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     質(zhì)量控制圖是一種檢測實(shí)驗(yàn)室常見的內(nèi)部質(zhì)量評定的監(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)室需對測試過程實(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)量評定方法之一。CNAS(中國合格評定國家認(rèn)可委員會)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)域能效檢測中GB/T 36893—2018 《空氣凈化器能效限定值及能效等級》標(biāo)準(zhǔn)要求，以標(biāo)準(zhǔn)中“待機(jī)功率”的測試系統(tǒng)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測為案例，建立了能效檢測的質(zhì)量控制圖，分析其應(yīng)用范圍，并對實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)。

 

01空氣凈化器能效檢測待機(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)行檢測并繪制單值圖、均值圖和極差圖。受測試設(shè)備、環(huán)境、電源以及讀數(shù)的修約等不確定因素的影響，無法區(qū)分異?；蛱厥庠蛩鸬牟▌?，因此建立質(zhì)量控制圖以對整個(gè)檢測過程進(jìn)行監(jiān)控。

 

1.1 設(shè)備

 

      空氣凈化器能效檢測待機(jī)功率的重要測試設(shè)備為功率分析儀，主要用于檢測試樣的能效比、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。

 

1.2 質(zhì)量控制樣品的選擇

 

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

 

     根據(jù)上述要求，選用一臺電壓為220V，功率為60W，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380m3/h，氣態(tài)潔凈空氣量為250m3/h，氣態(tài)污染物凈化能效為高效級。

 

1.3 測試方法

 

     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10min后，開始讀取待機(jī)功率測量值。

 

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

 

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

 

1.4 測量的重復(fù)性條件

 

     根據(jù)GB/T 6379.1—2004 《測量方法和結(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，對檢測過程嚴(yán)格控制。測量時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制輸入電壓和環(huán)境溫度，采用同一臺功率分析儀，溫度控制在(23±2)℃；測試人員應(yīng)為同一操作人員；質(zhì)控試樣為同一臺空氣凈化器；測量的方法采用同一方法。

 

1.5 質(zhì)量控制數(shù)據(jù)

 

      空氣凈化器僅提供指令的待機(jī)功率質(zhì)量控制數(shù)據(jù)為：0.906，0.906，0.905，0.906，0.906，0.907，0.907，0.906，0.908，0.906，0.907，0.906，0.908，0.907，0.907，0.905，0.905，0.906，0.908，0.908，0.905，0.907，0.907，0.907，0.906W。一共測量了24次，計(jì)算出平均值為0.9064，標(biāo)準(zhǔn)差σ為0.0010，通過Grubbs檢驗(yàn)法進(jìn)行檢驗(yàn)，剔除可疑值。根據(jù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算出檢驗(yàn)最小值Gmin為1.400，檢驗(yàn)最大值Gmax為1.600，根據(jù)GB/T 4883—2008 《數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理與解釋 正態(tài)樣本離群值的判斷和處理》中Grubbs檢驗(yàn)的臨界值表，得出G0.95(24)=2.644，Gmin和Gmax均小于2.644，所以數(shù)據(jù)檢驗(yàn)合格，沒有離群值。

 

1.6 x控制圖

 

     根據(jù)GB/T 4091—2001《常規(guī)控制圖》和CNAS-GL27:2018的控制方法和要求，運(yùn)用測試所得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出x平均值及標(biāo)準(zhǔn)差σ，從而得出x控制圖的控制限和警戒限。

 

     上控制限UCL=0.9094，下控制限LCL=0.9034；上警戒限UWL=0.9084，下警戒限LWL=0.9044。

 

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

 

 

1.7 x控制圖

 

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

 

     按順序取相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)，算出其全部算術(shù)平均值，得到的數(shù)據(jù)就叫做移動平均值xn；中線x=是移動平均值的平均值，如式(1)所示。

 

 

   根據(jù)GB/T 4091—2001中的表2，查得A2=1.880(n=2)；按順序算出相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)的差值為移動極差R，移動極差的平均值R為0.0015。從而得出x控制圖的中線、控制限和警戒限。

 

     上控制限UCL=0.9092，下控制限LCL=0.9036；上警戒限UWL=0.9083，下警戒限LWL=0.9045。

 

     根據(jù)上述結(jié)果，繪制出x控制圖(見圖2)，從而消除了要做雙聯(lián)測定所需的時(shí)間和成本。

 

 

1.8 R控制圖

 

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

 

    中線為移動極差平均值R=0.0015。

 

   根據(jù)GB/T 4091—2001，查表2得出D3=0，D4=3.267；上控制限D(zhuǎn)4R=0.0049，下控制限D(zhuǎn)3R=0；上警戒限2/3(D4R -R)=0.023。

 

     根據(jù)上述結(jié)果,繪制出在電器產(chǎn)品能效檢測領(lǐng)域的R控制圖(見圖3)，R控制圖可用于分析能效測試系統(tǒng)的精度是否存在偏差或是否穩(wěn)定，觀察其分布的偏離趨勢，且R控制圖可與x控制圖配合使用。

 

 

02分析與討論

 

2.1 電器領(lǐng)域能效檢測質(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)域能效檢測待機(jī)功率質(zhì)量控制圖適用于可重復(fù)測試的項(xiàng)目，適用于易于獲取質(zhì)量控制樣品的測試項(xiàng)目以及采取平均功率法測試功率的測試項(xiàng)目。研究人員分析了國內(nèi)能效產(chǎn)品的能效測試項(xiàng)目，并提出了國內(nèi)電器領(lǐng)域能效檢測質(zhì)量控制圖的適用范圍(見表1)。

 

 

2.2 實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制

 

      對能效檢測中待機(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)范檢測過程，提高檢測數(shù)據(jù)的有效性和精準(zhǔn)性。在對電器領(lǐng)域質(zhì)量控制圖的研究中發(fā)現(xiàn)了一些問題，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)了對電器領(lǐng)域其他檢測類型質(zhì)量控制圖的建立，如建立了電機(jī)溫升檢測等檢測的質(zhì)量控制圖，提升了實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果的穩(wěn)定性。

 

03結(jié)語

 

     (1) 實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制圖的建立確保了檢測數(shù)據(jù)的更加完整和有效，實(shí)現(xiàn)了對檢測過程的長期監(jiān)督，從而提升了實(shí)驗(yàn)室的檢測質(zhì)量。

 

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