Tiêu chuẩn TCVN 8245:2009 Nguyên tắc chung và nguyên tắc thống kê trong chứng nhận mẫu chuẩn

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8245:2009

ISO GUIDE 35:2006

MẪU CHUẨN – NGUYÊN TẮC CHUNG VÀ NGUYÊN TẮC THỐNG KÊ TRONG CHỨNG NHẬN

Reference materials – General and statistical principles for certification

Lời nói đầu

TCVN 8245 : 2008 hoàn toàn tương đương với ISO Guide 35 : 2006;

TCVN 8890 : 2001 do Ban Kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 176 Quản lý chất lượng và đảm bảo chất lượng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Việc sản xuất, mô tả đặc trưng và chứng nhận mẫu chuẩn (RM) là hoạt động cơ bản để cải tiến và duy trì hệ thống đo lường nhất quán trên toàn cầu. Như được nêu chi tiết trong ISO Guide 32 và TCVN 8056 (ISO Guide 33), mẫu chuẩn được chứng nhận (CRM) được dùng để hiệu chuẩn, kiểm soát chất lượng và xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp, cũng như để ấn định giá trị cho những vật liệu khác, sau đó cũng có thể trở thành CRM. Hơn nữa, CRM được dùng để duy trì hoặc thiết lập tính liên kết chuẩn tới thang đo quy ước, như là trị số ốc tan, thang đo độ cứng và độ pH. Cuối cùng nhưng không kém quan trọng là các chất tinh khiết được lựa chọn cũng như được dùng để duy trì thang đo nhiệt độ quốc tế.

Đối với những nhà sản xuất CRM, có ba hướng dẫn của ISO hỗ trợ cho việc thiết lập cơ sở vật chất để sản xuất và chứng nhận RM cũng như để đảm bảo chất lượng của CRM sản xuất theo cách này đáp ứng các yêu cầu của người sử dụng cuối cùng. TCVN 7366 (ISO Guide 34) nêu ra các yêu cầu nhà sản xuất CRM phải đáp ứng để chứng tỏ năng lực, trong khi tiêu chuẩn này đưa ra trợ giúp về cách thức đáp ứng những yêu cầu này. Một cách tổng quát tiêu chuẩn này đưa ra các mô hình thử nghiệm tính đồng nhất, thử nghiệm độ ổn định và mô tả đặc trưng của CRM dự kiến. TCVN 7962 (ISO Guide 31) mô tả hình thức và nội dung giấy chứng nhận của CRM.

Tiêu chuẩn này cũng có thể xem như việc áp dụng Hướng dẫn thể hiện độ không đảm bảo đo (GUM) theo tính chất riêng biệt của việc sản xuất CRM. Tiêu chuẩn này việc dẫn tới GUM, khi thích hợp, vì GUM mô tả chi tiết cách đánh giá độ không đảm bảo đo của giá trị đạt được từ phép đo. Tiêu chuẩn này bổ sung cho GUM bằng cách đưa thêm hướng dẫn liên quan đến việc cộng thêm độ không đảm bảo đo do (vẫn còn) tính không đồng nhất và độ không ổn định của lô CRM vào độ không đảm bảo của giá trị tính chất và xác định các thành phần độ không đảm bảo này.

Mặc dù được xây dựng để hỗ trợ thực hiện tốt nhất việc sản xuất và mô tả đặc trưng của RM, nhưng việc sử dụng thiếu thận trọng tiêu chuẩn này khi xem xét các phần cụ thể có thích hợp với CRM riêng biệt hay không vẫn có thể dẫn đến thiết lập sai hoặc không đầy đủ giá trị tính chất của CRM (và độ không đảm bảo của giá trị tính chất). Người sử dụng tiêu chuẩn này cần thấy tiêu chuẩn không thể thay cho “tư duy phê phán, tính trung thực về sở hữu trí tuệ và kỹ năng nghề nghiệp” (GUM:1993, 3.4.8). Chất lượng của CRM “sản phẩm” phụ thuộc nhiều vào những yếu tố này khi sử dụng đúng quy trình và phương pháp.

Để xử lý và diễn đạt chính xác dữ liệu thực nghiệm trong dự án chứng nhận điển hình, cần có hiểu biết đầy đủ về vật liệu và tính chất của vật liệu cũng như phương pháp đo được sử dụng trong suốt quá trình thử nghiệm tính đồng nhất, thử nghiệm đổ ổn định và mô tả đặc trưng vật liệu, cùng với hiểu biết thấu đáo về phương pháp thống kê. Kết hợp với những kỹ năng yêu cầu này làm cho việc sản xuất và chứng nhận RM rất phức tạp. Khó khăn lớn nhất của những dự án này là kết hợp các kỹ năng trên để tiến hành trôi chảy kế hoạch dự án.

Phần lớn nội dung của tiêu chuẩn này có thể áp dụng thích hợp cho việc sản xuất RM. Những yêu cầu như tính liên kết chuẩn của giá trị tính chất, yêu cầu đánh giá đầy đủ độ không đảm bảo đo, trong số các yêu cầu khác, áp dụng cho phần lớn các đặc trưng cả RM phải đáp ứng, ví dụ như chất hiệu chuẩn hoặc phương thức kiểm tra việc thực hiện một phương pháp, hay để ấn định giá trị cho vật liệu khác.

Các tiêu chuẩn và các chất về dược được cơ quan có thẩm quyền về dược điển thiết lập và phân phối theo những nguyên tắc chung của tiêu chuẩn này. Có hướng dẫn cụ thể cho việc sản xuất loại RM này. Tuy nhiên, cần chú ý rằng một phương pháp tiếp cận khác được cơ quan có thẩm quyền về dược điển sử dụng để đưa ra thông tin cho người sử dụng theo giấy chứng nhận về phân tích và thời hạn sử dụng. Độ không đảm bảo của các giá trị ấn định cũng không được nêu ra vì không được phép sử dụng RM quy định trong tài liệu liên quan.

MẪU CHUẨN – NGUYÊN TẮC CHUNG VÀ NGUYÊN TẮC THỐNG KÊ TRONG CHỨNG NHẬN

Reference materials – General and statistical principles for certification

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra các nguyên tắc thống kê nhằm hỗ trợ việc thông hiểu và xây dựng các phương pháp hiệu lực để ấn định giá trị cho các tính chất của mẫu chuẩn, bao gồm đánh giá độ không đảm bảo kèm theo và thiết lập tính liên kết chuẩn đo lường của giá trị. Mẫu chuẩn (RM) phải trải qua tất cả các bước mô tả trong tiêu chuẩn này thường kèm theo một giấy chứng nhận và được gọi là mẫu chuẩn được chứng nhận (CRM). Tiêu chuẩn này rất hữu ích trong việc thiết lập khả năng đầy đủ của CRM như công cụ giúp đảm bảo khả năng so sánh, độ chính xác và tính tương thích của các kết quả đo trong thang đo quốc gia hay quốc tế.

Để có thể so sánh theo thời gian và giữa các quốc gia, các phép đo cần có khả năng liên kết tới các chuẩn thích hợp được công bố. CRM đóng vai trò then chốt trong việc áp dụng khái niệm về tính liên kết chuẩn của các kết quả đo trong hóa học, sinh học, vật lý trong số những ngành khoa học khác liên quan đến vật liệu và/hoặc mẫu. Phòng thí nghiệm sử dụng những CRM này làm chuẩn đo lường dễ dàng thiết lập tính liên kết chuẩn các kết quả đo của mình với chuẩn quốc tế. Giá trị tính chất của CRM có thể được tạo liên kết tới đơn vị SI hoặc các đơn vị quốc tế khác được thống nhất trong suốt quá trình sản xuất. Tiêu chuẩn này diễn giải cách thức xây dựng các phương pháp để thiết lập tốt giá trị tính chất tạo ra sự liên kết tới chuẩn thích hợp được công bố. Tiêu chuẩn bao trùm phạm vi vật liệu (chất nền) rất rộng, từ hỗn hợp khí tới vật liệu sinh học và phạm vi tính chất rộng, từ thành phần hóa học đến tính chất vật lý và miễn dịch.

Phương pháp tiếp cận mô tả trong tiêu chuẩn này không nhằm bao trùm đầy đủ từng khía cạnh của việc sản xuất cũng như thiết lập giá trị tính chất của RM, gồm cả độ không đảm bảo đo kèm theo. Phương pháp tiếp cận nêu trong tiêu chuẩn này có thể được xem như phương pháp tiếp cận theo tiến trình sản xuất và ấn định giá trị của các nhóm RM lớn, nhưng trong trường hợp cụ thể có thể cần những sửa đổi phù hợp. Phương pháp thống kê mô tả bằng ví dụ minh họa các phương pháp tiếp cận đã nêu và giả định, ví dụ dữ liệu có phân bố chuẩn. Đặc biệt khi dữ liệu không được phân bố chuẩn, có thể tham khảo các phương pháp thống kê khác để có được giá trị tính chất và độ không đảm bảo kèm theo hợp lý. Tiêu chuẩn này mô tả việc thiết kế dự án sản xuất CRM theo các khía cạnh chung.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu có ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 8244-1 (ISO 3534-1), Thống kê học – Từ vựng và ký hiệu – Phần 1: Thuật ngữ chung về thống kê và thuật ngữ dùng trong xác suất

ISO Guide 30 Terms and definitions used in connection with reference materials (Thuật ngữ và định nghĩa liên quan đến mẫu chuẩn)

Guide to expression of uncertainty in measurement (Hướng dẫn thể hiện độ không đảm bảo đo) BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, 1993 1)

TCVN 6165, Từ vựng quốc tế về thuật ngữ chung và cơ bản trong đo lường. BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, 1993 2)

CHÚ THÍCH: “Hướng dẫn thể hiện độ không đảm bảo đo” sau đây được gọi tắt là “GUM”, trong đó “Từ vựng quốc tế về thuật ngữ chung và cơ bản trong đo lường” được gọi tắt là “VIM”.

3. Thuật ngữ, định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong TCVN 8244-1 (ISO 3534-1), ISO Guide 30, VIM và các thuật ngữ dưới đây. Ký hiệu sử dụng được nêu trong Điều 4.

3.1. Mẫu chuẩn (reference material)

RM

Vật liệu đủ đồng nhất và ổn định đối với một hoặc nhiều tính chất quy định, được thiết lập phù hợp cho việc sử dụng dự kiến trong quá trình đo.

CHÚ THÍCH 1: RM là một thuật ngữ chung.

CHÚ THÍCH 2: Tính chất có thể là định lượng hay định tính (ví dụ xác định chất hay loại).

CHÚ THÍCH 3: Việc sử dụng có thể bao gồm hiệu chuẩn hệ thống đo, đánh giá thủ tục đo, ấn định giá trị cho vật liệu khác và kiểm soát chất lượng.

CHÚ THÍCH 4: Trong một phép đo, một mẫu chuẩn chỉ có thể chỉ sử dụng cho một mục đích.

3.2. Mẫu chuẩn được chứng nhận (certified reference material)

CRM

Mẫu chuẩn được đặc trưng bằng thủ tục đo có hiệu lực đối với một hay nhiều tính chất quy định cùng với giấy chứng nhận đưa ra giá trị tính chất xác định, độ không đảm bảo đo kèm theo và công bố về tính liên kết chuẩn đo lường.

CHÚ THÍCH 1: Khái niệm về giá trị bao gồm thuộc tính định tính như là thuộc tính vốn có hoặc thuộc tính ấn định. Độ không đảm bảo với mỗi thuộc tính có thể được thể hiện bằng xác suất.

CHÚ THÍCH 2: Thủ tục đo có hiệu lực đối với sản xuất và chứng nhận mẫu chuẩn được nêu trong TCVN 7366 (ISO Guide 34) và tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH 3: TCVN 7962 (ISO Guide 31) đưa ra hướng dẫn về nội dung giấy chứng nhận.

3.3. Giá trị tính chất (property value)

Giá trị (của một mẫu chuẩn) quy cho một đại lượng thể hiện tính chất vật lý, hóa học hay sinh học của mẫu chuẩn (được chứng nhận).

3.4. Mô tả đặc trưng (characterization)

(của một mẫu chuẩn) Quá trình xác định giá trị tính chất của một mẫu chuẩn, là một phần của quá trình chứng nhận.

CHÚ THÍCH 1: Quá trình mô tả đặc trưng đưa ra giá trị cho các tính chất cần định lượng.

CHÚ THÍCH 2: Trong chứng nhận lô, việc mô tả đặc trưng nói tới giá trị tính chất của lô đó.

3.5. Tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói (between-bottle homogeneity)

Độ biến động tính chất của mẫu chuẩn từ đơn vị bao gói này đến đơn vị bao gói khác

CHÚ THÍCH: Thuật ngữ “tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói” được hiểu là áp dụng cho các dạng bao gói khác (ví dụ lọ nhỏ) và các hình dạng vật lý cũng như mẫu thử khác.

3.6. Tính đồng nhất trong cùng đơn vị bao gói (within-bottle homogeneity)

Độ biến động tính chất của mẫu chuẩn trong phạm vi một đơn vị bao gói.

3.7. Trộn (blending)

Việc trộn hai hay nhiều vật liệu nền để có một vật liệu với những tính chất xác định.

3.8. Vật liệu nền (matrix material)

Vật liệu lấy từ tự nhiên, sản xuất công nghiệp hoặc một nguồn khác.

VÍ DỤ: Đất trồng, nước uống, không khí.

3.9. Pha chế (spiking)

Thêm một lượng hợp chất hoặc nguyên tố đã biết vào vật liệu nền.

3.10. Độ định ngắn hạn (short-term stability)

Độ ổn định về một tính chất của mẫu chuẩn trong suốt quá trình vận chuyển ở những điều kiện vận chuyển quy định.

3.11. Độ ổn định dài hạn (long-term stability)

Độ ổn định về một tính chất của mẫu chuẩn ở những điều kiện bảo quản quy định của nhà sản xuất CRM

3.12. Thời gian sử dụng (lifetime)

(của một mẫu chuẩn) Khoảng thời gian mẫu chuẩn có thể sử dụng được.

3.13. Thời hạn sử dụng (shelf time)

(của một RM/CRM) Khoảng thời gian nhà sản xuất đảm bảo độ ổn định của CRM.

CHÚ THÍCH: Thời hạn sử dụng tương đương với thời hạn hiệu lực của giấy chứng nhận, như mô tả trong TCVN 7962 (ISO Guide 31).

4. Ký hiệu

A_i                   số hạng độ chệch (ANOVA)

a          số nhóm (ANOVA)

B_i         số hạng độ chệch (ANOVA)

b          số nhóm con (ANOVA)

ε           số hạng sai số (ANOVA) 3)

k          hệ số phủ

MS       bình phương trung bình (ANOVA)

n          số quan trắc

n_o         số lượng (hiệu quả) phần tử của nhóm (con) (ANOVA)

p          số phòng thí nghiệm trong nghiên cứu phối hợp

s_bb        độ lệch chuẩn của tính (không) đồng nhất giữa các đơn vị bao gói

s_lor        độ lệch chuẩn do không có khả năng lặp lại

s_lts        độ lệch chuẩn của độ (không) ổn định dài hạn

s_r          độ lệch chuẩn lặp lại

s_tab        độ lệch chuẩn, do độ (không) ổn định

s_sts        độ lệch chuẩn của độ (không) ổn định ngắn hạn

s_wb        độ lệch chuẩn trong một đơn vị bao gói

SS        tổng các bình phương (ANOVA)

u_bb        độ không đảm bảo chuẩn đo do tính (không) đồng nhất giữa các đơn vị bao gói

u_char       độ không đảm bảo chuẩn do mô tả đặc trưng

u_CRM      độ không đảm bảo chuẩn của giá trị tính chất

u_lts        độ không đảm bảo chuẩn do độ (không) ổn định dài hạn

u_sts        độ không đảm bảo chuẩn do độ (không) ổn định ngắn hạn

U_CRM     độ không đảm bảo mở rộng của giá trị tính chất

_char­     giá trị tính chất đạt được từ mô tả đặc trưng

_CRM    giá trị tính chất của CRM

δx_bb       số hạng sai số biểu thị tính (không) đồng nhất giữa các đơn vị bao gói

δx_lts       số hạng sai số biểu thị độ (không) ổn định dài hạn

δx_sts      số hạng sai số biểu thị độ (không) ổn định ngắn hạn

_ij        kết quả của phép đo đơn lẻ trong thực nghiệm (ANOVA)

µ          trung bình tổng thể (kỳ vọng)

CHÚ THÍCH 1: Trong một số điều, các ký hiệu được dùng để trình bày phương pháp tiếp cận điển hình để giải quyết vấn đề thống kê trong dự án chứng nhận. Điều này được diễn giải trong phần lời.

CHÚ THÍCH 2: Ký hiệu MS và SS được chấp nhận từ tài liệu khoa học và không tuân theo các quy tắc của ISO về sử dụng ký hiệu. Tuy nhiên để làm rõ, cần đưa ra quy ước trong các tài liệu khoa học cụ thể.

5. Thiết kế dự án chứng nhận

5.1. Khái quát

Quá trình sản xuất CRM yêu cầu hoạch định rất nhiều trước khi thực hiện bất kỳ hành động thực tế nào của dự án. Một phần quan trọng trong hoạch định liên quan tới lượng vật liệu cần thiết, cũng như tới việc thiết kế những nghiên cứu về tính đồng nhất, độ ổn định và mô tả đặc trưng. Việc thiết kế cũng bao gồm lựa chọn phương pháp đo thích hợp cho các nghiên cứu này. Số mẫu cần sản xuất là một tham số rất quan trọng trong quá trình hoạch định. Số lượng mẫu và lượng nguyên liệu thô phụ thuộc vào tất cả những yếu tố này. Trong các điều kiện về thử tính đồng nhất (Điều 7), thử độ ổn định (Điều 8) và mô tả đặc trưng (Điều 9 và 10), sẽ đưa ra hướng dẫn về cách thức hoạch định và triển khai những quá trình này như một phần của dự án chứng nhận. Nghiên cứu khả thi cũng có thể là một phần của kế hoạch dự án.

5.2. Xác định dự án

Việc hoạch định dự án bắt đầu với việc xác định CRM nào cần được sản xuất. Ví dụ điển hình về việc xác định này được nêu như sau:

“việc chuẩn bị một CRM đất trồng bao gồm tập hợp các nguyên tố vi lượng ở các mức hàm lượng liên quan tới hóa phân tích môi trường với độ không đảm bảo kèm theo giá trị được chứng nhận ít hơn hoặc bằng x %”

Định nghĩa này khá bao trùm dự án. Các yếu tố liên quan đối với hóa học môi trường trong từng trường hợp có thể khác nhau, nhưng cũng thu hẹp đáng kể phạm vi vật liệu. Tương tự như vậy, “đất trồng” cũng thu hẹp số lựa chọn đối với chất nền. Trong tất cả các trường hợp, điều quan trọng là phải quy định cần sản xuất cái gì. Trong suốt giai đoạn thiết kế của dự án, có thể quy định cụ thể hơn việc xác định. Cuối cùng, độ không đảm bảo mục tiêu được quy định đảm bảo rằng vật liệu sẽ phù hợp với mục đích sử dụng dự kiến. Ví dụ, độ không đảm bảo kèm theo giá trị của chuẩn hiệu chuẩn cần nhỏ hơn đáng kể so với độ không đảm bảo kèm theo giá trị của vật liệu để xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp phân tích môi trường vi lượng.

Lựa chọn thích hợp “mốc quy chiếu quy định” mà tính liên kết chuẩn của giá trị tính chất được thiết lập là vấn đề chính trong thiết kế; điều này phụ thuộc nhiều vào chuẩn nào sẵn có, chuẩn nào cần thiết với CRM cụ thể để phục vụ cho các phòng thí nghiệm thực hiện các phép đo này một cách thường xuyên và chuẩn nào khả thi về mặt kỹ thuật. Vì các CRM chủ yếu được dùng để tạo ra khả năng liên kết các phép đo sau này, nên việc lựa chọn chuẩn thích hợp là điều thiết yếu với giá trị của CRM được sản xuất, cả về mặt đo lường học lẫn thương mại.

Cũng cần nêu phạm vi sử dụng của CRM. Trong phần lớn các trường hợp, phần xác định dự án cũng bao hàm phạm vi sử dụng, nhưng đôi khi cần nêu rõ ràng hơn. Phạm vi sử dụng không nhất thiết loại trừ việc sử dụng khác, nhưng cần chú ý rằng giấy chứng nhận hay tài liệu cung cấp không (nhất thiết) phải bao trùm việc sử dụng này. Phạm vi sử dụng của RM có thể dựa vào quy định của pháp luật và/hoặc thỏa thuận quốc tế.

5.3. Vấn đề vận chuyển

Trước khi bắt đầu công việc thực tế, điều quan trọng là phải xem xét CRM đã sẵn sàng để vận chuyển theo những quy định hiện hành hay chưa. Nhiều CRM có rủi ro liên quan đến sức khỏe hay an toàn khi con người bị phơi nhiễm trực tiếp với vật liệu. Việc bao gói và ghi nhãn một cách thích hợp là yêu cầu đầu tiên để đáp ứng những quy định đối với việc vận chuyển hàng hóa nguy hiểm (tiềm ẩn). Đôi khi, pháp luật hay những quy định cấm việc vận chuyển vật liệu có những tính chất nhất định (ví dụ vi rút, dịch bệnh), điều này có thể có ý nghĩa là hoàn toàn không thể bán CRM. Nên xem xét tất cả các khía cạnh về vận chuyển và bao gói trước khi bắt đầu dự án chứng nhận thực tế.

5.4. Tập hợp vật liệu ban đầu

Nhiệm vụ đầu tiên trong dự án chứng nhận là có đầy đủ lượng (các) vật liệu ban đầu với những tính chất mong muốn. Đối với vật liệu nền, cần chú ý rằng có thể có các giới hạn đối với tính chất của vật liệu. Một số sự kết hợp vật liệu/tính chất là ít thấy hoặc có thể hiếm khi kết hợp với các tính chất khác. Thường phải có một thỏa thuận. Trong một số trường hợp, kỹ thuật trộn và/hoặc pha có thể giải quyết được vấn đề này.

Lượng vật liệu này cần thiết được xác định theo:

- số mẫu (C)RM cần thiết;

- nhu cầu nghiên cứu khả thi;

- số mẫu cần cho nghiên cứu tính đồng nhất;

- số mẫu cần cho nghiên cứu độ ổn định;

- số mẫu cần thiết để mô tả đặc trưng của CRM dự kiến;

- lượng vật liệu cần cho một phép đo.

Số mẫu yêu cầu cần thiết của một CRM dự kiến là vấn đề mang tính thương mại và cần được hoạch định kỹ lưỡng trước. Một biến số quan trọng là số lượng mẫu gần như được phân phối trong khoảng thời gian sử dụng của CRM. Vì thời gian sử dụng là một hàm của độ ổn định nội tại, nên biến số này cũng ảnh hưởng đến lượng vật liệu thô cần thiết. Ví dụ, nhiều vật liệu vi sinh có độ ổn định nội tại giới hạn và vì vậy thời gian sử dụng mong muốn ngắn hơn, ví dụ như, thời gian của bùn khô được chứng nhận về nguyên tố vi lượng. Với số lượng mẫu gửi đi mỗi năm bằng nhau, số mẫu cần thiết đối với vật liệu vi sinh nhỏ hơn đối với bùn khô. Mặt khác, với những CRM vi sinh, có thể cần nhiều hơn rất nhiều số mẫu để thử độ ổn định trong (những) năm đầu tiên, hoặc trong toàn bộ thời gian sử dụng của vật liệu.

5.5. Nghiên cứu tính khả thi

Khi có những vấn đề liên quan đến tính khả thi của việc sản xuất và mô tả đặc trưng của một CRM đủ đồng nhất và ổn định, một nghiên cứu tính khả thi có thể được xem xét (xem tài liệu tham khảo [11]). Ví dụ, vấn đề liên quan đến cách chuẩn bị mẫu tốt nhất, độ ổn định của vật liệu, hay sự phù hợp với mục đích, có thể minh chứng cho việc đưa nghiên cứu tính khả thi vào trong dự án (xem tài liệu tham khảo [11], [12]). Đôi khi một nghiên cứu tính khả thi được tổ chức để các phòng thí nghiệm có thể tham gia vào việc mô tả đặc trưng để điều chỉnh thiết bị và quy trình của mình. Đối với một nghiên cứu tính khả thi nhằm mô tả đặc trưng, nên có một lô vật liệu khác biệt không đáng kể so với vật liệu sử dụng cho CRM dự kiến.

5.6. Thời gian sử dụng và thời hạn sử dụng yêu cầu

Thời gian sử dụng dự kiến của mẫu chuẩn là một biến số quan trọng trong việc hoạch định dự án chứng nhận. Một tham số liên quan khác về độ ổn định là thời hạn sử dụng của CRM. Tùy thuộc vào bản chất của cơ chế ảnh hưởng đến độ ổn định của vật liệu, có thể thực hiện các hành động khác nhau để cải thiện thời hạn sử dụng và/hoặc thời gian sử dụng. Việc điều chỉnh hoạt tính của nước là một trong những lựa chọn đầu tiên cần xem xét, vì độ khô quá mức hay lượng nước quá cao có thể làm vật liệu mất ổn định. Trong nhiều trường hợp, độ ẩm đóng vai trò then chốt trong cơ chế dẫn đến độ không ổn định của chất nền và/hoặc tham số. Trong những trường hợp khác, việc khử trùng hay diệt khuẩn vật liệu có thể được xem xét nhằm ngăn chặn hoạt động của vi khuẩn. Tuy nhiên, những biện pháp này cũng có thể có ảnh hưởng tiêu cực đến độ ổn định. Thông tin liên quan về độ ổn định và điều kiện bảo quản có thể thấy trong tài liệu khoa học hoặc có thể có được từ những đối tượng sử dụng loại vật liệu (ngành công nghiệp,…) tương tự. Khi chuẩn bị các dung dịch, chất phụ gia có thể làm tăng thời hạn sử dụng và/hoặc thời gian sử dụng. Thời hạn sử dụng vật liệu là một hàm số của điều kiện bảo quản cũng như chất lượng nghiên cứu độ ổn định. Nghiên cứu độ ổn định xác định việc có thể ngoại suy kết quả ở mức độ nào (xem 8.5).

5.7. Chuẩn bị mẫu

5.7.1. Mở đầu

Rất khó có thể đưa ra hướng dẫn chung cho việc chuẩn bị mẫu chuẩn. Điều này đưa ra hướng dẫn về một số khía cạnh cụ thể, nhưng chưa phải là đầy đủ. Đây đơn thuần chỉ là tập hợp các khía cạnh cần xem xét thận trọng, những khía cạnh thường liên quan nhiều tới thành công của một dự án chứng nhận.

5.7.2. Vật liệu tổng hợp

Mẫu chuẩn tổng hợp, như các chất, dung dịch, hỗn hợp khí tinh khiết. được chuẩn bị theo cách thức hoàn toàn khác với phần lớn các mẫu chuẩn chất nền. Để chuẩn bị chất tinh khiết, có thể cần các kỹ thuật tinh chế để giảm lượng tạp chất. Việc lựa chọn những kỹ thuật này phụ thuộc vào thành phần chính quan tâm và có thể bao gồm kỹ thuật chưng cất và/hoặc kết tinh. Sau quá trình chia nhỏ (khi chuẩn bị lô CRM), cần xử lý lô như mô tả tại 5.7 đến 5.9.

Nhiều dung dịch và hỗn hợp khí được chuẩn bị bằng phương pháp trọng lượng và thường có thể thiết lập bảng các thành phần độ không đảm bảo cho việc này. Sự tinh khiết (hoặc thành phần) của vật liệu ban đầu được nhập vào mô hình tính toán thành phần của CRM dự kiến, cũng như tính độ không đảm bảo của CRM. Để chuẩn bị lô vật liệu, kỹ thuật đo thể tích cũng được sử dụng rộng rãi. Ở một mức độ nào đó, các phương pháp đo thể tích thường dễ thực hiện hơn, nhưng cũng thường kèm theo độ không đảm bảo lớn hơn trường hợp được chuẩn bị bằng cách phương pháp trọng lượng.

5.7.3. Trộn vật liệu

Có thể xem xét việc trộn hai hay nhiều chất nền khi một giá trị tính chất cụ thể được cho là quá cao hoặc quá thấp. Quá trình được thực hiện tốt nhất với những loại chất nền tương tự nhau, cho dù như thế nào là “loại tương tự” có thể có khác biệt lớn. Để pha trộn tốt, vật liệu cần ở trạng thái sao cho ngăn chặn sự kết tụ các phần tử. Độ ẩm của vật liệu liên quan thường là yếu tố ảnh hưởng vượt trội.
Khi vật liệu là “khí thô”, sự kết tụ thường (nhưng chắc chắn là không phải luôn luôn) mất đi trong quá trình hòa trộn tốt. Điều tương tự cũng đúng với vật liệu dạng bùn. Có một vấn đề tiềm ẩn là nếu sự kết tụ không mất đi trong quá trình hòa trộn. Có thể không tránh được mức độ kết tụ phần tử nhất định. Ví dụ, bột đậu nành vẫn bị dính khi có ít hơn 2 % nước.

Một yêu cầu nữa đối với việc trộn thích hợp các chất nền khác nhau là mật độ và phân bố kích thước phần tử của vật liệu được trộn phải tương tự nhau một cách thỏa đáng và có phân bố đủ hẹp. Điều này sẽ làm giảm đáng kể những nguy cơ chia tách. Với những công nghệ phù hợp và áp dụng đúng việc giảm cỡ phần tử cùng kỹ thuật trộn, thường có thể có được một lô vật liệu với những tính chất về tính đồng nhất và độ ổn định tốt.

Trong trường hợp có nghi ngờ, vật liệu được trộn có thể phải chịu một phép thử nhanh tính đồng nhất, trong đó một số lượng các phần của vật liệu trộn được nghiên cứu về tính đồng nhất của tính chất cần được chứng nhận. Có thể tiến hành nghiên cứu như vậy trên một số lượng nhỏ các phần, nhưng đủ lớn để có thể kết luận về tính đồng nhất. Thông thường cần xem xét 10 phần để đưa ra kết quả có ý nghĩa quyết định việc vật liệu trộn có phù hợp để xử lý tiếp hay không.

5.7.4. Pha chế

Có những trường hợp việc pha chế cần được xem là một phương pháp phù hợp để sản xuất mẫu chuẩn. Những trường hợp này bao gồm chiết xuất từ vật liệu ở trạng thái rắn. Một ví dụ khác là một 3 CRM của PCB trong mỡ lợn trong đó CRM ở nhiệt độ đánh giá ở dạng lỏng. Các ví dụ khác trong đó pha chế là một phương pháp tốt để có được các CRM có tính chất mong muốn là chất lỏng, kim loại và hợp kim, dầu và môi trường làm việc.

Vấn đề chính của việc pha chế là đạt được đủ độ đồng nhất và ổn định của mẫu chuẩn tham gia. Sử dụng phương pháp pha chế thích hợp có thể tạo ra vật liệu đáp ứng yêu cầu về tính đồng nhất và độ ổn định, thậm chí với cả vật liệu ở trạng thái rắn. Ví dụ một phương pháp pha chế thích hợp cho chất rắn là kỹ thuật “làm ẩm sơ bộ”, trong đó thành phần cần pha được hòa tan trong một lượng dung môi thích hợp vừa đủ để làm ẩm hoàn toàn bề mặt của chất rắn. Dung môi cần được chọn sao cho có thể kiểm soát tốc độ bay hơi. Khi tốc độ bay hơi quá cao, mẫu pha có thể lại bị thoát ra ngoài từ các lỗ và khe hở. Trong trường hợp đó, mẫu pha sẽ không đủ dính với bề mặt gây ảnh hưởng đến độ ổn định của vật liệu. Tốc độ bay hơi quá thấp sẽ dẫn đến việc chuyển dịch các thành phần khác nhau trong chất nền hoặc thậm chí là mất đi những thành phần này.

Tuy nhiên, đối với một số nhóm CRM chất nền, rõ ràng việc pha chế là một phương pháp không thích hợp để có được vật liệu với những giá trị mong muốn đối với các tính chất cần được chứng nhận, vì việc này dẫn đến các CRM có biểu hiện hoàn toàn khác với các mẫu bình thường. Theo quy tắc, có thể có khác biệt lớn trong sự liên kết giữa mẫu phân tích lấy từ tự nhiên và mẫu hấp thụ được pha dẫn đến khác biệt trong, ví dụ như, hoạt động chiết xuất. Vì vậy cần kiểm tra sự tương ứng của vật liệu được pha với vật liệu tự nhiên (bị nhiễm bẩn), để tạo ra vật liệu đại diện cho mẫu thực.

5.7.5. Đồng nhất hóa và chia nhỏ

Vật liệu được lấy mẫu thường trải qua một số bước chuẩn bị trước khi trở thành mẫu chuẩn. Những bước cần thiết trong quá trình này gồm: làm khô, giảm kích thước phần tử, sàng lọc, ổn định và chia nhỏ/đóng chai. Trong giai đoạn thiết kế dự án, cần mô tả cặn kẽ việc chuẩn bị mẫu. Ví dụ, có thể chuẩn bị vật liệu được lấy mẫu theo cách vật liệu có thể được đo trực tiếp như phần chiết ra. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp tốt nhất là việc chuẩn bị mẫu cần để vật liệu mẫu ở trạng thái ban đầu, mặc dù thông thường kết quả của quá trình chuẩn bị mẫu là làm giảm mức độ không đồng nhất và tăng độ ổn định.

Độ không đảm bảo yêu cầu của giá trị tính chất của RM và thời gian sử dụng đòi hỏi đặt ra yêu cầu về việc lựa chọn kỹ thuật chuẩn bị mẫu. Cần lưu ý là cách thức chuẩn bị mẫu chuẩn tham gia ảnh hưởng tới hiệu quả sử dụng vật liệu. Ví dụ, phân phối rộng rãi chất chiết xuất sẽ làm cho chất chiết xuất không thể kiểm tra được độ chính xác của giai đoạn chiết xuất tại phòng thì nghiệm của khách hàng. Vì vậy cần ghi nhớ mục tiêu của việc chuẩn bị CRM khi quyết định phương thức chuẩn bị vật liệu thô sao cho phù hợp để chứng nhận trong phạm vi sử dụng của CRM.

5.8. Nghiên cứu tính đồng nhất

Nghiên cứu tính đồng nhất rất cần thiết trong những dự án chứng nhận lô để chứng tỏ lô các đơn vị bao gói đủ đồng nhất. Những khía cạnh của đảm bảo chất lượng cũng quan trọng như việc xác định độ biến động giữa các đơn vị bao gói còn lại của lô, đây là thành phần độ không đảm bảo cần tính đến trong ước lượng độ không đảm bảo giá trị tính chất của CRM. Ngay cả khi vật liệu được kỳ vọng là đồng nhất, như trong trường hợp dung dịch thì vẫn cần đánh giá sự không đồng nhất giữa các đơn vị bao gói. Khi xử lý mẫu chuẩn ở trạng thái rắn, gồm đất sét và bùn, cần dự kiến trước việc nghiên cứu tính đồng nhất trong một đơn vị bao gói để xác định số mẫu tối thiểu phải lấy. Theo nguyên tắc, việc nghiên cứu tính đồng nhất này không cộng thêm vào độ không đảm bảo của giá trị tính chất được nghiên cứu. Số lượng mẫu cần lấy thêm phụ thuộc chủ yếu vào việc nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói. Số lượng tối thiểu các đơn vị bao gói được lựa chọn ngẫu nhiên là 10 đến 30, nhưng thường không ít hơn 10.

Có thể xác định số lượng mẫu tối ưu cho nghiên cứu tính đồng nhất bằng kỹ thuật thiết kế có sự hỗ trợ của phương pháp thống kê. Các phương pháp này thường đưa vào xem xét việc không có khả năng phát hiện bất kỳ sự không đồng nhất nào, ví dụ do độ không đảm bảo của phép đo. Hơn nữa, số lượng đơn vị bao gói phụ thuộc vào cỡ lô, sao cho số lượng mẫu lấy từ lô có thể được xem là “đại diện” của toàn bộ lô. Yêu cầu này cần cân đối với độ không đảm bảo đo, (trong điều kiện lặp lại) là hàm số của độ lệch chuẩn lặp lại của phép đo và số lần lặp. Kỹ thuật thống kê nêu trên có thể có ích trong việc cân đối số lượng đơn vị bao gói và số lần lặp lại sao cho lựa chọn được phương pháp tiếp cận tốt nhất.

5.9. Nghiên cứu độ ổn định

Việc thử độ ổn định nhằm xác định độ không ổn định còn lại của RM tham gia sau khi chuẩn bị, hoặc xác nhận độ ổn định của vật liệu. Thậm chí những vật liệu “ổn định” vẫn có thể thể hiện sự không ổn định đối với một hay nhiều giá trị tính chất. Sự khác biệt được lập giữa độ ổn định trong điều kiện quy định về

- bảo quản (độ ổn định dài hạn), và

- vận chuyển.

Cũng như trong trường hợp nghiên cứu tính đồng nhất, khía cạnh đảm bảo chất lượng cũng quan trọng như việc xác định bảng các thành phần độ không đảm bảo do ảnh hưởng của độ không ổn định. Độ ổn định dài hạn liên quan đến độ không ổn định còn lại của giá trị tính chất của CRM trong những điều kiện bảo quản quy định. Vì vậy điều quan trọng là phải quy định những điều kiện này một cách phù hợp và phải nghiên cứu độ ổn định của vật liệu trong cùng các điều kiện đó. Cần chọn nhiệt độ chuẩn sao cho có thể chắc chắn là vật liệu ổn định tại nhiệt độ đó. Nhiều mẫu chuẩn sinh học và môi trường thể hiện mức độ không ổn định nào đó, cho dù đã có những nỗ lực trong việc xác định điều kiện bảo quản tối ưu. Lý tưởng là điều kiện vận chuyển được chọn sao cho độ không ổn định của vật liệu trong suốt quá trình vận chuyển không vượt quá độ không ổn định của vật liệu tại nơi lưu giữ của nhà sản xuất. Vì vậy độ không ổn định ngắn hạn chỉ là một thành phần độ không đảm bảo khi độ ổn định của CRM bị ảnh hưởng bởi các điều kiện vận chuyển quy định (ví dụ từ nhà sản xuất đến người sử dụng) vượt quá quy định về điều kiện bảo quản.

Nghiên cứu độ ổn định ngắn hạn thường được thực hiện ở các nhiệt độ khác nhau, để nghiên cứu tác động của các nhiệt độ khác nhau tới tính chất vật liệu. Nhiệt độ của mẫu có thể thay đổi trong quá trình vận chuyển từ - 50 ^oC lên đến 70 ^oC, tùy thuộc vào dạng bao gói và phương thức vận chuyển. Dựa vào những tác động quan sát được, có thể xác định điều kiện vận chuyển và đưa ra chỉ dẫn về bao gói giúp loại bỏ mọi tác động không mong muốn. Thông thường, một nghiên cứu độ ổn định ngắn hạn mất 1 đến 2 tháng, nhưng cũng có thể kéo dài hơn nếu xác định đồng thời cả điều kiện bảo quản tối ưu.

Nghiên cứu độ không ổn định đòi hỏi số lượng đáng kể các đơn vị bao gói. Tại mỗi thời điểm, tốt nhất là cần sẵn có hơn một đơn vị bao gói. Vì phần lớn các nghiên cứu độ ổn định dài hạn thường kéo dài từ 24 đến 36 tháng và thường có 5 hoặc 6 thời điểm, nên cần ít nhất 10 đến 12 đơn vị bao gói cho mỗi mức nhiệt độ. Khi việc thiết kế dự báo trước nhiều mức nhiệt độ khác nhau thì số đơn vị bao gói cũng cần tăng lên tương ứng. Đối với nghiên cứu độ ổn định ngắn hạn, thường sử dụng 3 đến 5 thời điểm trong 2 tuần. Cũng lập luận tương tự như đối với nghiên cứu độ ổn định dài hạn, trong nghiên cứu độ ổn định ngắn hạn cần từ 6 đến 10 đơn vị bao gói cho mỗi mức nhiệt độ. Tính không đồng nhất của vật liệu cũng sẽ ảnh hưởng tới số đơn vị bao gói cần để thử độ ổn định. Nếu vật liệu không đồng nhất, sẽ thuận lợi khi tiến hành xác định riêng lẻ trên nhiều đơn vị bao gói hơn là xác định lặp lại với số ít các đơn vị bao gói.

Phương pháp ưu tiên để tiến hành thử nghiên cứu độ ổn định trong chứng nhận lô là làm việc trong những điều kiện lặp lại. Ngược lại, độ không đảm bảo ước lượng do độ không ổn định tăng lên không đáng kể vì những tác động tái lập lên các kết quả trong quá trình thử nghiệm độ ổn định. Có thể làm việc trong những điều kiện lặp lại bằng cách sử dụng thiết kế đẳng thời (xem tài liệu tham khảo [13]). Tất cả các mẫu được giữ ở nhiệt độ quy chiếu, tại đó giả định rằng không phải gặp phải một sự không ổn định nào (không nhất thiết là nhiệt độ bảo quản dự kiến). Các mẫu phải giữ ở nhiệt độ thử trong nghiên cứu độ ổn định và được duy trì ở mức nhiệt độ này tới khi tất cả các mẫu được đo. Thời điểm được xác định theo thời gian trôi qua từ khi mẫu được đặt ở nhiệt độ thử tới khi đo xong.

Đối với phương thức truyền thống (xem 8.2), cần lựa chọn phương pháp đo có những tính chất tái lập tốt. Vì việc duy trì tốt khả năng tái lập của phương pháp đo khó khăn hơn đáng kể so với duy trì độ tái lập tốt trong quá trình thực nghiệm riêng lẻ, nên thiết kế đẳng thời thuận lợi hơn thiết kế cổ điển. Ngoài khía cạnh này, trong mọi trường hợp độ không đảm bảo khi đánh giá bằng thiết kế cổ điển đều lớn hơn trong trường hợp đẳng thời, tức là thời gian sử dụng có thể có được từ nghiên cứu độ ổn định đẳng thời (với độ không đảm bảo cho trước) sẽ dài hơn so với nghiên cứu độ ổn định sử dụng phương thức cổ điển. Ưu điểm này bù đắp tốt những nhược điểm của việc không có dữ liệu trong suốt nghiên cứu độ ổn định, đặc biệt là với những phương pháp có độ lặp lại và độ tái lập (tương đối) kém. Nếu yêu cầu có dữ liệu trung gian cần thực hiện các phép đo đó một cách độc lập với nghiên cứu độ ổn định đẳng thời. Khi chứng nhận vật mẫu riêng lẻ thì không có sự lựa chọn nào khác ngoài phương thức cổ điển.

Thiết kế thí nghiệm cho nghiên cứu độ ổn định, bao gồm xác định số thời điểm tối ưu và số mẫu trong đó, có thể dựa vào thiết kế thống kê, ví dụ như đánh giá việc phương pháp đo không thể phát hiện được sự không ổn định. Hơn nữa, mô hình thực nghiệm được dùng trong phần lớn các nghiên cứu độ ổn định, do vậy số thời điểm cần đủ lớn để có thể đánh giá đúng đắn sự phù hợp của mô hình. Ví dụ, mô hình tuyến tính có hai tham số (hệ số chặn và độ dốc), cần ít nhất 3 hoặc 4 điểm, nhưng thường thì nhiều thời điểm hơn sẽ có đánh giá chính xác hơn. Với những mô hình có nhiều tham số hơn, số điểm (theo thời gian) trong nghiên cứu độ ổn định cần tăng lên tương ứng.

5.10. Lựa chọn phương pháp đo

Phương pháp đo dùng để nghiên cứu tính đồng nhất cần có độ tái lập và tính chọn lọc cực tốt. Với một nghiên cứu độ ổn định trong đó các mẫu được đo vào những ngày khác nhau, độ chọn lọc và tái lập của phương pháp đo là quan trọng hàng đầu. Vì vậy, phương pháp để nghiên cứu tính đồng nhất và độ ổn định không nhất thiết phải giống nhau. Sẽ không có vấn đề gì miễn là kết quả của các nghiên cứu tính đồng nhất, độ ổn định và mô tả đặc trưng có khả năng liên kết tới mốc quy chiếu chung được thiết lập. Mốc quy chiếu này có thể là một vật liệu phù hợp để đánh giá các phép hiệu chuẩn khác nhau hay kết quả từ các phương pháp đo khác nhau. Việc đảm bảo tính liên kết chuẩn của tất cả các phép đo trong dự án chứng nhận là một yêu cầu quan trọng (ví dụ, xem TCVN 7366 (ISO Guide 34) và Tài liệu tham khảo [14]).

Đối với việc mô tả đặc trưng của mẫu chuẩn được tham gia, đặc biệt trong trường hợp mẫu chuẩn là chất nền, việc sử dụng nhiều phương pháp khác cũng như nhiều phòng thí nghiệm thường rất được mong đợi. Cả phương pháp cũng như năng lực của phòng thí nghiệm thường rất cần chứng tỏ “đạt được trình độ tiên tiến” và các phòng thí nghiệm cần có khả năng tạo ra sự liên kết phép đo tới các mốc quy chiếu xác định trong thiết kế của dự án.

Việc mô tả đặc trưng của mẫu chuẩn tham gia có thể tiến hành theo nhiều cách. Có hai phương pháp tiếp cận chính:

a) mô tả đặc trưng bằng một phương pháp, và

b) mô tả đặc trưng bằng nhiều phương pháp và/hoặc nhiều phòng thí nghiệm.

Phương pháp tiếp cận b) bao gồm việc thiết lập theo thực nghiệm được biết đến như nghiên cứu hay thử nghiệm phối hợp. Cả hai tên gọi đều củng cố cho nỗ lực chung của điều phối viên và các bên bên tham gia để mô tả đặc trưng của mẫu chuẩn. Trong mọi trường hợp, thủ tục đo dùng trong mô tả đặc trưng cần được tạo khả năng liên kết tới “mốc quy chiếu công bố”, tốt nhất là liên kết tới đơn vị SI. Khía cạnh tính liên kết chuẩn của kết quả đo vượt ra ngoài giới hạn các phép đo thực tế; nó cũng bao gồm cả việc biến đổi mẫu. Biến đổi mẫu có nghĩa là chuyển đổi vật liệu (hoặc vật mẫu) từ một trạng thái (vật lý, hóa học) sang một trạng thái khác. Những ví dụ về việc biến đổi mẫu bao gồm phá hủy mẫu và lấy ra những mẫu nhỏ cần đo.

Cuối cùng, cần kết hợp các phép đo trong nghiên cứu tính đồng nhất, nghiên cứu độ ổn định và mô tả đặc trưng của vật liệu nhằm có được một ước lượng đúng đắn cho giá trị tính chất và độ không đảm bảo chuẩn của giá trị tính chất. Yêu cầu đối với dữ liệu là phải được quy chiếu theo cùng một “thang đo”; nghĩa là tất cả các phép đo được thực hiện bằng thiết bị được hiệu chuẩn và kết quả của các phép hiệu chuẩn này có thể so sánh được với nhau. Đặc biệt, nếu có nhiều phòng thí nghiệm tham gia, có thể dùng một số loại chất, hỗn hợp hay dung dịch chuẩn để xác nhận mức độ thống nhất giữa các phép hiệu chuẩn. Khía cạnh này một phần là vấn đề xác định các chuẩn thích hợp và do đó thiết lập tính liên kết chuẩn đo lường, một phần là khả năng chứng tỏ hiệu lực và khả năng so sánh của các kết quả đạt được trong những giai đoạn khác nhau của dự án.

5.11. Chứng nhận

Điều 11 mô tả việc chứng nhận CRM.

5.12. Tóm tắt thiết kế dự án

Tóm lại, việc chuẩn bị mẫu chuẩn bao gồm các bước sau:

a) xác định mẫu chuẩn, nghĩa là chất nền, các tính chất được chứng nhận và các mức được mong đợi của những tính chất này, cũng như mức độ không đảm bảo mong muốn;

b) thiết kế quy trình lấy mẫu;

c) thiết kế thủ tục chuẩn bị mẫu;

d) lựa chọn phương pháp đo thích hợp cho thử nghiệm tính đồng nhất và độ ổn định;

e) thiết kế mô tả đặc trưng của mẫu chuẩn;

f) lấy mẫu;

g) chuẩn bị mẫu;

h) lựa chọn phương pháp phù hợp để mô tả đặc trưng;

i) thử tính đồng nhất;

j) thử độ ổn định;

k) mô tả đặc trưng của mẫu chuẩn;

l) kết hợp kết quả từ phép thử tính đồng nhất, thử độ ổn định và mô tả đặc trưng, bao gồm cả đánh giá đầy đủ độ không đảm bảo đo;

m) thiết kế giấy chứng nhận và, khi thích hợp, báo cáo chứng nhận.

6. Đánh giá độ không đảm bảo đo

6.1. Cơ sở đánh giá độ không đảm bảo giá trị tính chất của (C)RM

GUM là cơ sở cho mọi đánh giá về độ không đảm bảo đo. Phần lớn các dự án dẫn tới một CRM có thể được đánh giá qua phương pháp nêu trong Điều 8 của GUM:1993. Đối với một CRM, có thể tóm tắt thủ tục này như sau:

a) Diễn tả mối quan hệ giữa giá trị tính chất được chứng nhận và tất cả các đại lượng đầu vào mà giá trị tính chất phụ thuộc về mặt toán học. Mối quan hệ này cần được bao gồm tất cả các đại lượng có thể góp phần đáng kể vào độ không đảm bảo của giá trị tính chất và được gọi là mô hình đo.

b) Xác định giá trị cho tất cả các đại lượng đầu vào, dựa vào phân tích thống kê tập hợp dữ liệu hoặc theo những cách khác.

c) Đánh giá độ không đảm bảo chuẩn đối với tất cả các đại lượng đầu vào bằng cách sử dụng đánh giá loại A với các đại lượng có được từ phân tích thống kê dữ liệu, hoặc sử dụng đánh giá loại B với tất cả các đại lượng khác.

d) Đánh giá hiệp phương sai giữa mọi đại lượng đầu vào.

e) Tính giá trị tính chất , nghĩa là giá trị của đặc trưng được chứng nhận.

f) Xác định độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp kèm theo giá trị tính chất từ độ không đảm bảo chuẩn và hiệp phương sai của các đại lượng đầu vào, sử dụng công thức lan truyền như được nêu trong Điều 5 của GUM:1993.

g) Xác định hệ số phủ k để có được độ không đảm bảo mở rộng, U, việc này có thể được giả định rằng khoảng [x-U, x+U] bao phủ phần lớn phân bố giá trị có thể quy cho đặc trưng được chứng nhận một cách hợp lý. Việc lựa chọn hệ số phủ cần dựa vào độ tin cậy yêu cầu (thường là 95 %), hàm mật độ xác suất của y và số bậc tự do (khi thích hợp).

h) Giá trị tính chất cần được báo cáo cùng với độ không đảm bảo mở rộng U và hệ số phủ k, theo những khuyến nghị trong TCVN 7962 (ISO Guide 31).

Trong phần lớn các trường hợp, có thể làm theo phương pháp như đã mô tả. Tuy nhiên, có những trường hợp cần lựa chọn các phương pháp tiếp cận khác như được đề cập khác như được đề cập trong GUM. Những trường hợp này gồm:

- trường hợp không có các dạng toán học nào sát với mô hình mô tả mối quan hệ giữa giá trị tính chất và các đại lượng đầu vào, và

- trường hợp phép tính xấp xỉ tuyến tính, đạt được bằng cách áp dụng công thức dùng để tổng hợp và lan truyền độ không đảm bảo, rõ ràng là không có hiệu lực.

Trong những trường hợp này có thể dùng các kỹ thuật thống kê khác, bao gồm phương pháp Monte Carlo hay phương pháp lấy mẫu lại để xác định độ không đảm bảo kèm theo giá trị tính chất của CRM. Với mục đích của tiêu chuẩn này, giả định rằng có thể tuân theo phương pháp tiếp cận đã nêu. Những trường hợp khác cần được xử lý thống nhất theo GUM.

Chi tiết về cách thức đánh giá thành phần riêng của độ không đảm bảo được nêu trong GUM. Trong nhiều trường hợp, có thể xác định thành phần độ không đảm bảo cộng dồn để tận dụng lợi thế của dữ liệu sẵn có, như kết quả của những nghiên cứu giá trị sử dụng nêu trong Chương 7 của tài liệu tham khảo [15].

Những thành phần độ không đảm bảo này cần có hướng dẫn cụ thể về việc đánh giá bao gồm, độ không đảm bảo do các vấn đề về tính không đồng nhất của lô, độ không ổn định dài hạn và ngắn hạn. Việc đánh giá những thành phần độ không đảm bảo này được nêu trong Điều 7 (thử nghiệm tính đồng nhất), Điều 8 (thử nghiệm độ ổn định) của  tiêu chuẩn này. Một số hướng dẫn bổ sung được nêu trong các Điều 9, 10 về đánh giá độ không đảm bảo đo trong xác định tính chất cho lô.

Độ không đảm bảo của giá trị tính chất từ các CRM là vật mẫu riêng lẻ được chứng nhận dựa vào việc hiệu chuẩn riêng lẻ, có thể được thực hiện bằng cách sử dụng những quy trình chuẩn như nêu trong GUM. Tuy nhiên, cần chú ý rằng bảng các thành phần độ không đảm bảo của loại CRM này cũng cần tính đến những tác động của độ ổn định dài hạn.

6.2. Mô hình cơ bản mô tả đặc trưng của lô

Lập mô hình cho một quá trình mô tả đặc trưng để đánh giá độ không đảm bảo không phải là nhiệm vụ hàng ngày cũng không phải là một nhiệm vụ toán học thuần túy. Việc thiết lập mô hình thích hợp đối với giá trị tính chất của một CRM dự kiến cụ thể là một nhiệm vụ phức tạp, cần được thực hiện với sự thận trọng cao để tính toán tất cả các chi tiết liên quan của quy trình phải tuân thủ để sản xuất và chứng nhận vật liệu. Một trong những yêu cầu cơ bản của mô hình này là tất cả các yếu tố có mặt trong đó cần có đóng góp mang ý nghĩa thống kê vào độ không đảm bảo kèm theo giá trị tính chất của CRM. Vì vậy, để hoàn thiện, độ không đảm bảo chuẩn được tổng hợp trong mẫu chuẩn, cần thừa nhận rằng tính đồng nhất và độ không ổn định dài hạn và ngắn hạn đều đóng vai trò quan trọng bên cạnh việc mô tả đặc trưng của lô. Do đó, có thể thể hiện độ không đảm bảo của mẫu chuẩn như sau:

a) độ không đảm bảo của giá trị được chứng nhận như đạt được đối với lô (mô tả đặc trưng);

b) chuyển sang một gói riêng lẻ (tính đồng nhất);

c) như được gửi đi cho khách hàng (độ ổn định ngắn hạn);

d) tại thời điểm bán hàng (độ ổn định dài hạn).

Việc xác định độ không đảm bảo kèm theo giá trị tính chất này của CRM xem xét các yếu tố sau:

e) việc mô tả đặc trưng (kỹ lưỡng) của vật liệu kèm theo độ không đảm bảo;

f) tại một thời điểm người sử dụng sẽ chỉ sử dụng một mẫu (như một quy tắc);

g) vật liệu sẽ được nhà sản xuất/bán hàng lưu kho trong một khoảng thời gian dài hơn;

h) vật liệu phải được vận chuyển tới người sử dụng.

Tất cả những yếu tố này có thể góp phần đáng kể vào độ không đảm bảo kèm theo giá trị ấn định cho đại lượng đo (nghĩa là giá trị được chứng nhận) đối với một CRM. Đánh giá những yếu tố ảnh hưởng này không nằm ngoài các hoạt động thông thường. Đánh giá độ không đảm bảo không được sử dụng để tính toán các tai nạn, sai lỗi, sử dụng sai, vận chuyển không phù hợp,… của CRM. Phương pháp tiếp cận này phù hợp với GUM:1993, 3.4.8.

Có thể biểu diễn mô hình như sau:

                                               (1)

trong đó:

 biểu thị giá trị tính chất;

 biểu thị giá trị tính chất đạt được từ việc mô tả đặc trưng của lô hoặc giá trị đạt được đối với vật mẫu, trong trường hợp mô tả đặc trưng vật mẫu riêng lẻ;

 biểu thị số hạng đo sai số do độ biến động giữa các đơn vị bao gói;

 vàlà số hạng sai số do độ không ổn định dài hạn và ngắn hạn.

Thông thường, các nghiên cứu tính đồng nhất và độ ổn định được thiết kế theo cách thức sao cho giá trị của các số hạng sai số này bằng “không”, nhưng độ không đảm bảo của chúng khác “không”.

Giả sử các biến độc lập, độ không đảm bảo kèm theo giá trị tính chất của CRM có thể biểu diễn như sau:

                                                (2)

sử dụng công thức lan truyền sai số trong GUM:1993, E.8, thành phần độ không đảm bảo u_bb (độ không đảm bảo chuẩn giữa các đơn vị bao gói), u_lts (độ không đảm bảo chuẩn do độ ổn định dài hạn) và u_sts (độ không đảm bảo chuẩn do độ ổn định ngắn hạn) tương ứng với số hạng sai số trong mô hình. Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp kèm theo giá trị tính chất của CRM có thể liên quan đến thời hạn sử dụng của vật liệu (xem Điều 8).

Đôi khi, số hạng độ ổn định dài hạn là một hàm của thời gian, như đối với những mẫu chuẩn được chứng nhận về chất đồng vị phóng xạ. Mô hình dùng để đánh giá độ không đảm bảo kèm theo giá trị tính chất của loại CRM này cần tính toán phù hợp theo sự phụ thuộc về thời gian của giá trị được chứng nhận.

Có thể thấy những khuyến nghị chung về việc lập mô hình đo trong GUM và một số tài liệu bổ sung, ví dụ tài liệu tham khảo [15]. Hướng dẫn cụ thể về lập mô hình và đánh giá dữ liệu được nêu trong các Điều từ 7 đến 10 liên quan đến các bước lập mô hình chủ đạo trong chứng nhận mẫu chuẩn.

Trong một số tình huống, có khả năng bị lệch khỏi mô hình cơ sở đã nêu. Những tình huống này gồm các trường hợp không thực hiện việc vận chuyển mẫu hoặc không tuyên bố rõ ràng rằng độ không đảm bảo trong giấy chứng nhận không bao gồm việc vận chuyển mẫu. Hướng dẫn cụ thể về việc ước lượng các thành phần độ không đảm bảo này được nêu trong Điều 7 (thử tính đồng nhất), Điều 8 (thử độ ổn định), Điều 9 và Điều 10 (xác định giá trị tính chất).

Ví dụ, khi một mẫu nhạy với nhiệt độ đánh giá, luân chuyển trong 6 tuần từ nhà sản xuất tới khách hàng, trong đó nhà sản xuất dự báo trước nhiều nhất là 1 tuần, các tính chất của CRM có thể có những thay đổi nghiêm trọng. Với điều kiện là nhà sản xuất quy định trong giấy chứng nhận hoặc thích hợp hơn là trong tài liệu bổ sung rằng mình được quyền giới hạn một cách thích hợp nghiên cứu độ ổn định trong thời gian ngắn.

6.3. Nguồn gây ra độ không đảm bảo

Ngoài những nguồn gây ra độ không đảm bảo đã nêu, cũng cần đưa vào mô hình những nguồn gây ra độ không đảm bảo thường gặp phải trong quy trình đo. GUM và tài liệu tham khảo [15] đều liệt kê những nguồn gây ra độ không đảm bảo này. Khi xây dựng một mô hình nên theo danh mục chung này để giảm công sức lập ra tất cả các thành phần độ không đảm bảo liên quan. Thông thường, cũng có thể áp dụng phương pháp đo đã được đánh giá về độ không đảm bảo đo và các mô hình có sẵn cho những phương pháp này để đánh giá độ không đảm bảo giá trị tính chất của CRM. Cần chú ý rằng, mọi thay đổi trong một quy trình đo cụ thể cần kèm theo xem xét về mô hình độ không đảm bảo.

Những mô hình độ không đảm bảo của các phương pháp đo thường gồm các thành phần cộng dồn, nghĩa là những thành phần độ không đảm bảo phụ thuộc vào một số yếu tố khác. Các thành phần cộng dồn này có thể dẫn đến hiệp phương sai (xem 6.1), ngay cả khi chúng không xuất hiện khi sử dụng phương pháp đo thông thường. Việc đánh giá hiệp phương sai và tương quan là điều cốt yếu để có ước lượng chính xác về độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp kèm theo giá trị tính chất của CRM. Để thuận lợi cho quá trình phát hiện hiệp phương sai, nên lập thành văn bản các thành phần độ không đảm bảo có trong thành phần độ không đảm bảo cộng dồn. Hệ thống tài liệu này cho phép nhận biết tương đối nhanh những nguồn có thể của hiệp phương sai và tương quan. Trong Phụ lục F của GUM:1993 đưa ra hướng dẫn chi tiết hơn về cách đánh giá hiệp phương sai kết quả.

6.4. Vấn đề đối với hàm phân bố

Phần lớn các kỹ thuật thống kê đòi hỏi những giả định ẩn ý hoặc rõ ràng liên quan đến hàm mật độ xác suất của biến nghiên cứu. Phương pháp tiếp cận của GUM không phải là ngoại lệ, vì tại một điểm nào đó trong quá trình đánh giá, hàm mật độ xác suất sẽ được xác định hoặc giả định. Mô hình sử dụng để chứng nhận mẫu chuẩn cũng không ngoại lệ với nguyên tắc này, vì những mô hình này được lập từ lý thuyết thống kê cơ sở. Những giả định này thường được tạo ra một cách ẩn ý (ví dụ thông qua việc sử dụng ước lượng thống kê cụ thể/kỹ thuật đánh giá loại B) hơn là một cách cụ thể. Ví dụ, nhiều phương pháp thống kê giả định rằng dữ liệu có phân bố chuẩn. Giả định này cũng là cơ sở cho phần lớn các thống kê trong tiêu chuẩn này. Đối với phần lớn dữ liệu từ các phép đo tổng hợp, giả định gần đúng này là hợp lý, trong khi với các phép đo khác như phép tính các số nhỏ thì giả định này không đúng.

Phân tích hồi quy và phân tích phương sai đều dựa trên giả định là dữ liệu phân bố chuẩn. Tuy nhiên, những công cụ thống kê này vẫn áp dụng tốt đối với những dữ liệu có hàm phân bố một mốt, miễn là dữ liệu này dừng để ước lượng phương sai (ví dụ, xem Điều 7,8 Tài liệu tham khảo [21]).

Một vấn đề nghiêm trọng nảy sinh nếu phân bố thực nghiệm của dữ liệu mô tả đặc trưng chỉ ra nhiều giá trị cực đại. Trong trường hợp xấu nhất, điều này có nghĩa là vật liệu không thể được chứng nhận do sự thiếu sự thống nhất giữa các kết quả từ các phòng thí nghiệm và/hoặc từ các các phương pháp đo. Việc ấn định một giá trị tính chất riêng lẻ chỉ có ích nếu có sự thống nhất giữa các phương pháp và/hoặc các phòng thí nghiệm. Có thể xử lý những khác biệt nhỏ bằng cách đưa ra một thành phần độ không đảm bảo bổ sung thích hợp với tác động này. Nếu có sự thống nhất giữa các phòng thí nghiệm về việc sử dụng một phương pháp cụ thể thì có thể xem xét việc chứng nhận phụ thuộc vào phương pháp kéo theo giá trị tính chất phụ thuộc phương pháp. Nếu không đạt được sự thống nhất giữa các phòng thí nghiệm và việc phân nhóm theo phương pháp cũng không giải quyết được vấn đề thì dữ liệu mô tả đặc trưng không phù hợp để thiết lập giá trị tính chất.

6.5. Sử dụng các tỉ số

Ví dụ như trong những nghiên cứu độ ổn định ^[16], có một vấn đề tiềm ẩn khi sử dụng các tỉ số. Cần chú ý rằng tỉ số giữa hai biến phân bố chuẩn không nhất thiết cũng có phân bố chuẩn ^[17], Phân bố thực tế của tỉ số giữa hai biến phụ thuộc vào phân bố của cả hai biến liên quan, cũng như phụ thuộc vào giá trị thực của tham số của những hàm phân bố này. Cụ thể, khi giá trị tính chất có thể bằng không, như trong ví dụ với một phép đo màu, việc sử dụng tỉ số có thể dẫn đến những vấn đề như: tỉ số sẽ theo phân bố Cauchy ^[17]. Phân bố này không có mô men, nghĩa là, ví dụ như, không xác định được phương sai. Hệ quả là không thể đánh giá độ không đảm bảo đo trên cơ sở phân bố xác suất ấn định.

Cũng có thể tối thiểu hóa tác động của các thành phần sai số ngẫu nhiên do phép đo nhờ việc áp dụng đúng quy luật lan truyền độ không đảm bảo; nghĩa là tính cả các số hạng hiệp phương sai  cần thiết giữa hai biến lập nên tỉ số. Việc “giảm độ không đảm bảo” này thường là tác động mong muốn có được thông qua sử dụng tỉ số ^[16]; ưu điểm của việc sử dụng quy luật lan truyền độ không đảm bảo đối với dữ liệu được quan trắc là an toàn với vật mẫu theo hàm phân bố của tỉ số, đồng thời dẫn đến tác động mong muốn về sự “triệt tiêu các thành phần sai số ngẫu nhiên” ^[18].

6.6. Lựa chọn hệ số phủ

Hệ số phủ dùng trong bước g) của phương pháp tiếp cận nêu trong 6.1 được xác định trên cơ sở hàm phân bố giả định cho giá trị tính chất (thường là phân bố chuẩn) và độ tin cậy (thường là 95 %). Hệ quả là hệ số phủ k = 2 thường được ấn định trên cơ sở này (phân bố chuẩn, độ tin cậy là 95 %). Nếu có bậc tự do (hiệu quả) được xem là thấp, có thể sử dụng phân bố-t Student để ấn định hệ số phủ.

Trong trường hợp phân bố ổn định của giá trị tính chất được coi là không đối xứng, như trong trường hợp kết quả của phép tính theo phân bố Poisson, cần đưa ra một khoảng tin cậy là độ không đảm bảo mở rộng và hệ số phủ.

6.7. Chứng nhận lại

Giá trị tính chất thực tế của một CRM có thể biến đổi theo thời gian so với giá trị được chứng nhận. Khi giá trị tính chất của một CRM nằm ngoài phạm vi nêu trong giấy chứng nhận, có hai cách cơ bản để xử lý vấn đề này:

- hủy bỏ CRM/RM, hoặc

- chứng nhận lại vật liệu.

Việc lựa chọn một trong hai phương án trên được dựa vào cả yếu tố kinh tế lẫn kỹ thuật. Yếu tố kỹ thuật đối với việc hủy bỏ có thể bao gồm, ví dụ như, hủy bỏ chất nền hoặc một hay nhiều phần tử của chất nền, đây có thể là kết luận rút ra từ thử nghiệm độ ổn định hoặc theo dõi độ ổn định (xem 8.4). Việc hủy bỏ một CRM trên thị trường có thể được ưu tiên nếu lô cá thể còn lại quá nhỏ để chứng nhận lại.

Việc chứng nhận lại có nghĩa là tiến hành lại (những phần liên quan của) thử nghiệm tính đồng nhất, (các) phép thử độ ổn định và/hoặc mô tả đặc trưng của mẫu chuẩn. Cải tiến khả năng đo lường trong một lĩnh vực cụ thể cũng có thể là lý do của việc chứng nhận lại (nếu khả thi về mặt kinh tế). Vật liệu như được sản xuất có thể vẫn đủ tốt, tuy nhiên cần cải tiến việc thiết lập giá trị tính chất nhằm giảm độ không đảm bảo của giá trị để lại trở nên có ích với người sử dụng CRM.

Một loại chứng nhận lại khác trong thực tế là do có sự thay đổi dần tính chất vật liệu. Một ví dụ về loại chứng nhận lại này là giá trị nhiệt lượng của than đá, giá trị này thay đổi theo thời gian khi than đá được lưu kho trong những điều kiện tốt nhất có thể.

7. Nghiên cứu tính đồng nhất

7.1. Mở đầu

Phần lớn các RM được chuẩn bị theo các lô cá thể (ví dụ chai, lọ hoặc mẫu thử). Bước cuối cùng trong việc chuẩn bị của nhiều RM là sự chia nhỏ thành các cá thể sử dụng. Một tập con của lô các cá thể, thường từ 10 đến 30, được lựa chọn theo chương trình lấy mẫu để nghiên cứu tính đồng nhất. Có nhiều phương pháp khác nhau để lựa chọn mẫu con từ lô (ví dụ, lấy mẫu ngẫu nhiên, lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng hoặc lấy mẫu hệ thống). Chương trình lấy mẫu ngẫu nhiên hoặc lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng lớn được dùng trong thực tế và thường đưa ra một mẫu con có thể được coi là đại diện cho toàn bộ lô. Cũng có thể dùng chương  trình lấy mẫu khi chắc chắn rằng sẽ không phát hiện được tính không đồng nhất trong lô.

Kết quả nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói 4) cung cấp cho việc đánh giá một trong những thành phần của độ không đảm bảo trong mô hình chứng nhận (xem Điều 6). Mức độ của thành phần độ không đảm bảo này có thể khác nhau nhiều, chủ yếu tùy thuộc vào bản chất của RM. Loại phép thử tính đồng nhất này chỉ thích hợp nếu giấy chứng nhận được cấp có giá trị với một lô cá thể.

Loại không đồng nhất quan trọng thứ hai là tính đồng nhất trong một đơn vị bao gói, có thể giảm được đáng kể tác động của loại này bằng việc đưa ra hướng dẫn sử dụng phù hợp. Những hướng dẫn này có thể bao gồm việc trộn lại mẫu và, với những vật liệu dạng hạt, là lượng mẫu tối thiểu phải lấy. Nếu được lấy một cách chính xác thì đây là một phần mẫu kiểm nghiệm nhỏ nhất có thể được xem là đại diện của RM trong phạm vi độ không đảm bảo được chứng nhận.

7.2. Vật liệu

RM được chuẩn bị ở dạng dung dịch hoặc hợp chất tinh khiết (nếu được chứng nhận về độ tinh khiết; chứ không phải về sự không tinh khiết) được mong đợi có độ đồng nhất cao về mặt cơ sở vật lý (nhiệt động lực) vật lý. Tuy nhiên, những vật liệu này cũng có thể thể hiện sự không đồng nhất nào đó, ví dụ như do chênh lệch mật độ hoặc kim loại có chứa bọt khí. Mục tiêu của thử tính đồng nhất với những vật liệu này chủ yếu là phát hiện mọi tạp chất, sự giao thoa hay sự thiếu đồng đều do những vấn đề không được phát hiện trong quá trình chuẩn bị. Trong trường hợp này, một đóng góp dù rất nhỏ nếu không muốn nói là không đáng kể vào độ không đảm bảo đều được mong đợi từ nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói. Thậm chí trong trường hợp này có thể giả định độ đồng nhất hoàn hảo, giả định như vậy cần được xác nhận bằng thực nghiệm qua nghiên cứu tính đồng nhất.

Những vật liệu như bột hỗn hợp, quặng, hợp kim, … không đồng nhất về thành phần cấu tạo tự nhiên. Do vậy, cần phải thử RM được chuẩn bị từ những vật liệu như vậy để đánh giá mức độ không đồng nhất. Mức độ của thành phần độ không đảm bảo do tính không đồng nhất giữa các đơn vị bao gói có thể vẫn nhỏ hoặc thậm chí không đáng kể so với độ không đảm bảo kèm theo, ví dụ như, thử độ ổn định hay mô tả đặc trưng, nhưng trong một số trường hợp không thể tránh được việc thành phần này có cùng mức độ với thành phần độ không đảm bảo từ việc xác định giá trị tính chất (mô tả đặc trưng). Phần lớn phụ thuộc vào những lựa chọn sẵn có trong quá trình chuẩn bị nhằm làm giảm tính không đồng nhất của lô.

7.3. Khái niệm tính đồng nhất

Về lý thuyết, một vật liệu là hoàn toàn đồng nhất đối với đặc trưng đã cho nếu không có sự khác biệt nào giữa những giá trị của đặc trưng này giữa các phần (cá thể) với nhau. Tuy nhiên, trong thực tế, một vật liệu được chấp nhận là đồng nhất đối với đặc trưng đã cho nếu khác biệt về giá trị đặc trưng này giữa các phần (hoặc cá thể) với nhau là không đáng kể khi so sánh thành phần độ không đảm bảo, ví dụ như từ việc mô tả đặc trưng.

Có sự hạn chế về thực nghiệm đối với việc phát hiện tính không đồng nhất của lô (u_bb). Cần thận trọng để không ước lượng thấp thành phần độ không đảm bảo này do những hạn chế phát sinh từ, ví dụ, phương pháp đo. Cụ thể là khi chỉ sẵn có phương pháp với độ lặp lại kém, sẽ có nguy cơ ước lượng thấp như vậy. Hơn nữa, khi có thể, mẫu con được lấy cho phép đo cần đủ lớn sao cho cách lấy mẫu con này không góp phần đáng kể vào độ không đảm bảo đo độ lặp lại của phép đo (xem thêm 7.10).

Điều này chủ yếu giải quyết tính không đồng nhất lớn, vì với phần lớn mẫu chuẩn, loại không đồng nhất này có liên quan nhiều nhất. Tuy nhiên vẫn có những ngoại lệ quan trọng. Ví dụ như trong phân tích bề mặt, mẫu chuẩn có thể là các lớp xốp hay lá kim loại. Đương nhiên, tính không đồng nhất liên quan được xét theo bề mặt chứ không theo hướng vuông góc với bề mặt. Phần lớn các xem xét trong điều này cũng có thể có ý nghĩa với những loại không đồng nhất khác, nhưng hướng dẫn đưa ra cần được so sánh với tài liệu chuyên sâu hơn, bao gồm cả các tiêu chuẩn quốc tế mô tả những phép đo liên quan.

7.4. Thực tế

Lý tưởng là, một RM cần được mô tả đặc trưng về mức độ không đồng nhất cho mỗi đặc trưng quan tâm. Đối với các RM có số lượng tính chất được chứng nhận tương đối lớn, việc đánh giá mức độ không đồng nhất cho tất cả các tính chất có thể là gánh nặng về cả mặt kinh tế lẫn sức lực và trong một số trường hợp, việc đánh giá này là không khả thi. Tuy nhiên, cần thấy rằng chất lượng của RM được sản xuất phụ thuộc (trong số những điều khác) vào việc đánh giá đúng tính không đồng nhất của lô.

Trên thực tế, mức độ không đồng nhất của những RM này có thể chỉ được đánh giá (trong điều kiện nhất định) với một số đặc trưng được chọn ra nếu phương pháp tiếp cận ưu tiên không khả thi. Các đặc trưng này nhất thiết phải được lựa chọn một cách thích hợp trên cơ sở những mối liên hệ hóa học hay vật lý được thiết lập; ví dụ như sự đồng thời đa nguyên tố trong các giai đoạn khoáng chất của một RM dẫn đến giả định hợp lý là RM cũng có mức độ đồng nhất tương tự đối với các nguyên tố không được lựa chọn. Những ví dụ khác trong đó việc giảm các đặc trưng trong nghiên cứu tính đồng nhất có thể gồm than đá nặng, màu nâu, với tính không đồng nhất được phản ánh đúng nhờ hàm lượng tro và/hoặc lưu huỳnh. Đối với những đặc trưng khác, tính đồng nhất của lô thường tốt hơn các đặc trưng này.

Trong mọi trường hợp, cần có thêm bằng chứng về tính đồng nhất của những đặc trưng mà thực nghiệm nghiên cứu tính đồng nhất không đề cập. Bằng chứng này có thể có được, ví dụ như từ các tài liệu khoa học, qua nghiên cứu độ ổn định, hoặc mô tả đặc trưng vật liệu. Vì vậy , bằng chứng có được cần cho phép chuyển định lượng mức độ không đồng nhất quan sát được từ đặc trưng này sang một đặc trưng khác, với đủ bằng chứng mức độ không đồng nhất không bị ước lượng thấp đi.

7.5. Các phép đo

Cần thực hiện các phép đo trong nghiên cứu tính đồng nhất dưới những điều kiện lặp lại (xem TCVN 6910-1 (ISO 5725-1) ^[1] về xác định các điều kiện lặp lại). Hơn nữa, độ lệch chuẩn lặp lại của phương pháp đo cần phải nhỏ. Khi có thể, cần đạt được một trường hợp trong đó độ không đảm bảo kèm theo việc xác định một đơn vị bao gói riêng lẻ  nhỏ hơn đáng kể so với độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp (mong muốn) của việc xác định giá trị tính chất. Trong một số trường hợp điều này là không khả thi và có thể đòi hỏi một phương pháp tiếp cận khác phương pháp nêu trong 7.9 ^[19], thường dẫn đến ước lượng độ không đảm bảo cao hơn.

Cần thực hiện các phép đo sao cho xu hướng (độ trôi) trong các phép đo có thể tách biệt với xu hướng trong lô các mẫu. Điều này có thể đạt được bằng cách đo số phép lặp của mẫu dùng trong nghiên cứu tính đồng nhất theo một thứ tự ngẫu nhiên. Cách khác, thứ tự của mẫu đo cũng có thể được đảo lại giữa các lần lặp như trong ví dụ dưới đây.

VÍ DỤ: Giả sử 10 mẫu được dùng để nghiên cứu tính đồng nhất với 3 lần lặp. Một phương án phù hợp để tiến hành phép đo được đọc như sau:

Lần lặp thứ nhất:           1 – 3 – 5 – 7 – 9 – 2 – 4 – 6 – 8 – 10

Lần lặp thứ hai:             10 – 9 – 8 – 7 – 6  - 5 – 4 – 3 – 2 – 1

Lần lặp thứ ba:              2 – 4 – 6 – 8 – 10 – 1 –  3 – 5 – 7 – 9

Có thể phát hiện ra xu hướng do độ trôi trong các phép đo bằng cách thực hiện phân tích xu hướng dựa trên các kết quả theo trật tự chính xác của phép đo. Cũng có thể phát hiện xu hướng do việc chuẩn bị mẫu bằng cách phân tích giá trị trung bình của đơn vị bao gói như một hàm của dãy số. Vì vậy, quan trọng là dãy số của lô mẫu phải liên quan một cách hợp lý tới quá trình chuẩn bị mẫu và cụ thể là quá trình chia mẫu.

7.6. Chương trình lấy mẫu thống kê hợp lý và phân tích xu hướng

Chương trình lấy mẫu dùng để chọn lọc các đơn vị bao gói (cá thể) cho nghiên cứu tính đồng nhất có thể là ngẫu nhiên, ngẫu nhiên phân tầng hoặc trong một số trường hợp là hệ thống. Cần đưa vào xem xét trong chương trình lấy mẫu những điểm yếu tiềm ẩn của phương pháp chuẩn bị mẫu, từ đó cho phép kiểm tra ngặt lô được chuẩn bị. Trong nhiều trường hợp, khuyến nghị sử dụng việc lấy mẫu phân tầng vì điều này đảm bảo rằng đơn vị bao gói được chọn để nghiên cứu tính đồng nhất được phân bố đồng đều trong toàn bộ lô. Có thể áp dụng những chương trình lấy mẫu hệ thống nếu thực tế không có nguy cơ bỏ sót những tác động hay xu hướng hệ thống lên lô.

Cần tiến hành các phép đo theo cách sử dụng sao cho mọi xu hướng có thể xuất hiện trong mẫu không cản trở bất kỳ xu hướng nào có thể có trong bản thân các phép đo. Trong một chương trình đo có thể đạt được điều này thông qua, ví dụ như, ngẫu nhiên hóa thứ tự của các đơn vị bao gói kết hợp với thay đổi thứ tự đo các mẫu.

Trước khi xác định mức độ không đảm bảo chuẩn về tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói, cần kiểm tra xu hướng của dữ liệu thực nghiệm có được. Trong 8.3.1 đưa ra công thức cơ bản cho việc phân tích xu hướng trong trường hợp nghiên cứu độ ổn định, phương pháp cũng có thể áp dụng cho dữ liệu nghiên cứu tính đồng nhất như là hàm số của đơn vị bao gói. Nếu xuất hiện một xu hướng quan trọng trong các đơn vị bao gói thì lô được sản xuất thường không thích hợp để chứng nhận lô. Cần điều chỉnh xu hướng trong các kết quả đo bất kể đó có mang ý nghĩa thống kê hay không. Phương pháp phân tích xu hướng và nếu cần, phương pháp hiệu chỉnh độ trôi của dụng cụ đo, bao gồm mẫu kiểm soát chất lượng có thể được đưa trực tiếp vào dụng cụ đo. Khi quan sát thấy xu hướng của lô, có thể cần phải thiết kế lại quy trình chia mẫu để loại trừ một cách hiệu quả xu hướng này.

7.7. Đánh giá nghiên cứu tính đồng nhất

Mô hình cơ bản nghiên cứu tính đồng nhất bao gồm i = 1…a đơn vị bao gói và j = 1…n_i­ phép đo có thể thể hiện như sau (ví dụ xem Tài liệu tham khảo từ [20] đến [22]):

                                                          (3)

trong đó là kết quả của một phép đo riêng lẻ trong nghiên cứu tính đồng nhất; µ là kỳ vọng (toán) của là giá trị trung bình chính (trung bình của các giá trị trung bình) lấy khi số phép đo lặp lại tiến đến vô cùng. Nếu các phép đo không chênh lệch, thì µ bằng giá trị thực. Các số hạng A_i và ε_ij là các số hạng sai số về tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói và sai số đo ngẫu nhiên. Phương sai của những số hạng này là phương sai giữa các đơn vị bao gói và phương sai lặp lại tương ứng. Thông thường có thể giả định rằng A_i và ε_ij là độc lập với nhau, nghĩa là tính không đồng nhất giữa các đơn vị bao gói không ảnh hưởng đến độ lặp lại của phép đo hay ngược lại. Hơn nữa, thường cũng có thể giả định rằng biến A_i có phân bố chuẩn, với trung bình bằng không và phương sai là . Tương tự như vậy, thường có thể giả định rằng sai số đo ngẫu nhiên ε_ij là các biến có phân bố chuẩn với trung bình bằng không và phương sai là σ^2[21].

Có thể xây dựng nhiều thiết kế thực nghiệm cho nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói. B.2 mô tả một trường hợp sử dụng phương pháp phân tích phương sai một chiều lồng ghép đầy đủ.

7.8. Nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói

Nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói nhằm xác định độ biến động giữa các đơn vị bao gói. “Nhóm” như mô tả trong điều trên, đại diện cho đơn vị bao gói. Hai cách thiết lập thực nghiệm điển hình cho nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói được thể hiện trong Hình 1 và 2.

Hình 1 – Sơ đồ nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói

Hình 1 thể hiện trường hợp lý tưởng trong đó có thể lấy mẫu con các cá thể và đã được tiến hành. Trong thiết kế này, vì những phần thử nghiệm được lấy từ mỗi mẫu của lô và được biến biến đổi riêng biệt, nên phương sai “giữa các đơn vị bao gói” chỉ bao gồm độ không đảm bảo do phép đo, phép biến đổi và lấy mẫu con. Triển vọng có được ước lượng không chệch độ không đồng nhất của vật liệu là trường hợp lý tưởng.

Hình 2 – Sơ đồ khác về nghiên cứu tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói

(từ tài liệu tham khảo [22])

Hình 2 thể hiện thiết kế với trường hợp trong đó không thể lấy mẫu con của các cá thể hoặc không thực hiện được, ví dụ vì lý do kinh tế. Trong thiết kế này phương sai “giữa các nhóm” bao gồm cả tác động của tính đồng nhất giữa các đơn vị bao gói, cũng như mọi tác động phát sinh từ việc biến đổi mẫu. Phương sai “trong phạm vi nhóm” chỉ bao gồm độ lặp lại của phép đo. Thường chỉ có thể có một phép thử với những phần thử hoặc những mẫu “thử riêng”, nên trong trường hợp này số lần lặp n bằng 1. Trong những trường hợp này, tính đồng nhất trong phạm vi đơn vị bao gói không có ảnh hưởng được tính đến. Trong những trường hợp đó, nếu mẫu cho phép nhiều phép đo sau khi biến đổi, n thường sẽ lớn hơn. Khi n > 1, có thể xử lý dữ liệu bằng phân tích phương sai (xem A.1 và B.2).

(Mời xem tiếp trong file tải về)