科研試驗過程質量控制方法探討

楊吉榮

中國原子能科學研究院 北京 102413

隨著我國社會經濟不斷發展，國家提出了由快速發展向高質量發展的轉變，發展離不開創新，創新過程需要開展各種研究及試驗工作，加強科研試驗過程的質量管控就顯得尤為重要。通常情況下，科研試驗包括確定試驗人員、制定試驗方案、建立試驗裝置、試驗實施、試驗結果檢驗及評價等過程，每個環節出現質量問題都會對試驗結果造成不利影響，必須加強全過程質量控制，確保科研試驗數據的真實性和可靠性。

1 影響科研試驗質量的主要因素

1.1 方案設計

方案設計對科研試驗質量有較大影響，優選方案設計是科研試驗成功的一半，試驗方案應從人、機、料、法、環、測等各個影響試驗質量的方面明確管控措施，并將質量要求融入到試驗各個環節，提高方案設計質量，就是從源頭做好質量策劃，實現保證科研質量的第一步。

1.2 試驗裝置

依據試驗規模大小，試驗裝置的復雜程度也不盡相同，無論是實驗室規模的試驗裝置，還是工程規模的大型科研裝置，終究是科研試驗的硬件主體，試驗裝置的質量是影響試驗結果的重要因素[1]。試驗裝置及相關設備是否達到設計要求，是否滿足科研人員試驗需求，是試驗成功與否的關鍵，必須有相應的質量檢驗手段和質量控制措施。

1.3 試驗實施

在試驗實施環節參試人員是主角，可謂細節決定一切，人員在試驗操作過程中的規范操作、依據方案執行以及對細節的關注程度都將對試驗結果產生較大影響，從原材料檢驗、操作試驗裝置到試驗樣品分析等各個環節必須嚴格按方案執行，精心操作，盡量避免人為因素影響。

1.4 檢驗設備及方法

檢驗設備的符合性及檢驗方法的有效性是試驗數據真實可靠的關鍵，必須保證檢驗設備通過第三方鑒定認證，檢驗方法盡量選用國標或行業標準方法，沒有標準的方法應確保方法的有效性[2]。

2 科研試驗質量控制方法

2.1 制定質量計劃并嚴格執行，保證過程質量受控

依據科研試驗方案及進度安排，制定科研試驗全過程質量計劃，對試驗過程中影響質量的關鍵點進行選點控制，包括試驗方案確定、試驗條件準備、試驗系統搭建、原材料檢驗、關鍵外購成品檢驗、試驗結果驗證等各相關環節，質量計劃的檢查及見證必須由上級課題負責人或管理人員參與，最終由質量監督部門負責督促質量計劃關閉。質量計劃實施過程中，相應的原始數據、文件資料、標準規范及實物依據必須充分，試驗結果應具可追溯性，并嚴格按質量計劃執行。

2.2 加強測量儀器及方法驗證，確保數據可溯源性

分析是科研生產的“眼睛”，科研試驗中大量的試驗數據來自分析檢驗儀器、物理表征儀器以及測量儀表，測量儀器及方法的可靠性將直接影響試驗結果。在國家強制檢定的計量器具目錄內的測量儀表，必須按管理制度要求定期檢定，這也是我們科研人員普遍存在的買來即用的問題。對于常用的分析檢驗設備按照國標或行業標準方法對設備進行定期檢定或校準。然而，科研試驗中往往應用大量高精尖的分析測量設備，有些設備屬于國外進口，該類設備在國內無相應的檢定或校準辦法，需要科研人員研究制定適宜的校準辦法，校準方法必須溯源到相關的標準上，如通過標準樣品或標準物質進行自校準，確保數據可溯源性。也可通過多家比對的方式，統一規范儀器測量規程。

2.3 選擇適宜的數據統計分析方法，確保結論的準確性

統計分析學作為一門學科，其中包含了大量的統計分析方法。通過統計分析，利用統計分析工具將大量雜亂無章的數據進行整理分析，獲得數據的內在規律或相互關系。對于科研工作者而言，試驗數據的統計分析是一項很重要的工作，科研試驗中常用的數據分析方法由聚類分析、因子分析、相關分析、回歸分析、方差分析等，選擇何種統計分析方法與我們所研究事物之間的聯系及需要探索的問題密切相關，必須結合實際情況選擇適宜的數據統計分析，才能找出我們需要探索的規律。如回歸分析，相關系數越高越好，就越能代表數據之間的聯系，但選擇不同的數學模型，其相關性也會產生差異，需要選擇適宜的數學模型。

2.4 加強外購設備的質量控制，保障試驗裝置質量

在國內，一般科研院所或高校都不具備設備加工能力，尤其對于非標的科研試驗設備，由于常有一些特殊的要求，通常尋找專業廠家或單位進行非標定制。對于外購成品設備主要通過審查廠家資質、設備說明書、合格證等相關資料，輔助后續安裝前的測試或單體調試，來判定設備質量[3]。對于非標定制的試驗設備，通過制定詳細的質量計劃進行設備質量控制，包括設備原材料檢驗、過程工藝控制及驗證等。然而，質量計劃只是一種管理手段，重點還是需要加強與承制方的技術交底，明確驗證標準或方法，按照質量計劃及時進行現場見證與審查，共同確保試驗裝置質量。

2.5 利用自動化技術準確采集數據，避免人為因素影響

隨著自動化控制及信息技術的發展，實現數據實時采集、存儲及處理的自動化已不是難事，在縮短數據采集間隔時間的同時，還可以避免人員主觀因素帶來的隨機誤差，但準確采集數據仍需采取一些必要的質量管控措施。簡單來說，我們常用的數字化測溫、測壓元件，在使用過程中就存在零點漂移、信號傳遞偏差、信號干擾等方面的問題，在檢定或校準的基礎上，需要定期其適用性進行檢查確認，確保其狀態正常。還有很多更復雜的在線測量儀器儀表，必須嚴格按程序控制，保證采集數據的準確可靠性。

3 結語

質量控制更多關乎細節問題，采取質量控制措施，使每個過程有策劃、實施、檢查和處置，不斷完善和提高工作水平，這與科研試驗的嚴謹性、客觀性的要求是一致的，加強科研試驗過程中的質量控制是提高科研成果真實有效性的有力保障，我們在重視科研試驗成果的同時，絕不能忽視科研試驗過程中的任何環節，反之可能會影響科研試驗的順利完成。