目的

許多公司都需要進行風(fēng)險評估，以便采取預(yù)防措施來降低風(fēng)險、防止發(fā)生生產(chǎn)事故。在制藥和半導(dǎo)體行業(yè)，測量的準(zhǔn)確性至關(guān)重要，了解和評估工藝或產(chǎn)品的風(fēng)險因素是生產(chǎn)規(guī)劃和質(zhì)量管理體系的重要組成部分。作為Sievers*品牌分析儀器和耗材的生產(chǎn)供應(yīng)商，我們非常了解儀器和標(biāo)準(zhǔn)品對工藝風(fēng)險評估的重要影響。Sievers產(chǎn)品的測量不確定度都經(jīng)過嚴(yán)格的表征，能夠幫助用戶進行全面性判斷，幫助用戶在工藝風(fēng)險評估中正確使用Sievers產(chǎn)品。本文詳細介紹如何確定Sievers認證標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度，以及Sievers認證標(biāo)準(zhǔn)品如何滿足國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）17034號文件的要求，即《標(biāo)準(zhǔn)品供應(yīng)商能力認可的一般性要求（General Requirements for the Competence of Reference Material Producers）》。

概述

不確定度是指測量結(jié)果值的可能范圍，可被視為測量值不確定性的量化表現(xiàn)。了解不確定度及其對總體質(zhì)量管理體系的影響，對于確保進行正確的風(fēng)險管理和運營決策來說至關(guān)重要。在報告樣品的測量值（例如總有機碳TOC）時，測量值的質(zhì)量和可靠性必須有很高的置信度。用戶必須了解測量系統(tǒng)的不確定度以及造成這些不確定度的原因。造成測量值的總體不確定度的兩大原因是：

●測量儀器的不確定度

●用于校準(zhǔn)或確認測量儀器的經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度

測量儀器的不確定度來自于多種因素，其中包括儀器的精確度、儀器的維護、以及其它環(huán)境條件1。對于經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品來說，必須了解標(biāo)準(zhǔn)品本身的不確定度、該不確定度對其認證值的意義、以及如何解釋標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度對應(yīng)用的影響。在評估測量值的限值范圍以及該范圍對所監(jiān)測的工藝或產(chǎn)品的影響時，必須充分了解經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度，這一點至關(guān)重要。

在評估不同供應(yīng)商的經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品時，必須正確理解供應(yīng)商提供的分析證書上的信息，方能確保符合企業(yè)內(nèi)部要求和當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)要求。不應(yīng)將分析證書上標(biāo)明的經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度當(dāng)作該標(biāo)準(zhǔn)品的實際接受標(biāo)準(zhǔn)。在設(shè)定接受標(biāo)準(zhǔn)時，必須同時考慮標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度和測量儀器所造成的不確定度或偏差。分析證書上標(biāo)明的標(biāo)準(zhǔn)品不確定度，只源自造成該標(biāo)準(zhǔn)品認證值偏差的因素。

以下介紹ISO 17034標(biāo)準(zhǔn)所要求的5個項目，這5個項目構(gòu)成認證標(biāo)準(zhǔn)品的分析證書上標(biāo)明的總體不確定度。本文參照ISO 17034的要求，比較了幾家標(biāo)準(zhǔn)品供應(yīng)商的不確定度。雖然這里討論的是TOC，但同樣的道理也適用于其它認證數(shù)據(jù)，比如電導(dǎo)率。

影響不確定度的因素

ISO 17034是國際標(biāo)準(zhǔn)，定義了對經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品的要求，其中包括總體不確定度（UCRM，Uncertainty of Certified Reference Materials）。ISO文件規(guī)定，在計算每個認證標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度時，都必須包括以下5項2：

?Ults—長期穩(wěn)定性的差異

?Usts—短期穩(wěn)定性的差異

?Uhom—同批標(biāo)準(zhǔn)品的同質(zhì)性差異

?Uchar—標(biāo)準(zhǔn)品制備的差異

?k—包含因子

長期穩(wěn)定性

長期穩(wěn)定性的不確定度（Ults）是指標(biāo)準(zhǔn)品在有效期內(nèi)的TOC變化。TOC標(biāo)準(zhǔn)品會隨著時間而變化，同一批標(biāo)準(zhǔn)品在有效期內(nèi)的不同時間會報告不同的結(jié)果，因此必須量化這種不穩(wěn)定性。這種不穩(wěn)定性通常是導(dǎo)致總體不確定度的最重要因素。影響TOC標(biāo)準(zhǔn)品穩(wěn)定性的因素包括：化學(xué)品的不穩(wěn)定性、使用的防腐劑的不穩(wěn)定性、標(biāo)準(zhǔn)品的儲存條件的差異。

短期穩(wěn)定性

短期穩(wěn)定性的不確定度（Usts）是指標(biāo)準(zhǔn)品在轉(zhuǎn)移過程中的TOC變化。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)品暴露于不同的存儲條件（例如不同的溫度或光照）時，TOC就會發(fā)生變化，因此必須考慮這些短期變化所造成的不確定度。如果標(biāo)準(zhǔn)品的供應(yīng)商能夠提供恰當(dāng)?shù)倪\輸條件，通?？梢院雎源隧棥?

同質(zhì)性

正文同質(zhì)性的不確定度（Uhom）是指同一批次標(biāo)準(zhǔn)品的同質(zhì)性差異，即同一批次的標(biāo)準(zhǔn)品之間的差別4。在計算Uhom時，必須考慮以下兩個因素：“樣品瓶內(nèi)差異（Uwb）”和“樣品瓶間差異（Ubb）”4。對于TOC標(biāo)準(zhǔn)品來說，同一批次的各個樣品瓶之間（Ubb）以及同一個樣品瓶之內(nèi)（Uwb）都有一定的差異，必須充分考慮和量化這種差異。造成TOC標(biāo)準(zhǔn)品的同質(zhì)性差異的因素包括：存儲TOC標(biāo)準(zhǔn)品的容器的清潔度、樣品制備區(qū)的清潔度、確保溶液同質(zhì)性的生產(chǎn)工藝的總體穩(wěn)定性。同質(zhì)性差異也是造成總體不確定度的重要因素，其重要程度取決于企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

表征

表征的不確定度（Uchar）是指在設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)品認證值的過程中所產(chǎn)生的不確定度。對于TOC標(biāo)準(zhǔn)品來說，表征不確定度等于標(biāo)準(zhǔn)品制備工藝的不確定度。造成表征不確定度的因素包括：生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)品的設(shè)備和原料的不確定性、操作人員的技術(shù)不確定性、標(biāo)準(zhǔn)品制備工藝的質(zhì)量和一致性的不確定性。由于經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品的生產(chǎn)商通常會花大力氣來培訓(xùn)技術(shù)熟練的操作人員，來維護高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)品制備設(shè)備，來制定完善的標(biāo)準(zhǔn)品制備工藝，因此表征不確定度對總體不確定度的影響較小。TOC標(biāo)準(zhǔn)品的生產(chǎn)工藝通常使用經(jīng)過校準(zhǔn)的天平和玻璃器皿。ISO 4787或ASTM E438所規(guī)定的高質(zhì)量玻璃器皿的不確定度通常在0.1%至1%之間5。對于典型的TOC標(biāo)準(zhǔn)品制備工藝來說，如果使用經(jīng)過校準(zhǔn)的天平，而且操作人員訓(xùn)練有素，則預(yù)期測量值的表征不確定度估計在0.5%范圍內(nèi)。

包含因子

包含因子（k）為標(biāo)準(zhǔn)品供應(yīng)商報告的總體不確定度提供一定的置信度。包含因子定義了一定比例的標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度范圍。標(biāo)準(zhǔn)品供應(yīng)商根據(jù)想要的置信度來設(shè)定經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品的包含因子。較小的包含因子會產(chǎn)生較小的標(biāo)稱不確定度，但同時也會降低分析證書上標(biāo)明的標(biāo)準(zhǔn)品不確定度范圍的置信度。包含因子通常為2，可以得到約95%的置信度4。

比較供應(yīng)商

我們在比較研究中評估了幾個標(biāo)準(zhǔn)品供應(yīng)商的標(biāo)稱不確定度和實測結(jié)果。如表1所示，Sievers分析儀和供應(yīng)商A的分析證書上所標(biāo)明的不確定度差別很小，而供應(yīng)商B的不確定度就要低得多。這表明他們在不確定度計算中使用了不同的包含因子，供應(yīng)商B的數(shù)據(jù)不符合ISO 17034要求。

表中是各供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)品分析證書上標(biāo)明的不確定度。

比較研究中的數(shù)據(jù)表明，如果使用2作為分析證書中的包含因子，供應(yīng)商B的兩種經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品的實際不確定度就要比表1中所列的不確定度高出約3倍。供應(yīng)商B的長期穩(wěn)定性的實測不確定度（Ults）要高于其分析證書所報告的總體不確定度。關(guān)鍵性的工藝必須有明確定義的和易于理解的不確定度范圍，才能確保將產(chǎn)品控制在這些范圍之內(nèi)。如果標(biāo)準(zhǔn)品制備工藝的不確定度范圍不明確，就會增加工藝風(fēng)險，發(fā)生代價高昂的質(zhì)量偏差。

總結(jié)

在綜合評估工藝的不確定性時，必須將認證標(biāo)準(zhǔn)品的不確定度這個重要因素考慮進去，并且在公司的風(fēng)險管理評估中予以充分重視。Sievers的經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品都經(jīng)過嚴(yán)格的測試和表征，通過了ISO 17034認證。Sievers分析儀致力于提供較優(yōu)產(chǎn)品，產(chǎn)品符合世界的法規(guī)和各個行業(yè)用戶的需求。我們的技術(shù)人員將幫助您分析和解釋如何使Sievers產(chǎn)品的不確定度適用于您的應(yīng)用，使您可以高效、自信地進行操作。如果發(fā)生不合規(guī)的情況，我們會提供《Sievers事故分析報告》，幫助您快速完成事故調(diào)查并降低損失。從儀器和經(jīng)認證標(biāo)準(zhǔn)品，到產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)服務(wù)，Sievers分析儀為您提供最完整的解決方案，確保您的工作成功，并將風(fēng)險降到較低。

參考文獻

1.Joint Committee for Guides in Metrology.(2008,September).Evaluation of Measurement Data-Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement.

2.International Organization for Standardization.(2016).ISO 17034:2016-General Requirements for the Competence of Reference Material Producers.

3.Lensinger,T.P.,Van der Veen,A.M.,&Lamberty,A.(2001).Uncertainty Calculation in the Certification of Reference Materials 3.Stability Study.Accreditation and Quality Assurance,257-263.

4.International Organization for Standardization.(2017).Guide 35-Reference Materials-Guidance for characterization and assessment of homogeneity and stability.Geneva,Switzerland.

5.American Society for Testing and Material.(2018).ASTM E438-Standard Specification for Glasses in Laboratory Apparatus.Conshohocken,PA,USA.

• 總有機碳TOC分析儀標(biāo)準(zhǔn)品廠家

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• SieversM9總有機碳TOC分析儀

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