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过程能力指数在化探样品分析质量评估中的应用

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王烨, 陈爱平. 过程能力指数在化探样品分析质量评估中的应用[J]. 岩矿测试, 2013, 32(1): 90-95.
引用本文: 王烨, 陈爱平. 过程能力指数在化探样品分析质量评估中的应用[J]. 岩矿测试, 2013, 32(1): 90-95.
shu
Ye WANG, Ai-ping CHEN. The Application of Process Capability Index in the Quality Assessment for Geochemical Samples Analysis[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(1): 90-95.
Citation: Ye WANG, Ai-ping CHEN. The Application of Process Capability Index in the Quality Assessment for Geochemical Samples Analysis[J]. Rock and Mineral Analysis, 2013, 32(1): 90-95.
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过程能力指数在化探样品分析质量评估中的应用

  • 国土资源部贵金属分析与勘查技术重点实验室，国土资源部郑州矿产资源监督检测中心，河南 郑州 450012

详细信息
    作者简介: 王烨，教授级高级工程师，主要从事岩石矿物测试工作。E-mail:wangyehn@163.com

  • 中图分类号: O213

The Application of Process Capability Index in the Quality Assessment for Geochemical Samples Analysis

  • Key Laboratory of Precious Metals Analysis and Exploration Technology, Ministry of Land and Resources, Zhengzhou Testing and Quality Supervision Center for Geological and Mineral Products, Zhengzhou 450012, China

    摘要
  • 过程能力指数(CPK)是衡量工序能力满足产品质量标准要求程度的量值，CPK越大，产品质量越高，同时考虑到生产加工的经济性，通常将CPK控制在一个可以接受的水平。本研究首次将工业生产常用的过程能力指数方法运用于地矿实验室分析质量评估，通过计算西藏1∶20万罗拉木等两个图幅化探样品中插入的西藏地区沉积物成分分析标准物质(GBW 07320、GBW 07325、GBW 07328)共114个检测项目的过程能力指数，综合评价样品分析数据的整体质量。结果表明，所有检测项目的CPK均大于CPK允许值，Na2O、MgO、Al2O3、SiO2等63个检测项目的CPK< 1.33，Cu、Li、Be、W等47个项目的CPK> 0.67，Th、Ag、Cr、Hg等4个项目的CPK < 0.67。对于过程能力较差的检测项目应列入质量改进计划，如通过能力验证试验、选择合适的标准物质、仪器期间核查、标准化操作、分析技术改进等措施提高分析数据的准确度和稳定性。过程能力指数的应用为化探样品分析测试质量评价提供了一种简便快捷、科学合理的质量评价方法，可为不同检测项目分析方案的合理选择提供依据，同时有效降低实验室经济成本。
    The process capability index (CPK) is the value that measures the degree of process capability to meet the quality standard of products. In the process control, if the CPK is bigger, the product quality is better. Considering the economy of production and processing, the CPK is usually controlled at an acceptable level. In this paper, we firstly applied a process capability index from industry to the quality assessment of analysis in the geological laboratory. The comprehensive evaluation of the overall quality of the samples was obtained through calculating the process of 114 capability indexes of the standard sediments (GBW 07320, GBW 07325 and GBW 07328) with the geochemical samples selected from the two Tibet 1∶200000 Luolamu map. The results show that all the CPK were more than the threshold levels of CPK. In all of the testing items, 63 items′ CPK such as Na2O, MgO, Al2O3 and SiO2 etc, were more than 1.33, 47 items′ CPK such as Cu, Li, Be, W etc were more than 0.67. However, the CPK of Th, Ag, Cr and Hg were less than 0.67. As for the items with poor process capability, the tests for process capability were taken, appropriate standard materials were selected, equipment calibrated, chemical procedures standardized and the measurement methods optimized in order to improve accuracy and stability of the analytical data. The application of process capability index provided a convenient and scientific method for quality evaluation of geochemical sample analysis, which provided the scientific basis to choose analysis plans for different testing items and reduce the cost.
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  • 表 1  过程能力指数CP值的评价参考

    Table 1.  The evaluation of process capability index CP

    CP值的范围 级别 过程能力的评价参考
    CP≥1.67 Ⅰ 过程能力过高(应视具体情况而定)
    1.33≤CP< 1.67 Ⅱ 过程能力充分，表示技术管理能力已很好，应继续维持
    1.00≤CP< 1.33 Ⅲ 过程能力充足，但技术管理能力勉强，应设法提高为Ⅱ级
    0.67≤CP< 1.00 Ⅳ 过程能力不足，表示技术管理能力已很差，应采取措施立即改善
    CP< 0.67 Ⅴ 过程能力严重不足，表示应采取紧急措施和全面检查，必要时可停工整顿
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    表 2  GBW 07320标准物质各项目过程能力指数

    Table 2.  Process capability index of GBW 07320 standard materials

    元素 标准值 允许差RE/% RSD/% 平均值 s K CPK CPK允许
    Na2O* 1.11 16.1 12.0 1.04 0.005 0.377 7.92 0.45
    MgO* 1.55 16.1 12.0 1.57 0.050 0.072 1.55 0.45
    Al2O3* 14.2 11.4 8.5 14.3 0.093 0.096 5.21 0.45
    SiO2* 63.1 11.4 8.5 62.2 0.364 0.118 5.80 0.45
    CaO* 3.69 16.1 12.0 3.81 0.018 0.194 8.69 0.45
    Fe2O3* 5.84 11.4 8.5 5.55 0.029 0.439 4.25 0.45
    P 561 22.2 17.0 539 5.683 0.179 6.00 0.44
    K2O* 2.51 16.1 12.0 2.51 0.011 0.011 12.52 0.45
    Ba 404 22.2 17.0 411 14.520 0.080 1.89 0.44
    Ti 3750 22.2 17.0 3896 32.840 0.175 6.97 0.44
    V 102 22.2 17.0 102 2.626 0.007 2.85 0.44
    Cr 68.2 22.2 17.0 71.3 2.748 0.208 1.46 0.44
    Mn 987 22.2 17.0 1013 9.417 0.120 6.82 0.44
    Zn 82.7 22.2 17.0 82.9 0.585 0.012 10.34 0.44
    Pb 30.9 22.2 17.0 34.5 1.013 0.530 1.06 0.44
    Th 12.9 22.2 17.0 14.4 0.953 0.533 0.47 0.44
    Sr 83.8 22.2 17.0 84.4 0.688 0.031 8.73 0.44
    Y 24.6 22.2 17.0 24.8 0.491 0.028 3.60 0.44
    Zr 210 22.2 17.0 214 0.947 0.086 15.01 0.44
    Nb 14.6 22.2 17.0 14.8 0.352 0.074 2.84 0.44
    Li 48.5 22.2 17.0 47.9 3.060 0.059 1.10 0.44
    Be 2.52 22.2 17.0 2.58 0.144 0.105 1.16 0.44
    Co 16.7 22.2 17.0 16.7 0.904 0.002 1.36 0.44
    Ni 35.0 22.2 17.0 35.2 1.742 0.028 1.45 0.44
    Cu 27.3 22.2 17.0 25.7 1.526 0.256 0.99 0.44
    Mo 0.75 22.2 17.0 0.75 0.063 0.009 0.87 0.44
    Cd 0.18 22.2 17.0 0.19 0.012 0.120 0.96 0.44
    La 39.0 22.2 17.0 37.4 2.291 0.182 1.03 0.44
    W 1.90 22.2 17.0 1.95 0.142 0.106 0.89 0.44
    U 2.80 22.2 17.0 2.91 0.175 0.178 0.97 0.44
    As 18.9 22.2 17.0 19.0 0.826 0.027 1.65 0.44
    Sb 1.44 22.2 17.0 1.34 0.080 0.329 0.90 0.44
    Bi 0.46 22.2 17.0 0.45 0.025 0.106 1.21 0.44
    Hg** 22.0 22.2 17.0 20.8 1.311 0.240 0.94 0.44
    Ag 0.05 22.2 17.0 0.04 0.003 0.636 0.49 0.44
    B 59.0 22.2 17.0 59.1 3.807 0.004 1.14 0.44
    Sn 2.80 22.2 17.0 2.88 0.196 0.134 0.91 0.44
    F 659 22.2 17.0 642 34.040 0.116 1.27 0.44
    注：*是质量分数为%；**是质量分数为10-9；其他是质量分数为10-6。其余表格同。
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    表 3  GBW 07325标准物质各项目过程能力指数

    Table 3.  Process capability index of GBW 07325 standard materials

    元素 标准值 允许差
    RE/%    		 RSD/% 平均值 s K CPK CPK允许
    Na2O* 1.74 16.1 12.0 1.76 0.006 0.074 13.70 0.45
    MgO* 0.87 22.2 17.0 0.82 0.029 0.237 1.71 0.44
    Al2O3* 10.8 11.4 8.5 10.6 0.053 0.159 6.57 0.45
    SiO2* 64.2 11.4 8.5 63.8 0.366 0.059 6.27 0.45
    CaO* 8.19 11.4 8.5 7.53 0.020 0.703 4.55 0.45
    Fe2O3* 3.07 16.1 12.0 3.05 0.061 0.047 2.57 0.45
    P 389 22.2 17.0 380 4.501 0.106 5.71 0.44
    K2O* 2.86 16.1 12.0 2.81 0.012 0.119 11.15 0.45
    Ba 369 22.2 17.0 381 12.660 0.141 1.85 0.44
    Ti 2170 22.2 17.0 2194 28.380 0.050 5.38 0.44
    V 45.7 22.2 17.0 41.5 2.062 0.415 0.96 0.44
    Cr 39.8 22.2 17.0 44.0 1.651 0.472 0.94 0.44
    Mn 614 22.2 17.0 654 8.535 0.293 3.76 0.44
    Zn 116 22.2 17.0 112 0.843 0.158 8.58 0.44
    Pb 127 22.2 17.0 117 1.121 0.341 5.52 0.44
    Th 17.5 22.2 17.0 16.4 1.075 0.296 0.85 0.44
    Sr 185 22.2 17.0 175 0.871 0.246 11.86 0.44
    Y 23.0 22.2 17.0 22.0 0.458 0.198 2.98 0.44
    Zr 188 22.2 17.0 182 0.870 0.135 13.84 0.44
    Nb 12.0 22.2 17.0 11.4 0.356 0.209 1.97 0.44
    Li 29.7 22.2 17.0 29.5 1.579 0.026 1.36 0.44
    Be 2.67 22.2 17.0 2.75 0.167 0.126 1.04 0.44
    Co 9.80 22.2 17.0 10.1 0.649 0.135 0.97 0.44
    Ni 20.8 22.2 17.0 21.6 1.193 0.179 1.06 0.44
    Cu 247 22.2 17.0 228 12.412 0.338 0.98 0.44
    Mo 6.60 22.2 17.0 6.51 0.377 0.062 1.22 0.44
    Cd 0.57 22.2 17.0 0.60 0.046 0.241 0.70 0.44
    La 37.9 22.2 17.0 37.5 2.366 0.053 1.12 0.44
    W 9.20 22.2 17.0 9.22 0.624 0.007 1.08 0.44
    U 3.40 22.2 17.0 3.22 0.223 0.244 0.85 0.44
    As 37.3 22.2 17.0 38.1 1.638 0.096 1.52 0.44
    Sb 4.44 22.2 17.0 4.63 0.250 0.189 1.07 0.44
    Bi 1.22 22.2 17.0 1.33 0.049 0.407 1.09 0.44
    Hg** 34.0 22.2 17.0 34.4 2.764 0.051 0.86 0.44
    Ag 0.32 22.2 17.0 0.31 0.023 0.087 0.94 0.44
    B 30.0 22.2 17.0 29.5 1.667 0.074 1.23 0.44
    Sn 3.30 22.2 17.0 3.28 0.278 0.032 0.85 0.44
    F 424 22.2 17.0 422 22.530 0.017 1.37 0.44
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    表 4  GBW 07328标准物质各项目过程能力指数

    Table 4.  Process capability index of GBW 07328 standard materials

    元素 标准值 允许差
    RE/%    		 RSD/% 平均值 s K CPK CPK允许
    Na2O* 3.26 16.1 12.0 3.30 0.009 0.076 17.74 0.45
    MgO* 0.93 22.2 17.0 0.89 0.013 0.179 4.41 0.44
    Al2O3* 14.0 11.4 8.5 13.4 0.055 0.368 6.10 0.45
    SiO2* 70.4 11.4 8.5 69.9 0.391 0.058 6.44 0.45
    CaO* 2.40 16.1 12.0 2.23 0.013 0.442 5.48 0.45
    Fe2O3* 3.20 16.1 12.0 3.20 0.016 0.009 10.74 0.45
    P 564 22.2 17.0 566 6.790 0.017 6.04 0.44
    K2O* 3.18 16.1 12.0 2.95 0.012 0.454 7.83 0.45
    Ba 483 22.2 17.0 488 10.570 0.043 3.23 0.44
    Ti 2740 22.2 17.0 2700 27.600 0.066 6.86 0.44
    V 59.4 22.2 17.0 55.4 2.225 0.302 1.38 0.44
    Cr 24.4 22.2 17.0 28.0 1.038 0.672 0.57 0.44
    Mn 451 22.2 17.0 473 5.288 0.221 4.91 0.44
    Zn 61.1 22.2 17.0 60.7 0.701 0.028 6.27 0.44
    Pb 45.4 22.2 17.0 49.3 1.110 0.390 1.85 0.44
    Th 16.7 22.2 17.0 14.8 0.646 0.515 0.93 0.44
    Sr 404 22.2 17.0 403 1.142 0.015 25.77 0.44
    Y 15.3 22.2 17.0 14.8 0.451 0.161 2.11 0.44
    Zr 184 22.2 17.0 163 1.122 0.506 5.99 0.44
    Nb 10.5 22.2 17.0 10.0 0.351 0.212 1.75 0.44
    Li 25.6 22.2 17.0 25.4 1.674 0.031 1.10 0.44
    Be 2.56 22.2 17.0 2.67 0.149 0.185 1.04 0.44
    Co 7.30 22.2 17.0 7.15 0.430 0.094 1.14 0.44
    Ni 11.1 22.2 17.0 10.8 0.625 0.124 1.15 0.44
    Cu 49.0 22.2 17.0 45.5 2.535 0.319 0.98 0.44
    Mo 2.70 22.2 17.0 2.62 0.162 0.141 1.06 0.44
    Cd 0.17 22.2 17.0 0.18 0.012 0.346 0.67 0.44
    La 32.5 22.2 17.0 31.5 1.541 0.143 1.34 0.44
    W 4.20 22.2 17.0 4.24 0.260 0.039 1.15 0.44
    U 3.60 22.2 17.0 3.55 0.237 0.061 1.06 0.44
    As 12.3 22.2 17.0 12.0 0.421 0.104 1.94 0.44
    Sb 1.27 22.2 17.0 1.16 0.070 0.409 0.79 0.44
    Bi 0.70 22.2 17.0 0.74 0.028 0.229 1.44 0.44
    Hg** 12.0 22.2 17.0 10.9 0.919 0.422 0.56 0.44
    Ag 0.14 22.2 17.0 0.15 0.010 0.221 0.80 0.44
    B 41.5 22.2 17.0 41.8 2.852 0.035 1.04 0.44
    Sn 2.00 22.2 17.0 2.09 0.135 0.193 0.89 0.44
    F 505 22.2 17.0 495 25.120 0.091 1.35 0.44
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收稿日期:  2012-05-18
录用日期:  2012-07-16

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