ASTM E177-20
Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- Стандартный №
- ASTM E177-20
- Дата публикации
- 2020
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- Последняя версия
- ASTM E177-20
- сфера применения
-
Анализ основных понятий ASTM E177-20
ASTM E177-20, «Стандартная практика использования терминов, касающихся точности и смещения, в методах испытаний ASTM», — это национальный стандарт США, предоставляющий авторитетные рекомендации по использованию терминов, касающихся точности и смещения, в методах испытаний. Этот стандарт был опубликован 1 октября 2020 года и находится под прямой ответственностью Комитета ASTM E11 по качеству и статистике.
Система определения терминов
Стандарт установил полную терминологическую систему для точности и смещения, основные определения которой включают:
Термин Определение Метод расчета Сценарий применения Принятое опорное значение Согласованное опорное значение для сравнения Теоретическое значение/сертифицированное значение/консенсусное значение Точка отсчета для оценки смещения Точность Соответствие между результатами независимых испытаний при заданных условиях Выражение стандартного отклонения Метод Оценка повторяемости Смещение Разница между ожидаемым значением результата теста и принятым контрольным значением Среднее значение - контрольное значение Оценка систематической погрешности Повторяемость Точность в тех же лабораторных условиях за кратчайшее время sr = 2,8r Внутрилабораторная оценка точности Воспроизводимость Точность между разными лабораториями sR = 2,8R Межлабораторная оценка точности
Углубленный анализ концепции прецизионности
Прецизионность является основным показателем эффективности метода испытаний, который отражает величину случайной погрешности результата испытаний. ASTM E177-20 классифицирует прецизионность по трем уровням: Прецизионность повторяемости (sr) относится к условиям повторяемости, при которых используются один и тот же метод, объект испытаний, лаборатория, оператор и оборудование в течение короткого интервала времени. Стандартное отклонение повторяемости (sr) является стандартным отклонением результатов испытаний в условиях повторяемости. Предел повторяемости (r) рассчитывается как: r = 2,8 × sr. Прецизионность воспроизводимости (sR) относится к условиям воспроизводимости, при которых включены все известные источники вариации: между лабораториями, между операторами и между оборудованием. Стандартное отклонение воспроизводимости (sR) включает как межлабораторную вариацию, так и стандартное отклонение повторяемости. Предел воспроизводимости (R) рассчитывается по формуле: R = 2,8 × sR. Промежуточная прецизионность – это показатель повторяемости и воспроизводимости, включающий многодневную прецизионность при однооператорском исследовании, однодневную прецизионность при многооператорском исследовании и лабораторную прецизионность (прецизионность на месте). Эти показатели прецизионности отражают индивидуальные характеристики лаборатории, а не характеристики метода испытаний.
Связь между смещением и точностью
Смещение является мерой систематической ошибки, в то время как точность — это степень соответствия между результатом теста и принятым опорным значением, которая включает два компонента: случайную ошибку и систематическую ошибку:
Концепция Математическое выражение Влияющие факторы Меры улучшения Смещение E[результат] — опорное значение Систематический компонент ошибки Оптимизация метода, калибровка Точность σ(результат) Случайная составляющая погрешности Управление процессом, обучение Точность √(Смещение² + σ²) Систематическая + Случайная погрешность Общее улучшение качества
Анализ и управление источниками вариации
Источники вариации результатов испытаний сложны и в первую очередь включают в себя:
Факторы оператора
Ясность метода испытаний, полнота и различия в рабочей технике могут влиять на результаты. Стандарт рекомендует проверять ясность метода, наблюдая за операторами, незнакомыми с методом.
Факторы оборудования
Производственные допуски и статус калибровки являются значительными источниками вариации. Стандарт требует предоставления рекомендаций по частоте калибровки для балансировки дрейфа калибровки с вариациями, вызванными частой калибровкой.
Факторы окружающей среды
Факторы окружающей среды, такие как температура, влажность и атмосферное давление, чувствительны ко многим свойствам материалов. Методы испытаний должны быть устойчивы к межлабораторным вариациям.
Факторы выборки
Гетерогенность материала и изменчивость выборки являются неизбежными источниками вариаций. В межлабораторных исследованиях особое внимание следует уделять выбору материалов для получения максимально схожих образцов для испытаний.
Требования к заявлению о точности и смещении
Стандарты ASTM требуют, чтобы все методы испытаний включали заявление о точности и смещении:
Элементы заявления о точности
- Краткое описание процедуры межлабораторных испытаний
- Информация об испытательном материале
- Количество лабораторий
- Количество результатов испытаний для каждого материала в лаборатории
- Стандартное отклонение повторяемости и воспроизводимости
- 95% пределы повторяемости и воспроизводимости
Элементы заявления о смещении
- Информация об известном смещении
- Статус коррекции метода
- Информация о контрольном методе или материале
- Теоретическая основа для оценки максимального смещения
Рекомендации по внедрению стандарта
Руководство по применению в лаборатории
Лаборатории должны: Разработать комплексные процедуры калибровки испытательного оборудования, разработать планы обучения операторов, внедрить меры контроля окружающей среды, установить методы управления образцами и проводить периодические оценки прецизионности.
Рекомендации по разработке метода
Разработчики метода испытаний должны: определить все известные внешние факторы влияния, предоставить полные рабочие инструкции, разработать надежные процедуры испытаний и разработать соответствующие планы оценки прецизионности и смещения.
Методы анализа данных
Рекомендуется использовать ASTM E691 для анализа данных при проектировании межлабораторного исследования, используя анализ компонентов дисперсии для разделения различных источников вариации и создания соответствующей модели прецизионности.
Технологическая эволюция и разработка стандартов
Стандарт ASTM E177 претерпел множество изменений с момента своей первой публикации в 1961 году, что отражало развитие измерительной науки и статистических методов:
- Концептуальная эволюция: от точности к разделению прецизионности и смещения
- Совершенствование методов: стандартизация и нормализация статистических методов
- Расширение области применения: от традиционных испытаний материалов до применения в новых областях
- Международная гармонизация: гармонизация со стандартами ISO
Настоящий стандарт вместе с другими стандартами, такими как ASTM E456, E691, E1488, E2282, E2586 и E2587, составляет полную систему статистической оценки методов испытаний ASTM.
ASTM E177-20 Ссылочный документ
- ASTM E1488 Стандартное руководство по статистическим процедурам, используемым при разработке и применении методов испытаний ASTM
- ASTM E2282 Стандартное руководство по определению результата теста метода тестирования
- ASTM E2586 Стандартная практика расчета и использования базовой статистики
- ASTM E2587 Обычная практика использования контрольных карт в статистическом контроле процесса
- ASTM E456 Стандартная терминология, касающаяся качества и статистики
- ASTM E691 Стандартная практика проведения межлабораторного исследования для определения точности метода испытаний
ASTM E177-20 История
- 2020 ASTM E177-20 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2019 ASTM E177-19 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2014 ASTM E177-14 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2013 ASTM E177-13 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2010 ASTM E177-10 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2008 ASTM E177-08 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2006 ASTM E177-06b Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2006 ASTM E177-06a Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2006 ASTM E177-06 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2004 ASTM E177-04e1 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 2004 ASTM E177-04 Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 1990 ASTM E177-90a(2002) Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
- 1996 ASTM E177-90a(1996) Стандартная практика использования терминов «точность» и «предвзятость» в методах испытаний ASTM
