・６２・ 露天采矿技术 ２０１４年第４期 ＤＯｈ ｌ０．１３２３５￣．ｃｎｋｉ．Ｉｔｅｍ．２０１４．０４．０２２ 格鲁布斯检验法在设备比对试验中的应用 马立爽 （煤科集团沈阳研究院有限公司。辽宁抚顺１１３１２２） 摘要：主要是针对在检测检验工作中，为了保证检测结果的准确度，及时发现设备能力、人员技 术能力上或检测方法上的问题，确保对检测结果能够科学的分析判断。实验室通过有效的能力验 证活动，实验室间比对、设备比对等方式评估实验室内不同的试验设备／仪器对试验结果造成的 影响，并设法加以监控。统计计算方法选用适当与否直接关系到试验结果的评价。格鲁布斯检验 法是剔除异常数据最好的方法。 关键词：能力验证；设备比对；统计计算方法；格鲁布斯检验法 中图分类号：ＴＤ６８７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７１—９８１６（２０１４）０４—００６２—０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｇｒｕｂｂｓ ｔｅｓｔ ｉｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｔｅｓｔ ＭＡ Ｌｉｓｈｕａｎｇ （ｈｉｃａ Ｃｏａｎｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｆｕｓｈｕｎ １１３１２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ ｍａｉｎｌｙ ａｉｍｅｄ ａｔ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｗｏｒｋ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ ｔｉｍｅ￣ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃａｐａｃｉｔｙ，ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｊｕｄｇｍｅｎｔ ｏｆ ｈｅｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｅｓｕｌｒｓ．Ｌａｂｏｒｔａｔｏｒｙ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｔｈｅ ｄｉｆｅｒｅ￣ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ｗｈｉｃｈ ｈａｖｅ ａｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｂｉｌｉｔｙ ｖｅｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ，ｉｎｔｅｒ－ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ，ａｎｄ ｍａｎａｇｅｄ ｔｏ ｍｏｎｉｔｏｒ． ｈｅ ａｐｐｒｏｐｒＴｉａｔｅ ｃｈｏｉｃｅ ｏｆ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｄｉｅｃｔｒｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｇｒｕｂｂｓ ｔｅｓｔ ｉｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｄａｔａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄ：ｐｒｏｆｉｃｉｅｎｃｙ ｔｅｓｔｉｎｇ；ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ；ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ；Ｇｍｈｂｓ ｔｅｓｔ ０引 言 同型号或不同型号的仪器或设备来完成。为了评估 实验室内不同的试验仪器或设备对试验结果造成的 在检测检验工作中，为了保证检测结果的准确 性，及时发现检验设备能力、人员技术能力或检测 方法上的问题，确保检测结果科学有效，确保采取 切合实际的科学有效的改进措施，使技术能力不断 完善。比对试验已成为实验室自我测评的重要有效的 手段。 经常遇到２组或多组检测结果进行比较的情 影响并设法加以控制，通常启动实验室内部设备比 对试验进行。 在一组平行测定的数据中，常会出现个别数据 与其他数据相差较大，但这个数据的保留还是舍弃 会对试验结果的准确性产生非常大的影响。如果能 确系找到引起过失的原因，则坚决舍弃该数值，但如 果找不到确切的原因，随便舍弃一个数据是不科学 况，通常进行的比对试验有实验室间比对，设备比对 或者人员比对等能力验证方式。能力验证是对试验 结果的有效性评价与保障，是实验室内部质量控制 的重要补充。 的，应该通过具体的科学的方法及充分的依据进行 有效的统计计算方法，判断为离群值后才能舍弃【ｌ】。 由于数据的取舍是对过失误差的判断，统计计算方 法选用适当与否直接关系到对试验结果的评价【２＿７】。 ｌ Ｇｒｕｂｂｓ检验法简介 Ｇｒｕｂｂｓ检验法是检验异常值的统计检验方法之 一随着实验室能力的扩展、试验设备的增添及设 备的更新换代，现在同一个试验项目可以用多个相 收稿日期：２０１４一叭一２３ 作者简介：马立爽（１９７９一），女，工程师，现在煤科集团沈 阳研究院有限公司工作，主要从事提升运输产品的技术审查 及产品检验工作。 。以前由于计算量大，且一次只能检出一个异常 值，在剔除离群值时被其他的检验方法所代替。随着 露天采矿技术 ２０１４年第４期 ・６３・ 计算机的广泛应用，Ｇｒｕｂｂｓ检验离群数据的计算可 以用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ来处理，解决了该方法的计算 量大的难题。经过比较，在剔除离群值的统计计算方 法中，格鲁布斯检验法不但适用于一组数据中有一 个或多个可疑值的舍弃，而且对有限次测定均适用。 是测定可疑值的最可靠的检验方法。格鲁布斯检验法 的临界值表有２种：一种是单尾检验，一种为双尾检 验。在实际应用中测试出的数据可疑值可以是最大， 也可以是最小，所以常采用双尾检验的临界值［２１。 假设测量结果服从正态分布。计算出ｒｔ个测量 值的平均值和标准偏差。如计算的统计量大于等于 格鲁布斯检验临界值表中给出的对应置信区间下的 临界值，则判定该值为离群值，舍去。如果计算的统 计量小于格鲁布斯检验临界值表中给出的对应置信 区间下的临界值，则不属于离群值，给予保留。 ２统计分析的设计及能力评价 ２．１统计分析的设计 样品的均匀一致性是进行能力验证的基础。强 度试验是破坏性试验，同一样品无法进行重复试验。 只能通过从完整的有代表性的试样中进行均匀性试 验来选取均匀一致性的样品【 。按照ＣＮＡＳ—ＧＬｏ３ 《能力验证样品均匀性和稳定性评价指南》要求选 择。对每个样品进行单独编号。每个样品按照标准要 求切割成长度为１４０ ｍｍ长。钢丝公称直径为１．００ ｍｍ。选取的拉力试验机分别为ＬＤＷ一１０（Ａ）和 ＬＤＷ一３０（Ｂ）的２台经省计量院检定合格，设备准确 度均为Ｉ级，示值误差为±１．０％的电子拉力试验机 进行比对。试验由有经验的技术人员进行操作。环境 温度为１９．８℃。满足ＧＢ／Ｔ２２８．１—２０１０试验标准要 求。试样为分割样。２台设备同时进行试验。数据经 确认无误后记录。测得的试验原始数据见表１。 ２．２数据的处理 把所测得的数据按照从小到大的顺序进行排 列，排序后的表格见表２。计算出最大值、最小值、平 均值、标准偏差。 计算最大值、最小值、平均值和标准偏差对于用 计算机的Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｅｘｃｅｌ表格来处理是非常的简单 快捷。 首先计算平均值和标准偏差： ∑魁 平均值的计算公式为： ＝ 表１拉力试验原始数据 标准偏差的计算公式为：｜ｓ＝ 注：ｎ为样本数量。 按照公式计算出本次试验中的数据平均值及标 准偏差见表３。 表３试验数据的平均值及标准偏差 通过比较发现，２组数值的中位值相同而平均 值略有不同。可见中位值这个稳健的统计量不受数 ・６４・ 露天采矿技术 ２０１４年第４期 据中离群值的影响。标准偏差是一种度量数据分布 的分散程度的标准，用以衡量数据偏离的程度，标准 偏差越小，这些值偏离平均值就越小。 ２．３确定检验端 Ａ设备对应的最大值与平均值之差０．０２４ ｋＮ， 最小值与平均值之差为０．０３９ ｋＮ；Ｂ设备对应的最 大值与平均值之差为Ｏ．０２４ ｋＮ，最小值与平均值之 差为０．０５６ ｋＮ。先检验差值大的。 ２．４计算 Ｉ， 一Ｉ 根据Ｇｒｕｂｂｓ检验法公式Ｇ『＝ －＿： 。假设Ｂ 设备测量数据中的１．２８为可疑值，那么计算Ｇ“卅、１＝ 量 ＝０．６７５。根据检验的一般情况，我们 将置信度选择９５％的置信区间。查Ｇｒｕｂｂｓ值表得出 Ｇ ８）＝２．６５，将 与Ｇ ．棚比较得出 小于Ｇ表。 说明我们的假设不成立，１．２８这个数值保留。用同 样的方法假设１．３６为可疑值，计算Ｇ肽）＝Ｏ．２８９，同 样小于Ｇ ．１８１＝２．６５。此数据保留。通过计算比较得 出Ｂ设备测出的所有数据均没有离散值。然后计算 Ａ设备的Ｇｆ，得出Ｇ删、）＝０．５５８，Ｇ『（大）＝０．３所有测量 值也均小于Ｇ Ｊ。通过计算和查表得出２台设备的 测量数据均没有离群值即没有过失误差。格鲁布斯 检验法保证了数据统计结果的准确性和有效性。是 进行设备比对这一能力验证的基本统计方法。以便 于进行后续的随机误差和系统误差的检验。格鲁布 斯临界值表（双尾）见表４。 表４ Ｇｒｕｂｂｓ临界值表（双尾） 置信水平 ９５％９９％ ３结语 随着科技的发展，许多新的检验设备和检验手 段在日益完善。处理数据的方法会越来越广泛的得 到关注。在分析试验中，离群值是客观存在的，不能 随意的舍弃或保留，要对可疑数据的来源进行客观 科学的分析。比对试验结果数据的统计分析是做出 比对试验结果评价的基础依据。所以试验结果数据 的统计计算方法的选用是否合适是非常重要的。所 选用的统计计算方法既要与比对试验项目和试验范 围相适应，又能反映出结果数据的差异程度，又能避 免极个别离群数据对整体试验结果的干扰。统计计 算方法选用适当与否直接会关系到试验结果的评 价。可疑值的取舍统计学常用的处理方法有Ｑ检验 法，迪克逊法，格鲁布斯检验法等。通过实际计算比 较，格鲁布斯检验法是剔除异常数据最好的方法。格 鲁布斯检验法既可用于一组测量值的一致性检验和 剔除一组测量中的离群值，又可用于多组测量值的 均值的一致性检验和剔除多组测量中的离群均值。 优点是能将正态分布的２个最重要的参数一平均值 和标准偏差引进来，准确性高。在进行可疑值数据取 舍时要注意：在弃去一个可疑值后，若对下一个可疑 值进行检验，必须重新计算弃去可疑值后剩余数据 的平均值和标准偏差。检验第二个可疑值时，置信水 平要适当提高。可疑值检验的是过失误差，在保证没 有过失误差的基础上再进行随机误差和系统误差的 检验。 参考文献： ［１］雷小平．浅谈可疑数据的取舍方法一格拉布斯法［Ｊ］． 河南建材，２０１１（２）：１６３—１６５； ［２］王钟灵，吴霖生，姜妍妍．如何选用格鲁布斯法的临界 值［Ｊ］．滁州师专学报，２００２（３）：８０—８１； ［３］陈建桦．用数理统计的方法对检测中出现可疑数据的 处理［Ｊ］．家电科技，２ＯＯ８（１）：６２—６４； ［４］周颖红．实验室间比对测试样品选取和数据统计处理 ［Ｊ］．造纸科学与技术，２ＯＯ６（６）：１０３—１０４； ［５］衡俊华，卢尚礼，刘桂森．比对试验数据处理的３种方 法［Ｊ］．金属制品，２００２（６）：３９－４１； ［６］符颖操，罗茜．实验室间比对结果分析统计方法的探 讨［Ｊ］．理化检验一物理分册，２００６（６）：２９５—２９９； ［７］付友宝，杨利，遇方彪．ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ在环境监测数据 处理方面的应用一Ｇｒｕｂｂｓ检验离群数据［Ｊ］．四川环 境，２００４（６）：１０７—１０９．
