式表示，如在规定测量条件下的标准偏差、方差或变差系数。 注 2：规定条件可以是重复性测量条件，期间精密度测量条件或复现性测量条件。 注 3：测量精密度用于定义测量重复性，期间测量精密度或测量复现性。 注 4：术语 “测量精密度 ”有时用于指 “测量准确度 ”，这是错误的。 JJF 1001-2010，定义 4.10 3.1.8 标准误 standard error 估计量的标准差。
13、注：标准误通常用于估计量是无偏的或近似无偏的情况。 3.1.9 重复性测量条件 measurement rep eatability condition of measurement 重复性条件 repeatability condition 相同测量程序、相同操作者、相同测量系统、相同操作条件和相同地点，并在短时间内对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。 注 1：在化学中，术语 “序列内精密度测量条件 ”有时用于指 “重复性测量条件 ”。 注 2：在该条件下的重复性限表示为 r ，重复性标准偏差表示为rs 。 注 3：改写 JJF 1001-2010，定义 4.14。 3.1.10
14、复现性测量条件 measurement rep roducibility condition of measurement 复现性条件 reproducibility condition 不同地点、不同操作者、不同测量系统，对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。 注 1：不同的测量系统可采用不同的测量程序。 注 2：在给出复现性时应说明改变和未变的条件及实际改变到什么程度。 注 3：在该条件下的复现性限表示为 R ，复现性标准偏差表示为Rs 。 注 4：改写 JJF 1001-2010，定义 4.16。 3.1.11 分析测量系统 analytical meas urement sys
15、tem 一个或多个子测量系统的集合，例如，取样器、测试设备、仪表、显示装置、数据处理器、打印机或输出传送器，按照测试方法对未知样品特性的量值进行测定。 注 1：例如 ASTM 和 ISO 中的每一个标准测试方法就是一个测量系统。 注 2：测量系统可包含多台用于同一试验方法的仪器，且在多台仪器之间没有统计上可观测到的偏倚和精密度差异。 3.1.12 盲样分发 blind submission 核查样品或质量控制样品的分发，但实施分析的操作员不知样品的期望值。 3.1.13 GB/T 27407-2010 5标准物质 reference material，RM 参考物质 具有足够均匀和稳定特性的
16、,用于测量或标称特性检查的物质。 注 1：标称特性的检查提供一个标称特性值及其不确定度。该不确定度不是测量不确定度。 注 2：赋值或未赋值的标准物质都可用于测量精密度控制，只有赋值的标准物质才可用于校准或测量正确度控制。 注 3： “标准物质 ”由具有量以及标称特性的物质组成。 注 4： 附有由权威机构发布的文件， 提供使用有效程序获得的具有不确定度和溯源性的一个或多个特性量值的标准物质， 称为有证标准物质 certified reference material， CRM。 注 5： CRM 制备和颁发证书的程序是有规定的。在定义中， “不确定度 ”包含了 “测量不确定度 ”和标称特性值的
17、“不确定度 ”两个含义，这样做是为了一致和连贯。 “溯源性 ”既包含量值的 “计量溯源性 ”，也包含 “标称特性值的追溯性 ”。 注 6： CRM 的特定量值要求附有测量不确定度的计量溯源性。 注 7：改写 JJF 1001-2010，定义 7.14 和 7.15。 3.1.14 核查样品 check standard sample 质量控制测试中附有参考量值的物料，用来确定测量系统的准确度。 注：该物料为有证标准物质、或实验室间比对赋予参考量值的物料。 3.1.15 随机原因 random cause 一般原因 common cause 偶然原因 chance cause 过程变异导致过程随
18、时间发生固有变异的原因。 注 1：若过程只受随机原因的影响，则变异在统计意义上可预测。 注 2：减少随机原因可使过程改进。然而，对随机原因的识别、减弱和消除要从技术易实现性及经济角度进行成本 效益分析。 GB/T 3358.2-2009，定义 2.2.5 3.1.16 双盲样分发 double bli nd submission 核查样品或质量控制样品的分发，但实施分析的操作员不知样品的状态和期望值。 3.1.17 统计受控过程 process in a state of statistical control 稳定过程 stable process 常量均值只受随机原因影响的过程。 注 1：
19、任何时候稳定过程的样本都是来自同一个总体的简单随机样本。 注 2：稳定过程并不意味着随机变异大或小，也不是指在规范限内还是规范限外，而是指可以用统计方法预测变异。 注 3：提高过程的过程能力通常可以通过减少或消除某些随机原因的影响和（或）调整均值使其更接近于目标值。 注 4：在有些过程中，由于某些原因，比如工具的磨损，特性的均值可能会发生漂移或标准差可能变大，这样一个过程 的均值或者标准差的逐步变化趋势可认为是由系统原因而不是随机原因引起的。此时，样本就不能认为是来自同 一总体的简单随机样本。 GB/T 3358.2-2009，定义 2.2.7 3.1.18 能力验证 proficiency
20、testing 利用实验室间比对确定实验室的检测能力。 注：改写 GB/T 15483.1-1999，定义 3.6。 3.1.19 质量控制样品 quality control sample 一种存储完整、用量充足的稳定和均质化物料，其物理或化学特性、或两者近似于系统的常规样品，用于长期测试中系统的精密度和稳定性确定和监控。 3.1.20 期间期望值 intermediat e expected value 质量控制样品的理论极限估计值，相当于受控测量系统期间精密度条件下所收集无穷次结果的平均值。 注：期间期望值与单测量系统有关，以实际测量单位绘制控制图时需要期间期望值，作为参考量值的期间期望
21、值可以建立质量控制物料批次控制图的上和下控制限。 3.1.21 期间测量精密度测量条件 intermed iate precision condition of measurement 期间精密度条件 intermediate precision condition GB/T 27407-2010 6 除了相同测量程序、相同地点，还可能有改变的其它条件下，在一个较长时间内重复测量同一或相类似被测对象的一组测量条件。 注 1：改变的条件可包括新的校准、测量标准器、操作者和测量系统。 注 2：对条件的说明应包括改变和未变的条件以及实际改变到什么程度。 注 3：在化学中，术语 “序列间精密度测量条件
22、 ”有时用于指 “期间精密度测量条件 ”。 注 4：在该条件下的期间精密度限表示为 IP ，期间精密度标准偏差表示为IPs 。 注 5：改写 JJF 1001-2010，定义 4.12。 用一个术语全部都交代了，且与 3.1.9 和 3.1.10 保持一致。 3.1.22 审核样品 validation audit sample 一种质量控制样品或核查样品，用于日常质量保证测试中精密度和偏倚估计值的验证。 3.2 符号 EWMA指数加权移动平均值 I单值 MR移动极差 MR 移动极差平均值 iI预处理结果， i=1n iY核查样品的测试结果， i=1n R QVs RQV 的标准误，由核查物料
23、供应商提供 RQV 的不确定度 0均值为零的假定 4 标准物质 4.1 测量系统精密度确立和监控的质量控制样品使用 4.1.1 选择一个稳定和均匀的物料，其物理或化学特性，或两者近似于测量系统所测的常规样品。 4.1.2 估计每批质量控制样品所需的物料量，以便满足： a）测量系统所用次数； b）有效和规定时间内质量控制样品的统计量测定。 4.1.3 物料置入单独容器内予以隔离。 4.1.4 充分混匀物料，确保均匀。 4.1.5 实施任何必要的测试，确保质量控制样品符合其适用特性。 4.1.6 测量系统的质量控制样品予以适当包装或存储、或两者，确保给定批次下所有样品分析均来自于同一物料。 4.2
24、 测量系统准确度的核查样品使用 4.2.1 核查样品可以是市售的标准物质，且容易获得这些物料的恰当数量、质量和组分。 注：测量系统很难能获得适宜组分的市售标准物质。 4.2.2 核查样品也可由多分析测量系统在复现性条件下制成，并做分析，这种核查样品经统计检验和离群值剔除后的平均值作为 RQV。 4.2.2.1 实验室间比对所分发的样品也可用作核查样品，但是实验室间比对所给出的标准差在统计上不能大于测试方法的Rs ，应使用 F 检验做可接受性的判断。 注：本标准建议至少使用 16 个非离群结果来计算 RQV，相对于测量系统的单值精密度， RQV 的不确定度可减少 4 倍。 本标准的偏倚检验假定，
25、较之测量系统的精密度， RQV 的不确定度可做忽略，若计算平均值所用结果少于 16 个， 该假定不成立。 4.2.3 对于某些测量系统来说，核查样品也可以是具有已知值的单一和纯组分物料、或附有计算值纯组分的简单重量和容量混合物。使用者应注意，若测量系统出现基质依赖性，纯组分或简单混合物所给出的准确度就代表不了实际样品的准确度。 4.3 测量系统确认的审核样品使用 审核样品是质量控制样品或核查样品，使用者可自行选择，基于单盲样或双盲样、并以随机形式分发至测量系统，用于日常质量保证测试中精密度和偏倚估计值的确认。 5 分析测量系统的质量保证（ QA）方案 5.1 概述 质量保证方案包括 5 个主要
26、活动： a）质量控制样品测试的稳定性和精密度监控； b）准确度监控； c）定期评价测量系统性能的精密度或偏倚、或两者； d）若可行，参加实验室间比对的能力验证； e）使用审GB/T 27407-2010 7核样品，定期实施和确认测量系统，对主要测试活动所确立的测量系统精密度和偏倚度量提供附加保证。质量保证方案至少应涉及到 a）的活动。 注 1：对于某些测量系统来说，合适的核查样品不存在，也很难通过实验室间比对产生，则测量系统的准确度无法予以 确认，质量保证方案也只能使用质量控制样品的测试来监控稳定性和精密度。 注 2：质量体系要素的建立与改进，见 GB/T 19000。 注 3：能力验证结果的
27、分析和解释，见 GB/T 15483.1。 5.2 测量系统稳定性和精密 度监控的质量控制样品测试 测量系统定期抽取质量控制批次样品进行测试，以记录测量系统稳定性和精密度的性能数据。 5.3 准确度监控 测量系统定期进行核查样品测试，以记录测量系统准确度的性能数据。 5.4 测试条件和频数 5.4.1 在期间精密度条件下实施质量控制样品和核查样品测试。 注：使用重复性条件下的测试数据来估计期间精密度并不适宜，因为测量系统的长期精密度主要来自于各种偶然原因的 变异，涉及到时间、操作员、试剂和仪器校准等因素，而这些因素在重复性条件下的数据获取中不会观测到。 5.4.2 必要时，定期测试质量控制样品
28、和核查样品，确定测试频次的主要因素有： a）测量系统的使用频数； b）被测参数的临界状态； c）基于以往数据所确立的测量系统稳定性和精密度性能； d）商业经济； e）法规、合同或测试方法的要求。 注：核查样品可作为质量控制样品使用，实验室可做自行决定，此时核查样品结果同时用于稳定性（见 5.2）和准确度 （见 5.3）的监控。若核查样品昂贵或数量不足时，可启用质量控制样品。此时的准确度（见 5.3）监控频次要少， 而使用质量控制样品测试（见 7.2）是表明准确度测试之间测量系统的稳定性。 5.4.3 建议所有测量系统开始时要做质量控制样品分析， 且测量系统变动后应立即进行质量控制样品分析。 5
29、.4.4 制定测试计划，凡是参加测量系统日常操作的人员，均应提交质量控制样品的测试数据。 5.4.5 质量控制样品和核查样品的处理与测试， 其方式和条件均等同于测量系统日常所分析的样品或物料。 5.4.6 除非测试方法另有规定，若可能，应在测量系统正常操作时间内，随机安排核查样品和额外的质量控制样品测试。 注：避免为获取理想结果而对质量控制样品进行特殊处理，否则会严重破坏精密度估计值的完整性。 5.5 测量系统精密度和偏倚的性能评定 5.5.1 对质量控制样品和核查样品测试的累积结果进行预处理和筛选，利用统计技术来识别预处理数据中的离群值，将预处理数据绘制在控制图上。 5.5.2 定期分析控制
30、图中的结果，排除属于可查明原因的数据点，给出测量系统的偏倚和精密度估计值。 5.6 能力验证 5.6.1 定期参加多测量系统的实验室间比对，使用规定的测试方法对常规样品进行测试，提供一个有效的测量系统准确度评估方法。当准确度核查的期限非紧迫时，该能力验证可用来替代测量系统的核查样品测试，视为核查样品准确度监控的一种补充方法。 5.6.2 按照下述核查样品控制图的作图方法，在图中标识出参加者结果与 RQV 的差，判断测量系统的测试过程是否出现实验室偏倚。 5.7 测量系统独立确认 使用者可自行以单盲样或双盲样形式定期分发审核样品进行分析，审核样品测试数据计算的精密度和偏倚估计值，用于质量保证方案
31、日常性能统计量的独立确认。 注：某些测量系统易受人的因素影响，当操作员获知样品（质量控制样品或核查样品）状态或期望值，或两者，则数据 的精密度和偏倚计算值会低估日常操作下的精密度和偏倚估计。使用者可自行选择，并根据这些测量系统的临界状 态，定期实施单盲样或双盲样审核样品测试的质量保证方案。 根据测量系统的特征和实验室自身要求来实施审核样品测试。 6 测试结果的预处理、评估和解释 6.1 概述 质量控制样品、核查样品和审核样品测试汇集的结果需做预处理和筛选，数据预处理的统计技术应用可达到如下目的： 6.1.1 识别错误数据（离群值） ； 6.1.2 评估初始结果，以确认测量系统的稳定性和控制图技术使用的假定（例如，数据集的正态性和分辨力） 。 6.1.3 维护、解释和改进控制图； 6.1.4 量化长期测试的精密度和偏倚。 注：附录 A 中技术应用的示例讨论见以下内容。 6.2 测试结果的预处理 GB/T 27407-2010 8 6.2.1 目的 预处理目的在于控制图的标准化，便于多个核查样品、或不同特性水平下不同批质量控制物料的数据能绘制在同一个图中。 6.2.2 质量控制样品的数据预处理 不同质量控制样品的测试结果以实际测量单位绘制在不同的控制图中，可则 不必进行数据的预处理。 6.2.3 核查样品的数据预处理 6.2.3.1 核查样品测试结果可绘制在同一控制图中，根据测量系统
