CN113985041A - 一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法及装置，该方法包括：获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数；至少基于试验数据偏差值，确定测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，基于该测量数据偏差值，确定测量数据偏差值的标准偏差；基于概率水平和标准偏差，确定试验的控制限，通过统计学的方式，准确获得控制限，提高实验室质量控制的管理效率。

Description

一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法及装置

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法及装置。

背景技术

在钢铁实验的实验室，会开展一系列的质量控制活动，这些质量控制活动，能够确保检测结果的可靠性，保证检测结果的有效性，及时发现检测结果的系统性偏差、测量系统不稳定和测量过程失控等影响检测结果的问题，用于降低实验室的技术质量风险。

质量控制活动会产生一系列质控数据，如何有效且实时地发现、判定质控数据异常，并及时提示采取针对性地纠正或预防措施，是一项复杂而又艰巨的工作。据了解，大多数实验室主要的控制方法是判断某检测单值是否超过设定的管理控制限，或者在此基础上，再利用SPC控制图、MSA测量系统分析等手段来发现质量控制活动中的一些潜在和隐含的问题点。

但是，实际质量控制活动过程中，仍存在以下问题：实验室开展各项检测活动时，受人、机、料、法、环等诸多因素的影响因素，测量过程不可避免地产生波动象，如何有效、科学地设定检测项目的控制限，并没有明确的方法。

如何得到准确地控制限是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法及装置。

第一方面，本发明提供了一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法，其特征在于，包括：

获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数，所述控制方法用于判断检测设备的稳定性和精度；

基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平；

基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值的标准偏差；

基于所述概率水平和所述标准偏差，确定试验的控制限。

进一步地，所述基于所述试验数据偏差值，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，包括：

基于所述试验数据偏差值，确定存在测量波动原因不明的数据的第一数量，以及存在测量波动原因明确的数据的第二数量；

基于所述第一数量和所述第二数量，确定存在测量波动原因不明的数据的概率；

至少基于所述概率，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

进一步地，所述至少基于所述概率，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，包括：

基于所述概率，按照如下公式一，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平：

其中，K为所述概率水平，p为常数，α为所述概率。

进一步地，所述至少基于所述概率，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，包括：

确定所述历史N组同一控制方法的测量数据偏差值的不确定因素；

基于所述概率和所述不确定因素，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

进一步地，基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值的标准偏差，包括：

基于所述测量数据偏差值，按照如下公式二，确定所述测量数据偏差值的标准偏差：

其中，S为所述标准偏差，x_i为每组测量数据偏差值，x为所述历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值的平均值。

进一步地，所述基于所述概率水平和所述标准偏差，确定试验的控制限，包括：

基于所述概率水平和所述标准偏差，按照如下公式三，确定试验的控制限：

D＝K×S

其中，D为所述控制限，K为所述概率水平，S为所述标准偏差。

进一步地，所述控制方法，包括：

对同一试样进行的多次重复检测的第一控制方法、采用标准物质或者参考样本对检测设备进行检测的第二控制方法、采用不同方法对同一试样进行检测的第三控制方法。

第二方面，本发明还提供了一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定装置，包括：

获取模块，用于获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数，所述控制方法用于判断检测设备的稳定性和精度；

第一确定模块，用于基于所述试验数据偏差值，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平；

第二确定模块，用于基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值的标准偏差；

第三确定模块，用于基于所述概率水平和所述标准偏差，确定试验的控制限。

第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述述的方法步骤。

第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上法步骤。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法，包括：获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数；至少基于试验数据偏差值，确定测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，基于该测量数据偏差值，确定测量数据偏差值的标准偏差；基于概率水平和标准偏差，确定试验的控制限，通过统计学的方式，准确获得控制限，提高实验室质量控制的管理效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例中实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法的步骤流程示意图；

图2示出了本发明实施例中实验室检测设备精度控制的控制限的设定装置的结构示意图；

图3示出了本发明实施例中实现实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法的计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例一

本发明的实施例提供了一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法，如图1所示，包括：

S101，获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数，所述控制方法用于判断检测设备的稳定性和精度；

S102，基于测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平；

S103，基于测量数据偏差值，确定测量数据偏差值的标准偏差；

S104，至少基于概率水平和标准偏差，确定试验的控制限。

在钢铁行业中，实验室检测设备进行的检测包括有力学检测、物理性能检测、化学性能检测。其中，力学检测包括拉伸、硬度试验等；物理性能检测包括磁性能、电性能试验等；化学性能检测包括光谱、荧光、红外检测等。

该控制方法包括：对同一试样进行的多次重复检测的第一控制方法、采用标准物质或者参考样本对检测设备进行检测的第二控制方法；采用不同方法对同一试样进行检测的第三控制方法。

在第一实验类型中，由于多次重复检测的试验由于环境或者人为因素造成试验结果的不同。

在第二控制方法中，针对不同的物质，有些物质是经过国家定值的标准物质，而有些物质没有经过国家定值，只能采用参考样本，然后将对标准物质或者参考样品进行的检测值分别与该标准物质对应的标准值或参考样本对应的参考值进行比较，得到该测量数据偏差值。

在第三控制方法中，比如在荧光检测中，可以采用重量方法进行检测的方法，也可以根据荧光曲线进行检测的方法。

针对每种控制方法的试验，对应不同的控制限。

下面对控制限的设定方法进行详细描述。

首先，获取历史N组同一控制方法的测量数据偏差值，N为正整数。

其中，这N组同一控制方法的测量数据偏差值具有代表性，能充分代表通常测量条件或状况，且具有一定数量。N为大于或等于30，其中，该N组同一控制方法的测量数据偏差值包括两部分数据，一部分是测量波动原因不同的数据，即测量偏差主要是由于测量随机误差导致的，记为x_j；另一部分测量波动原因明确的数据，即测量偏差主要是由于测量条件(例如，人、设备、样本、试验过程、环境等)临时变化造成的，记为x_j’。

接着，在获取该历史N组同一控制方法的测量数据偏差值之后，执行S102，基于测量数据偏差值，确定测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

在一种可选的实施方式中，确定该测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，包括：

基于试验数据偏差值，确定存在测量波动原因不明的数据的第一数量，以及存在测量波动原因明确的数据的第二数量；

基于第一数量和第二数量，确定存在测量波动原因不明的数据的概率；

至少基于概率，确定测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

通过统计该x_j的数量，记为n，统计x_j’的数量，记为N-n。由此得到测量波动原因不明的数据的概率：

当然，还可以计算多个时段的历史测量数据偏差值，得到对应每个时段的概率，用这几个时段的统计均值来无偏估计。

接着，至少基于该概率，得到存在波动原因不明的数据的概率水平。

在一种可选的实施方式中，是基于该概率，按照如下公式一，确定测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平：

其中，K为测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，p为常数，α为概率。p＝1.70174454 109。

在另一种实施方式中，该测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据概率水平K，除了基于基础统计运算之外，还需要考虑检测方法、标准规定的参数以及样本均匀性或者不确定度等因素，从而得到更加准确的测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据概率水平K。

因此，通过先确定历史N组同一控制方法的测量数据偏差值的不确定因素，该不确定因素包括检测方法带来的、标准规定的参数、或者样本的均匀性、或者样本的不确定度等因素。

然后，基于该概率和不确定因素，确定测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

在得到该基于统计基础得到概率水平K之后，通过考虑测量数据偏差值的不确定因素，对该基于统计基础得到概率水平K进行调整，可以是调大或者调小，具体根据该测量数据偏差值的不确定因素来决定。

针对不同控制方法的试验，得到对应的K值范围以及相应的典型K值，具体如下表所示：

S103，根据S101得到的N组同一控制方法的测量数据偏差值，确定测量数据偏差值的标准偏差。

在一种可选的实施方式中，基于该测量数据偏差值，按照如下公式二，确定测量数据偏差值的标准偏差：

其中，S为标准偏差，x_i为每组测量数据偏差值，

为历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值的平均值，N为同一控制方法的测量数据偏差值的数量。该标准差用于反映数据的离散程度。

在得到该标准差之后，执行S104，基于该概率水平和标准偏差，确定试验的控制限。

在一种可选的实施方式中，基于概率水平和标准偏差，按照如下公式三，确定试验的控制限：

D＝K×S

其中，D为控制限，K为概率水平，S为标准偏差。

通过将上述得到的所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平和测量数据偏差值的标准偏差相乘，从而得到该控制限，通过采用统计学的方法，得到准确度较高的控制限。

最后，通过根据每种测试类型对应的控制限，即允许检测偏差正常波动的最大值，来判断检测设备是否异常。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明提供了一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法，包括：获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数；至少基于试验数据偏差值，确定测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，基于该测量数据偏差值，确定测量数据偏差值的标准偏差；基于概率水平和标准偏差，确定试验的控制限，通过统计学的方式，准确获得控制限，提高实验室质量控制的管理效率。

实施例二

基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定装置，包括：

获取模块201，用于获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数，所述控制方法用于判断检测设备的稳定性和精度；

第一确定模块202，用于基于所述试验数据偏差值，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平；

第二确定模块203，用于基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值的标准偏差；

第三确定模块204，用于基于所述概率水平和所述标准偏差，确定试验的控制限。

在一种可选的实施方式中，第一确定模块202，包括：

数量确定单元，用于基于所述试验数据偏差值，确定存在测量波动原因不明的数据的第一数量，以及存在测量波动原因明确的数据的第二数量；

概率确定单元，用于基于所述第一数量和所述第二数量，确定存在测量波动原因不明的数据的概率；

概率水平确定单元，用于至少基于所述概率，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

在一种可选的实施方式中，概率水平确定单元，用于：

基于所述概率，按照如下公式一，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平：

其中，K为所述概率水平，p为常数，α为所述概率。

在一种可选的实施方式中，概率水平确定单元，用于：确定所述历史N组同一控制方法的测量数据偏差值的不确定因素；基于所述概率和所述不确定因素，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

在一种可选的实施方式中，第二确定模块203，用于：

基于所述测量数据偏差值，按照如下公式二，确定所述测量数据偏差值的标准偏差：

其中，S为所述标准偏差，x_i为每组测量数据偏差值，

为所述历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值的平均值。

在一种可选的实施方式中，第三确定模块204，用于：

基于所述概率水平和所述标准偏差，按照如下公式三，确定试验的控制限：

D＝K×S

其中，D为所述控制限，K为所述概率水平，S为所述标准偏差。

在一种可选的实施方式中，所述控制方法，包括：

对同一试样进行的多次重复检测的第一控制方法、采用标准物质或者参考样本对检测设备进行检测的第二控制方法、采用不同方法对同一试样进行检测的第三控制方法。

实施例三

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种计算机设备，如图3所示，包括存储器304、处理器302及存储在存储器304上并可在处理器302上运行的计算机程序，所述处理器302执行所述程序时实现上述实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法的步骤。

其中，在图3中，总线架构(用总线300来代表)，总线300可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线300将包括由处理器302代表的一个或多个处理器和存储器304代表的存储器的各种电路链接在一起。总线300还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口306在总线300和接收器301和发送器303之间提供接口。接收器301和发送器303可以是同一个元件，即收发机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。处理器302负责管理总线300和通常的处理，而存储器304可以被用于存储处理器302在执行操作时所使用的数据。

实施例四

基于相同的发明构思，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法的步骤。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的实验室检测设备精度控制的控制限的设定装置、计算机设备中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定方法，其特征在于，包括：

获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数，所述控制方法用于判断检测设备的稳定性和精度；

基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平；

基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值的标准偏差；

基于所述概率水平和所述标准偏差，确定试验的控制限。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述试验数据偏差值，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，包括：

基于所述试验数据偏差值，确定存在测量波动原因不明的数据的第一数量，以及存在测量波动原因明确的数据的第二数量；

基于所述第一数量和所述第二数量，确定存在测量波动原因不明的数据的概率；

至少基于所述概率，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少基于所述概率，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，包括：

基于所述概率，按照如下公式一，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平：

其中，K为所述概率水平，p为常数，α为所述概率。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少基于所述概率，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平，包括：

确定所述历史N组同一控制方法的测量数据偏差值的不确定因素；

基于所述概率和所述不确定因素，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值的标准偏差，包括：

基于所述测量数据偏差值，按照如下公式二，确定所述测量数据偏差值的标准偏差：

其中，S为所述标准偏差，x_i为每组测量数据偏差值，

为所述历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值的平均值。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述概率水平和所述标准偏差，确定试验的控制限，包括：

基于所述概率水平和所述标准偏差，按照如下公式三，确定试验的控制限：

D＝K×S

其中，D为所述控制限，K为所述概率水平，S为所述标准偏差。

7.如权利要求1～6中任一所述的方法，其特征在于，所述控制方法，包括：

对同一试样进行的多次重复检测的第一控制方法、采用标准物质或者参考样本对检测设备进行检测的第二控制方法、采用不同方法对同一试样进行检测的第三控制方法。

8.一种实验室检测设备精度控制的控制限的设定装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取历史N组同一控制方法对应的测量数据偏差值，N为正整数，所述控制方法用于判断检测设备的稳定性和精度；

第一确定模块，用于基于所述试验数据偏差值，确定所述测量数据偏差值中存在测量波动原因不明的数据的概率水平；

第二确定模块，用于基于所述测量数据偏差值，确定所述测量数据偏差值的标准偏差；

第三确定模块，用于基于所述概率水平和所述标准偏差，确定试验的控制限。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一权利要求所述的方法步骤。

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