能力验证活动在建筑工程实验室管理中的应用

湖北省建设工程质量安全监督总站  石世华

    为适应建筑工程检验机构深化改革的需要，评价湖北省建工实验室的检验能力，从2001年至2003年，省质量技术监督局计量认证办公室与湖北省建设工程质量安全监督总站连续3年实施了湖北省建工实验室间的性能比对能力验证，这是我省建工实验室在宣贯执行《评审准则》和GB/T15481-2000《检测和校准实验室能力的通用要求》后，加强检测管理工作的一项重要举措。在能力验证活动中突出了三个特点:一是严格按GB/T15483-1999《利用实验室间比对的能力验证》要求进行；二是数据传递和统计分析采用计算机技术；三是验证结果具有科学性、准确性和公正性。
    

一、能力验证的目的和意义

    认可机构一般通过两种技术手段来评价实验室能力:一是派出评审组按照标准要求对实验室进行现场能力评估；二是通过能力验证来评价实验室的能力。二者结合，互相补充，以确保实验室工作的可信度和有效性。
    开展能力验证活动，可为评价实验室出具数据的可靠性和有效性提供客观依据。通过实验室间比对的能力验证，认可机构可以确定实验室检测的能力，达到有效监控实验室能力的维持情况；还可以通过实验室间比对来识别实验室间的差异；可以发现实验室在检验工作中存在的问题并制定相应的改进方法和纠正措施，进而增强工作信心和增加客户对实验室出具检测数据的信任度。
    因此，无论是对认可机构还是实验室，科学、有效地运用和组织能力验证活动，对提高检测工作的准确性和可靠性以及对产品质量控制都具有重要的意义。
    

二、建筑工程实验室能力验证项目的确定

    建筑工程实验室的主要任务是对用于建筑工程施工现场的建筑材料、建筑构配件以及建筑物整体进行检验和测试，为工程质量提供可以量化的产品性能指标。由于建筑工程质量检测的项目繁杂、技术涵盖面广，而且建筑工程试验的对象大多数是非匀质性的建筑材料，因而检验工作一般具有破坏性，过程无法复现。如钢筋力学性能检测须拉断钢筋样品，方可得到检验数值；水泥检测，则是将水泥经过制样，在其经过一段时间一系列复杂的物理、化学变化后，通过破坏性试验才能得到各项物理性能指标。
    为了找到一种能够满足比对要求的建筑材料，经专家论证，决定首先选水泥物理性能检测作为能力验证活动项目。这主要出于两个方面的考虑:一是水泥的自身产品特点；二是水泥在建筑工程中的特殊地位。水泥是一种散体物质，相对来说其均匀性比较容易控制，国家对水泥检验也有一系列操作性很强的标准。同时水泥作为建筑工程中最重要的原材料，其质量直接影响到建筑工程质量。国家要求对进入施工现场的水泥必须进行复检，因此对水泥的检验能力也可以说是衡量一个建工实验室检验能力最基本的指标。自2000年六大通用水泥新标准实施以来，我省已连续3年在建筑工程实验室间开展了水泥物理性能比对的能力验证活动，比对的参数主要是水泥的物理性能指标:细度、安定性、凝结时间和胶砂强度。
    

三、能力验证的政策规定

    根据GB/T15483-1999的规定，我们在下发开展水泥比对能力验证的通知中，将能力验证的有关政策、规定均作了详细的说明。通知要求凡是持有计量认证和我省建工实验技术资质且包含水泥检测项目的单位必须参加能力验证活动。对无故不参加能力验证的单位或在能力验证结果被判为不满意或有问题单位的结果处理均作了详尽的阐述。主要目的是通过能力验证活动来检验我省建筑工程实验室的水泥检验能力，加强对建工实验室的监督管理，为保证我省建筑工程质量提供科学的依据。
    

四、能力验证的实施

    在全省200多家建工实验室间开展水泥物理性能检测比对能力验证活动，是一项相当复杂的系统工程，为了保证能力验证活动的顺利开展，保证能力验证结果的科学性和公正性，我们在广泛听取业内专家意见的基础上，对能力验证活动的每个环节进行了周密的部署，制定了详细的能力验证程序文件和作业指导书，并在整个能力验证活动中大量采用计算机信息化管理技术。通过3年的实践，我们已经形成了一整套科学、完整、规范的水泥物理性能检测能力验证工作程序。在2003年的水泥能力验证活动中，从样品领取、数据上报、数据处理到结果评价，全过程实现计算机网络控制，极大地提高了能力验证活动的工作效率，增加了工作的科学性、公正性和透明度。
    1.制定能力验证计划
    根据对全省建工实验室管理的需要，组织业内专家制定能力验证计划，确定比对项目，制定评价数据结果处理方案，编制程序文件和作业指导书。
    2.通知参加者
    由湖北省质量技术监督局计量认证办公室和湖北省建筑工程质量安全监督总站联合向全省建工实验室下发关于开展水泥物理性能检测比对的通知，对已获取建工实验室资质的单位要求强制性参加。
    3.样品的准备及分发
    样品的制备:样品是由国家认可的水泥能力验证样品提供单位提供。根据参加单位的数量准备样品种类和数量，使用专用容器装样，并编上号码。
    样品的分发:2003年水泥物理性能检测比对中，我们首次利用计算机来控制样品的编号和发放。具体做法是:首先根据参加单位确定编号范围，然后对每一品种水泥在编号范围内随机抽取一定的号码，同时对各级别实验室在每品种中的数量进行规定，在样品发放时，只要输入实验室的级别，即可随机输出一个号码，并产生一个惟一性标识。这样做既可保证各级别实验室在每一样品中的比例，又可以避免人为泄密。
    4.匀质性检验
    为了保证样品的均匀性，在样品发放之前，在每一种样品中随机抽取了10个样品进行匀质性检验，确定样品的匀质性程度是在检测物品间的差异范围内，且不会对参加检测结果的评价产生显著影响后，才通知发放样品。
    5.能力验证过程的控制
    在以前的能力验证过程中，曾出现少数实验室相互串通，私下分析比较检验数据，然后给出一个结果或者对样品进行多次检验，取其平均值的现象。为了防止和避免少数实验室相互串通或伪造数据，在2003年的能力验证计划中，我们减少了每份样品中水泥的数量，保证在正确操作的前提下只可以重复一次检验(以防止出现例外情况)，同时首次采用了检测数据网上传递、检验结果自动分析的管理手段。此外，对检验工作和数据上报时间也进行了控制，规定统一的开样时间和统一的数据上报时间。第一次数据上报为3天。结果出来以后，上报数据包括水泥细度、安定性、凝结时间、3天胶砂强度，上报时间不得超过规定上报时间的8个小时，到时上报系统会自动关闭。28天结果出来后，必须在24小时之内将第二次数据从网上上传。对没有按时上报数据的，按未参加处理。这样，既保证了能力验证工作的时效性、公正性，也可以提高实验室的信息化意识。
    6.数据处理和综合评价
    建筑工程实验室能力验证的数据分析通常采用稳健统计法，此法可将极端离群结果平均值、估计值和标准差估计值的影响减至最小。为了消除极端离群值(一组数值中与其他数据的量值极不一致的值)的影响，一般采用中位值(全部数据中排列在中间的数据值)代替平均值，因为在去掉极端值之后，中位值和平均值的重合性一般比较好，对于稳健统计法来说，其公议值(也称为截断平均值，就是排除了离群值后所有结果的平均，它表示有50%的数据低于或高于该数值，反映的是中间水平的数值)就是中位值。
    统计方法确定之后，在对实验室的结果进行评价分析时还需要将统计结果转换为一个能力统计量，以便于说明并和规定目标进行比对，也就是利用一个数值来说明参加者上报的数值与公议值的偏差。对于定性评价，通常无须计算，而对定量结果分析，通常要用到统计量z比分数。计算公式如下:
    z=(x-X)/s
    式中:x——参加者的结果；X——指定值，即中位值；s——变动性的合适估计值/度量。其值等于标准四分位间距，它等于四分位间距(IQR)乘以一个因子(0.7413)。s值的来源可以分两种情况，一种是对数据结果呈连续性，结果基本符合正态分布的，按标准四分位间距取值，对数据结果呈分散性分布的，如按定性结果，一般取中位值作为s值。
    利用z分数值进行结果判定的标准:单项评价:|z|≤2:满意；2<|z|<3:有问题；|z|≥3:不满意。对单位结果进行综合评价时，专家会对水泥试验各项参数的重要性和统计数据进行分析，根据单项参数满意的数目，用合成z比分数的方法进行综合评价，综合评价结果为:满意、有问题、不满意。
    7.能力验证的结果处理
    根据比对文件的规定，对有问题的实验室要求限期进行整改，整改完毕后提交书面整改报告及相关质量记录。对连续3年不满意的单位，暂停其水泥检验项目，进行整改后，再组织专家对其检验项目能力重新认可。
    

五、结束语

    在连续几年开展的能力验证活动中，根据每年的结果分析，我们可以看出全省的整体满意率呈现逐渐提高的态势，说明我省水泥检验的整体水平在通过几次能力验证后已得到了提高。
    为了能更好地开展能力验证活动，切实提高实验室的检测能力，使能力验证真正成为认可机构评价和管理实验室的一种客观技术手段，在每次能力验证之后，我们都进行改进和完善，使能力验证的组织水平得到逐步提高。目前，我们正在组织专家对其他建筑材料、工程质量现场检测、室内环境检测的能力验证的方法和计划进行研究论证，不断提高建工检测实验室能力验证活动的广度和深度。