Введение

Основным элементом деятельности испытательной лаборатории является обеспечение качества результатов испытания. Все действия, связанные с этими аспектами, преследуют одну цель: получение надежных данных с минимальным количеством ошибок. В настоящем исследовании представлены методы проверки корректности и надежности данных, полученных лабораторией в результате испытаний. Применение методов проверки возможно при внедрении соответствующих программ контроля качества. Одна из приоритетных задач контроля качества – обеспечить постоянство условий, при которых ошибки в аналитических данных имели бы величину, не превышающую требования стандарта, в соответствии с которым должны применяться полученные данные. Это означает, что, во-первых, (неизбежные) допущенные ошибки оцениваются количественно – для принятия решения о том, имеют ли они приемлемую величину, и, во-вторых, что обнаруживаются неприемлемые ошибки и вводятся корректирующие действия, тем самым не допускается публикация ошибочных данных. Иными словами, контроль качества должен предотвращать как случайные, так и систематические ошибки.

Виды контроля качества

Контроль качества аналитических показателей состоит из двух взаимодополняющих действий:

• внутренний (внутрилабораторный) контроль качества;
• внешний контроль качества.

Внутренний контроль качества включает в себя внутренние процедуры для непрерывного мониторинга операций и систематической ежедневной проверки полученных данных, чтобы решить, являются ли они достаточно надежными для отчета. Процедуры в первую очередь контролируют искажение данных с помощью контрольных образцов и точность с помощью повторяющихся анализов тестовых образцов и/или контрольных образцов.

Важным разделом системы менеджмента качества лаборатории является внешний контроль качества, который включает справочную помощь со стороны других лабораторий и участие в национальных и/или международных межлабораторных программах обмена образцами и данными (тестирование квалификации; контроль третьей линии).

В настоящей статье основное внимание уделяется внутреннему контролю качества, поскольку он должен быть организован самой лабораторией.

Формы проведения внутреннего контроля качества

Внутренний контроль качества результатов измерений в лаборатории осуществляется в следующих формах:

• контроль оценки условий в испытательной лаборатории для проведения анализа;
• контроль повторяемости результатов измерений;
• контроль прецизионности;
• контроль правильности результатов измерений;
• контроль точности.

Рассмотрим подробнее каждую из форм внутреннего контроля качества результатов измерений в лаборатории.

Контроль оценки условий в испытательной лаборатории для проведения анализа. Основными факторами оценки условий в испытательной лаборатории для проведения анализа являются:

• наличие и действующие сроки поверки средств измерений;
• наличие и действующие сроки аттестации испытательного оборудования;
• наличие необходимого вспомогательного оборудования;
• условия хранения и сроки годности стандартных образцов;
• соблюдение требований техники безопасности;
• правильность проведения расчетов и ведения лабораторных записей;
• условия проведения испытаний (температурный режим, влажность, давление);
• соблюдение стандартных процедур лаборатории при проведении испытаний;
• соблюдение требований нормативной документации при проведении анализа.

Контроль повторяемости результатов измерений. Основываясь на результатах анализа, полученных при выполнении контроля повторяемости, рассчитывают выборочную дисперсию     результатов единичного анализа по формуле [1]:

На основе полученных значений выборочных дисперсий , , проверяют гипотезу о равенстве генеральных дисперсий, используя критерий Кохрена. Для этого рассчитывают величину Gmax по формуле [2]:

сравнивая ее с табличным критерием Кохрена (Gтабл) для числа степеней свободы ν = n — 1, соответствующего максимальной дисперсии, и f = N, соответствующего числу суммируемых дисперсий и принятой доверительной вероятности P = 0,95.

Если Gmax > Gтабл, то соответствующее    из дальнейших расчетов исключают, а процедуру повторяют до следующего по величине    и т.д. – до тех пор, пока Gmax не станет меньше либо равно Gтабл.

Не исключенные из расчетов    считают однородными, по ним оценивают среднеквадратичное отклонение (СКО), характеризующее повторяемость результатов единичного анализа (единично- го измерения). Эти СКО рассчитывают по формуле [3]:

где в числе слагаемых нет отброшенных значений.

Показатель повторяемости результатов анализа в виде СКО (σrл) оценивают, принимая равным Sr[4]:

Показатель повторяемости результатов анализа в виде предела повторяемости (rл) при вероятности P = 95% рассчитывают по формуле [5]:

Оцененные значения показателя повторяемости сравнивают с соответствующими показателями методики анализа (σrм или rм). Если оцененные значения показателя повторяемости меньше или равны значениям показателей методики анализа, то показатель повторяемости результатов анализа принимают равным показателю повторяемости методики анализа, т.е. rл = rм (σrл = σrм). В противном случае делают вывод о недостаточном внедрении в лаборатории методики анализа и определяют мероприятия по проверке соблюдения процедуры анализа.

Контроль показателей промежуточной прецизионности результатов анализа. Основываясь на результатах анализа, рассчитывают среднее арифметическое значение (общее среднее) результатов анализа   и СКО результатов анализа     относительно общего среднего по формулам [6, 7]:

Показатель промежуточной прецизионности результатов анализа в виде СКО   оценивают, принимая равным SR[8]:

Показатель промежуточной прецизионности результатов анализа в виде предела промежуточной прецизионности (Rл) рассчитывают по формуле [9]:

Оценка показателя правильности результатов анализа. Основываясь на результатах анализа, рассчитывают оценку математического ожидания систематической погрешности результатов анализа как разность между общим средним значением результатов анализа   и аттестованным значением образца для контроля (СО или АС) – С [10]:

Проверяют значимость вычисленных значений θл по критерию Стьюдента.

Если t ≤ tтабл, то оценка математического ожидания систематической погрешности незначима на фоне случайного разброса, в этом случае ее принимают равной нулю (θл = 0).

Если t > tтабл, то оценка математического ожидания систематической погрешности значима на фоне случайного разброса. В этом случае может быть принято решение о введении в результаты анализа, получаемые при реализации данной методики в лаборатории, поправки на величину θл, т.е. значение θл вычитают из любого результата анализа, полученного согласно методике в этой лаборатории.

Показатель правильности результатов анализа (Δсл) рассчитывают с принятой вероятностью P = 0,95 по формуле [12]:

Оценка показателя точности результатов анализа. Показатель точности результатов анализа, полученных в лаборатории при реализации методики анализа, рассчитывают с принятой вероятностью P = 0,95 по формуле [13]:

показатель точности результатов анализа может быть рассчитан по формуле [14]:

Оцененное значение Δл сравнивают с показателем точности методики анализа Δм. В случае если Δл > Δм, делают вывод о недостаточном внедрении в лаборатории методики анализа и определяют мероприятия по проверке соблюдения процедуры анализа. В обратном случае оцененные в процессе контроля стабильности показатели качества результатов анализа оформляют протоколом, а ранее действующий протокол аннулируют. Указанный протокол позволяет представлять результаты выполняемого в лаборатории анализа в виде [15]:

где:

X – результат анализа;

Δл – погрешность результатов КХА, полученных в лаборатории при реализации методики КХА.

Модель применения карт Шухарта при проведении внутреннего контроля повторяемости, промежуточной прецизионности и правильности количественного химического анализа

В случае применения при обработке результатов внутрилабораторного контроля качества контрольных карт Шухарта, описывается интерпретация результатов контроля, представленных в этих картах.

При интерпретации результатов контроля карт Шухарта по показателям повторяемости и промежуточной прецизионности (приведены на рис. 1 и 2) проводят корректирующие действия, если:

• одна точка вышла за предел действия;
• девять точек подряд находятся выше средней линии;
• присутствуют шесть возрастающих точек подряд;
• две из трех последовательных точек находятся выше предела предупреждения;
• четыре из пяти последовательных точек находятся выше половинной границы зоны предупреждения.

При интерпретации результатов контроля карты Шухарта по показателю правильности (приведена на рис. 3) проводят корректирующие действия, если:

• одна точка вышла за предел действия;
• девять точек подряд находятся выше средней линии;
• присутствуют шесть возрастающих или убывающих точек подряд;
• две из трех последовательных точек находятся выше предела предупреждения;
• четыре из пяти последовательных точек находятся выше половинной границы зоны предупреждения;
• восемь последовательных точек нахо- дятся по обеим сторонам средней линии и все эти точки вышли за половинные границы зоны предупреждения.

Заключение

Организация и проведение внутрилабораторного контроля качества результатов испытаний является актуальной задачей для испытательных лабораторий, обеспечивающей соответствие метрологических характеристик измерений предъявляемым требованиям, повышающей качество проводимых испытаний. Внутрилабораторный контроль качества позволяет вовремя определить и устранить причины возможных погрешностей проводимых испытаний, предотвратить получение некорректных результатов анализа. Внутренний контроль является неотъемлемой составляющей для прохождения процедуры аккредитации испытательных лабораторий.

1. Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 5725 1-6 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений».
2. Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 76-2014 «Государственная система обеспечения единства измерений. Внутренний контроль качества результатов количественного химического анализа».
3. Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 61-2010 «Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки».
4. Государственный стандарт Российской Федерации ГОСТ ISО/IEC 17025-2019 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий».