能力驗證活動在建筑工程實驗室管理中的應用

湖北省建設工程質量安全監督總站  石世華

    為適應建筑工程檢驗機構深化改革的需要，評價湖北省建工實驗室的檢驗能力，從2001年至2003年，省質量技術監督局計量認證辦公室與湖北省建設工程質量安全監督總站連續3年實施了湖北省建工實驗室間的性能比對能力驗證，這是我省建工實驗室在宣貫執行《評審準則》和GB/T15481-2000《檢測和校準實驗室能力的通用要求》后，加強檢測管理工作的一項重要舉措。在能力驗證活動中突出了三個特點:一是嚴格按GB/T15483-1999《利用實驗室間比對的能力驗證》要求進行；二是數據傳遞和統計分析采用計算機技術；三是驗證結果具有科學性、準確性和公正性。
    

一、能力驗證的目的和意義

    認可機構一般通過兩種技術手段來評價實驗室能力:一是派出評審組按照標準要求對實驗室進行現場能力評估；二是通過能力驗證來評價實驗室的能力。二者結合，互相補充，以確保實驗室工作的可信度和有效性。
    開展能力驗證活動，可為評價實驗室出具數據的可靠性和有效性提供客觀依據。通過實驗室間比對的能力驗證，認可機構可以確定實驗室檢測的能力，達到有效監控實驗室能力的維持情況；還可以通過實驗室間比對來識別實驗室間的差異；可以發現實驗室在檢驗工作中存在的問題并制定相應的改進方法和糾正措施，進而增強工作信心和增加客戶對實驗室出具檢測數據的信任度。
    因此，無論是對認可機構還是實驗室，科學、有效地運用和組織能力驗證活動，對提高檢測工作的準確性和可靠性以及對產品質量控制都具有重要的意義。
    

二、建筑工程實驗室能力驗證項目的確定

    建筑工程實驗室的主要任務是對用于建筑工程施工現場的建筑材料、建筑構配件以及建筑物整體進行檢驗和測試，為工程質量提供可以量化的產品性能指標。由于建筑工程質量檢測的項目繁雜、技術涵蓋面廣，而且建筑工程試驗的對象大多數是非勻質性的建筑材料，因而檢驗工作一般具有破壞性，過程無法復現。如鋼筋力學性能檢測須拉斷鋼筋樣品，方可得到檢驗數值；水泥檢測，則是將水泥經過制樣，在其經過一段時間一系列復雜的物理、化學變化后，通過破壞性試驗才能得到各項物理性能指標。
    為了找到一種能夠滿足比對要求的建筑材料，經專家論證，決定首先選水泥物理性能檢測作為能力驗證活動項目。這主要出于兩個方面的考慮:一是水泥的自身產品特點；二是水泥在建筑工程中的特殊地位。水泥是一種散體物質，相對來說其均勻性比較容易控制，國家對水泥檢驗也有一系列操作性很強的標準。同時水泥作為建筑工程中最重要的原材料，其質量直接影響到建筑工程質量。國家要求對進入施工現場的水泥必須進行復檢，因此對水泥的檢驗能力也可以說是衡量一個建工實驗室檢驗能力最基本的指標。自2000年六大通用水泥新標準實施以來，我省已連續3年在建筑工程實驗室間開展了水泥物理性能比對的能力驗證活動，比對的參數主要是水泥的物理性能指標:細度、安定性、凝結時間和膠砂強度。
    

三、能力驗證的政策規定

    根據GB/T15483-1999的規定，我們在下發開展水泥比對能力驗證的通知中，將能力驗證的有關政策、規定均作了詳細的說明。通知要求凡是持有計量認證和我省建工實驗技術資質且包含水泥檢測項目的單位必須參加能力驗證活動。對無故不參加能力驗證的單位或在能力驗證結果被判為不滿意或有問題單位的結果處理均作了詳盡的闡述。主要目的是通過能力驗證活動來檢驗我省建筑工程實驗室的水泥檢驗能力，加強對建工實驗室的監督管理，為保證我省建筑工程質量提供科學的依據。
    

四、能力驗證的實施

    在全省200多家建工實驗室間開展水泥物理性能檢測比對能力驗證活動，是一項相當復雜的系統工程，為了保證能力驗證活動的順利開展，保證能力驗證結果的科學性和公正性，我們在廣泛聽取業內專家意見的基礎上，對能力驗證活動的每個環節進行了周密的部署，制定了詳細的能力驗證程序文件和作業指導書，并在整個能力驗證活動中大量采用計算機信息化管理技術。通過3年的實踐，我們已經形成了一整套科學、完整、規范的水泥物理性能檢測能力驗證工作程序。在2003年的水泥能力驗證活動中，從樣品領取、數據上報、數據處理到結果評價，全過程實現計算機網絡控制，極大地提高了能力驗證活動的工作效率，增加了工作的科學性、公正性和透明度。
    1.制定能力驗證計劃
    根據對全省建工實驗室管理的需要，組織業內專家制定能力驗證計劃，確定比對項目，制定評價數據結果處理方案，編制程序文件和作業指導書。
    2.通知參加者
    由湖北省質量技術監督局計量認證辦公室和湖北省建筑工程質量安全監督總站聯合向全省建工實驗室下發關于開展水泥物理性能檢測比對的通知，對已獲取建工實驗室資質的單位要求強制性參加。
    3.樣品的準備及分發
    樣品的制備:樣品是由國家認可的水泥能力驗證樣品提供單位提供。根據參加單位的數量準備樣品種類和數量，使用專用容器裝樣，并編上號碼。
    樣品的分發:2003年水泥物理性能檢測比對中，我們首次利用計算機來控制樣品的編號和發放。具體做法是:首先根據參加單位確定編號范圍，然后對每一品種水泥在編號范圍內隨機抽取一定的號碼，同時對各級別實驗室在每品種中的數量進行規定，在樣品發放時，只要輸入實驗室的級別，即可隨機輸出一個號碼，并產生一個惟一性標識。這樣做既可保證各級別實驗室在每一樣品中的比例，又可以避免人為泄密。
    4.勻質性檢驗
    為了保證樣品的均勻性，在樣品發放之前，在每一種樣品中隨機抽取了10個樣品進行勻質性檢驗，確定樣品的勻質性程度是在檢測物品間的差異范圍內，且不會對參加檢測結果的評價產生顯著影響后，才通知發放樣品。
    5.能力驗證過程的控制
    在以前的能力驗證過程中，曾出現少數實驗室相互串通，私下分析比較檢驗數據，然后給出一個結果或者對樣品進行多次檢驗，取其平均值的現象。為了防止和避免少數實驗室相互串通或偽造數據，在2003年的能力驗證計劃中，我們減少了每份樣品中水泥的數量，保證在正確操作的前提下只可以重復一次檢驗(以防止出現例外情況)，同時首次采用了檢測數據網上傳遞、檢驗結果自動分析的管理手段。此外，對檢驗工作和數據上報時間也進行了控制，規定統一的開樣時間和統一的數據上報時間。第一次數據上報為3天。結果出來以后，上報數據包括水泥細度、安定性、凝結時間、3天膠砂強度，上報時間不得超過規定上報時間的8個小時，到時上報系統會自動關閉。28天結果出來后，必須在24小時之內將第二次數據從網上上傳。對沒有按時上報數據的，按未參加處理。這樣，既保證了能力驗證工作的時效性、公正性，也可以提高實驗室的信息化意識。
    6.數據處理和綜合評價
    建筑工程實驗室能力驗證的數據分析通常采用穩健統計法，此法可將極端離群結果平均值、估計值和標準差估計值的影響減至最小。為了消除極端離群值(一組數值中與其他數據的量值極不一致的值)的影響，一般采用中位值(全部數據中排列在中間的數據值)代替平均值，因為在去掉極端值之后，中位值和平均值的重合性一般比較好，對于穩健統計法來說，其公議值(也稱為截斷平均值，就是排除了離群值后所有結果的平均，它表示有50%的數據低于或高于該數值，反映的是中間水平的數值)就是中位值。
    統計方法確定之后，在對實驗室的結果進行評價分析時還需要將統計結果轉換為一個能力統計量，以便于說明并和規定目標進行比對，也就是利用一個數值來說明參加者上報的數值與公議值的偏差。對于定性評價，通常無須計算，而對定量結果分析，通常要用到統計量z比分數。計算公式如下:
    z=(x-X)/s
    式中:x——參加者的結果；X——指定值，即中位值；s——變動性的合適估計值/度量。其值等于標準四分位間距，它等于四分位間距(IQR)乘以一個因子(0.7413)。s值的來源可以分兩種情況，一種是對數據結果呈連續性，結果基本符合正態分布的，按標準四分位間距取值，對數據結果呈分散性分布的，如按定性結果，一般取中位值作為s值。
    利用z分數值進行結果判定的標準:單項評價:|z|≤2:滿意；2<|z|<3:有問題；|z|≥3:不滿意。對單位結果進行綜合評價時，專家會對水泥試驗各項參數的重要性和統計數據進行分析，根據單項參數滿意的數目，用合成z比分數的方法進行綜合評價，綜合評價結果為:滿意、有問題、不滿意。
    7.能力驗證的結果處理
    根據比對文件的規定，對有問題的實驗室要求限期進行整改，整改完畢后提交書面整改報告及相關質量記錄。對連續3年不滿意的單位，暫停其水泥檢驗項目，進行整改后，再組織專家對其檢驗項目能力重新認可。
    

五、結束語

    在連續幾年開展的能力驗證活動中，根據每年的結果分析，我們可以看出全省的整體滿意率呈現逐漸提高的態勢，說明我省水泥檢驗的整體水平在通過幾次能力驗證后已得到了提高。
    為了能更好地開展能力驗證活動，切實提高實驗室的檢測能力，使能力驗證真正成為認可機構評價和管理實驗室的一種客觀技術手段，在每次能力驗證之后，我們都進行改進和完善，使能力驗證的組織水平得到逐步提高。目前，我們正在組織專家對其他建筑材料、工程質量現場檢測、室內環境檢測的能力驗證的方法和計劃進行研究論證，不斷提高建工檢測實驗室能力驗證活動的廣度和深度。