QSM
Qualitätssicherung mit Statistischen Methoden
Neu in Version 4.0 :
- Berücksichtigung von Verdünnungsfaktoren bei Probenauswertung
- Einfache Änderung von Bemerkungen bei Kontrollkarten aus Kontrollkartenreport heraus
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Kontrollkarten-Intervallstatistik, d.h. Berechnung von Mittelwert und
Standardabweichung über einen frei vorgebbaren Zeitraum
- Bestimmung der maximalen prozentualen Abweichung vom Mittelwert bei Mehrfachmessungen
Das Programm QSM (Qualitätssicherung mit
Statistischen Methoden) bietet Unterstützung bei der
Labordatenverarbeitung in der analytischen Chemie (d.h. bei
Probenauswertung und beim Führen von Qualitätsregelkarten).
Es stellt die wesentlichen in "Funk W., Dammann V., Donnevert G.:
Qualitätssicherung in der Analytischen Chemie" beschriebenen
Analysetechniken zur Verfügung und basiert auf folgenden Quellen
- Funk W., Dammann V., Donnevert G. (2005):
Qualitätssicherung in der Analytischen Chemie. Anwendungen in der
Umwelt-, Lebensmittel- und Werkstoffanalytik, Biotechnologie und
Medizintechnik. WILEY-VCH Verlag, Weinheim
- DIN 32633 (1997): Verfahren der Standardaddition. Begriffe, Verfahren, Auswertung.
- DIN 32645 (1994): Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze, Ermittlung unter Wiederholbedingungen. Begriffe, Verfahren, Auswertung.
- DIN 38402-71 (2001):
Allgemeine Angaben (Gruppe A) / Teil 71: Gleichwertigkeit von zwei
Analysenverfahren aufgrund des Vergleiches von Analysenergebnissen und
deren statistischer Auswertung; Vorgehensweise für quantitative
Merkmale mit kontinuierlichem Wertespektrum.
- AQS(A2) (Stand Jan. 2004):
AQS-Merkblatt zu den Rahmenempfehlungen der
Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) für die
Qualitätssicherung bei Wasser-, Abwasser- und
Schlammuntersuchungen. Kontrollkarten.
- eurolab, Technical Report No. 1/2002 (2002): Measurement Uncertainty in Testing.
- EURACHEM/CITAC Guide (2000): Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement.
- NORDTEST Report TR537 (2003): Handbook for Calculation of Measurement Uncertainty in Environmental Laboratories.
QSM bietet dabei Statistiken und Graphiken zu den folgenden Themen:
- Kalibrierfunktionen 1. und
2. Grades mit Vertrauensbereichen, Berechnung der absoluten und
relativen Unpräzision. Beurteilung der Residuen mittels
Ausreißertest. Beurteilung des Eichkurventyps mit Hilfe des
Linearitätstests nach Mandel. (Wie bei allen Auswertungen werden
die Ergebnisse in tabellarischer Form auf mehreren Seiten -
über Tabulator auswählbar - angezeigt. Dazu können
i.d.R. verschiedenartige graphische Darstellungen abgerufen werden.)
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Übersichtliche Präsentation der Auswertungsergebnisse in tabellarischer Form auf mehreren Seiten.
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- Berechnung (und graphische Darstellung) von Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze, auch nach der Blindwertmethode
- Standardaddition
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QSM-Auswertung: Graphische Darstellung einer Analyse nach der Standardadditions-Methode
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- Wiederfindungsfunktion
- Test auf Varianzenhomogenität
- Analysenauswertung unter Berücksichtigung einer frei wählbaren Kalibrierfunktion.
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QSM-Analysenauswertungen
berücksichtigen eventuell anzuwendende Verdünnungsfaktoren.
Die Bestimmung der maximalen prozentualen Abweichung bei
Mehrfachmessungen ermöglicht die schnelle Identifikation
unbrauchbarer Messungen.
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QSM ermöglicht die komfortable Verwaltung von Qualitätsregelkarten, und zwar
- Mittelwertkarten (s. Bsp.)
- Wiederfindungsratenkarten
- Blindwertkarten
- Spannweitenkarten (wahlweise
auch in Form von sog. erweiterten Spannweitenkarten, bei welchen die
Originalwerte eingegeben und gespeichert werden. QSM ermittelt daraus
automatisch die Spannweite als zu kontrollierende Größe.)
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QSM verwaltet verschiedene
Regelkartentypen (hier: Mittelwertkarte) und ermöglicht die
graphische Präsentation zusammen mit der Markierung von
Außer-Kontroll-Situationen.
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Alle Karten können für automatische
(periodenweise) oder zu beliebigem Zeitpunkt individuell abrufbare
Kontrollgrenzenberechnung ausgelegt werden, sowie für einmalig per
Hand vorgegebene Kontrollgrenzen (Zielkarten). Wechsel zwischen den
verschiedenen Kontrollgrenzen-Berechnungsarten, sowie Änderungen
der Periodenlänge sind (bei gegebener Kompatibilität)
problemlos möglich.
Per Knopfdruck kann eine
Kontrollkartenintervallstatistik abgerufen werden, welche für ein
vom Anwender frei wählbares Auswertungsintervall Mittelwert und
Standardabweichung der beobachteten Werte ausweist. Zusätzlich
wird die Anzahl der Über-/Unterschreitung von Kontroll- und
Warngrenzen ermittelt, sowie die Anzahl von
Außerkontrollsituationen.
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Kontrollkarten-Intervallstatistik
mit Mittelwert, Standardabweichung, Anzahl von
Grenzüber-/unterschreitungen und Anzahl der
Außerkontrollsituationen
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QSM-Regelkarten können maximal ca. 3000 Werte
aufnehmen. Danach muss eine Fortsetzungskarte angelegt werden. Eine
Fortsetzungskarte kann auch mit dem Namen der Vorgängerkarte
angelegt werden. Die alte Karte muss dann unter einem neuen frei
gewählten Namen gespeichert werden, wozu QSM auch einen sinnvollen
Vorschlag unterbreitet (, den Sie aber selbstverständlich
abändern können). Diese Möglichkeit ist besonders
sinnvoll für Anwender, welche mit der Datenübernahme aus
XCFILTER arbeiten und einen hohen Datenanfall haben. Da sich der Name
der zu führenden Karte nicht ändert, müssen die
Importfilter in XCFILTER nicht mehr angepasst werden.
Per Knopfdruck können Sie einen Übersichtsreport für alle Kontrollkarten
in einem frei wählbaren Verzeichnis abrufen. Damit wird Ihnen auf
einen Blick der aktuelle Stand Ihrer QS präsentiert!
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Übersichtsreport für
Kontrollkarten: Zusammenstellung der aktuellen Kennzahlen aller
Regelkarten innerhalb eines frei wählbaren Verzeichnisses. Mit
einem Doppelklick auf den Dateinamen öffnen Sie die jeweilige
Kontrollkarte, ohne den Report verlassen zu müssen. In der so
geöffneten Karte können Sie nun ganz bequem einzelne
Bemerkungen ändern oder neu eingeben. Natürlich können
sie von hier aus auch eine Intervallstatistik abrufen.
Für jede Karte werden auch die
Tage seit der letzten Außerkontrollsituation angezeigt (grün
umrandet). Mit dem rechts oben befindlichen Schalter (ebenfalls
grün umrandet) können Sie die Regelkarten nach den Tagen der
letzten Außerkontrollsituation (aufsteigend) sortieren. Damit
sehen Sie sofort, welcher Prozess eventuell Ihrer besonderen
Aufmerksamkeit bedarf.
Erneutes Betätigen des Sortierschalters stellt die alte Sortierfolge nach Dateinamen wieder her.
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Natürlich wird auch das Thema "Messunsicherheit"
von QSM abgedeckt. Die in die Abschätzung einfließenden
Werte können Sie bei Bedarf aus vorliegenden Kalibrierungen oder
Kontrollkarten (incl. der zugehörigen Identifikationstexte) bequem
per Knopfdruck übernehmen. Allgemeine Texte für
Unsicherheitskomponenten müssen Sie nicht jedes Mal neu eintippen,
sondern Sie können diese mit den sonstigen Basisdaten (Personen,
Messwerte, Parameter, Dimensionen, Methoden) verwalten.
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Ergebnis einer Messunsicherheits-Berechnung
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Ferner ermöglicht QSM die Untersuchung der Gleichwertigkeit zweier Analyseverfahren
aufgrund des Vergleiches von Analysenergebnissen und deren
statistischer Auswertung entsprechend DIN 38402-77. Dabei wird das
gesamte notwendige Testspektrum bereitgestellt, beginnend mit dem
initialen Streuungsvergleich. Muss auf der Grundlage dieses Tests schon
die Gleichwertigkeit zurückgewiesen werden, erlaubt QSM keine
weiteren Auswertungen.
Spricht nach dem initialen Streuungsvergleich jedoch
noch nichts gegen die Gleichwertigkeit der beiden Verfahren, stehen die
folgenden Auswertungsmöglichkeiten (auch für mehrfache
Anwendungen) zur Verfügung:
- Mittelwert t-Test
- Vergleich mittels Differenzenmethode
- Vergleich mittels Orthogonalregression.
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Beispiel einer Gleichwertigkeitsanalyse mittels Orthogonalregression:
Untersucht
wird zunächst, ob eine proportional-systematische Abweichung
vorliegt. Ist das nicht der Fall, werden die Daten noch auf eine
konstant-systematische Abweichung untersucht. Gleichwertigkeit wird nur
angenommen, wenn keine der beiden Abweichungsarten vorliegt.
In nebenstehendem Beispiel muss die Gleichwertigkeit wegen einer konstant-systematischen Abweichung verneint werden.
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Graphische Darstellung der
Ergebnisse einer Orthogonalregression. Eine konstant-systematische
Abweichung ist deutlich an der nach oben verschobenen
Regressionsgeraden erkennbar.
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QSM bietet standardmäßig die
Möglichkeit, einzelne Ergebnisseiten nicht nur auszudrucken,
sondern diese auch als Dateien im Textformat oder im csv-Format zu
speichern. Das csv-Format (character separated values) ist ein
genormtes Austauschformat für Tabellenkalkulationsprogramme. Die
Ausgabe als csv-Datei erleichtert damit die Übernahme von
Ergebnissen in Tabellenkalkulationen.
QSM stellt aber noch eine Reihe weiterer komfortabler
Möglichkeiten für den Daten-Import und Export zur
Verfügung. Dazu sind alle Dateneingabedialoge mit
zusätzlichen Schaltern ausgestattet worden:
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Die rot umrandeten Schalter, die jedem
Eingabefeld zugeordnet sind, ermöglichen die direkte
Übernahme von Informationen aus der Zwischenablage per Mausklick.
Natürlich können Sie auch ein Eingabefeld anwählen und
dann die Information aus der Zwischablage über die
Tastenkombination Strg+V einfügen.
Die blau umrandeten Schalter ermöglichen
eine noch komfortablere Variante des Datenimports, nämlich die
Übernahme der gesamten Eingabedaten mit einem Tastendruck, und
zwar entweder über die Zwischenablage oder über eine csv-
oder dif-Datei. (dif = data interchange format, ebenfalls ein genormtes
Datenaustauschformat für Tabellenkalkulationdateien.)
Voraussetzung für einen Gesamt-Import ist allerdings, dass die zu
übernehmenden Daten immer an gleicher Stelle im Tabellenblatt zu
finden sind. Wo genau welche Informationen stehen, wird im Rahmen der
Basisdatenverwaltung vorgegeben. Das Gesamt-Import/Export-Schema wird
im Anschluss erläutert.
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Die grün umrandeten Schalter dienen nicht dem
Datenimport, sondern erlauben bei Parametern und Messwerten die
Ergänzung, bzw. Abänderung der Dimensionsangaben. Parameter
und Messwerte müssen nicht mehr direkt mit Einheitsangaben
gekoppelt werden. Dies kann bei der Verwaltung vieler
Größen, die in mehreren Dimensionen auftreten, sehr
vorteilhaft sein. Natürlich kann man auch nach wie vor nach dem
bisherigen Schema Größen und Einheiten direkt aneinander
koppeln, oder Änderungen der Einheit nur bei Bedarf vornehmen.
Für die Verwaltung der Basisdaten steht (wegen
des erweiterten Umfangs) eine "Verwaltungszentrale" zur Verfügung,
von welcher aus die einzelnen Bereiche angewählt werden:
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Wie bisher können Personendaten, Methoden,
Paramter, Messwerte, Dimensionen und Texte für
Messunsicherheitskomponenten verwaltet werden. Neu hinzu gekommen ist
die Verwaltung eines Unterschriftsblockes, welcher an ausgewählte
Ergebnisausdrucke angefügt werden kann. Wie bisher können
über die Basisdatenverwaltung Wahrscheinlichkeiten und allgemeine
Einstellungen bearbeitet werden. Zusätzlich können eine Reihe
von Startverzeichnissen für eine Dateiauswahl für den Import
und Export festgelegt werden.
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Die rot umrandeten Schalter führen zu den
für die jeweiligen Auswertungsarten spezifischen Dialogen zur
Import-/Export-Steuerung. In diesen Dialogen wird für den
Datenimport angegeben, an welcher Stelle in der Kalkulationstabelle die
einzelnen Informationen zu finden sind. Für das Gegenstück,
den Gesamtexport wird vorgegeben, wohin die einzelnen Informationen,
bzw. Informationsblöcke in eine Kalkulationstabelle geschrieben
werden sollen.
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Steuerdialog für Gesamt-Import und Export für Kalibrierungen
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Der Gesamt-Import läuft im Einzelfall immer nach dem folgenden Schema ab:
Im Steuerdialog für den Gesamt-Import wird
festgelegt, wo sich bestimmte Informationen (z.B. Titel, Methode,
Parameter, Messwert, Dimensionangaben für Parameter und Messwert,
Daten, ...) im Tabellenkalkulationsblatt befinden.
Die Zellen werden hierbei wie bei Tabellenkalkulationen üblich bezeichnet, z.B. D22.
Liegen die Daten in Form einer csv- oder dif-Datei
vor, kann man über den Schalter "Gesamt-Import aus Datei" diese
Datei auswählen und einlesen. Man kann aber auch ein
Tabellenkalkulationsprogramm öffnen, markiert ab Zelle A1 die
gesamte zu erfassende Information, kopiert diese Daten in die
Zwischenablage und übernimmt anschließend alle Informationen
mit Hilfe des Schalters "Gesamt-Import aus Zwischenablage".
Über diesen Schalter löst man den
Gesamt-Export aller Ergebnisse einer Auswertung aus. Dabei kann man
unter den allgemeinen Einstellungen festlegen, ob der Export immer in
die Zwischablage oder in eine Datei erfolgen soll, oder ob jeweils die
Alternative abgefragt werden soll.
Bei der Ausgabe in die Zwischenablage muss diese
anschließend in ein (zuvor) geöffnetes
Tabellenkalkulationsprogramm ab Zelle A1 eingefügt werden.
Eine QSM-Auswertung umfasst meist mehrere Seiten mit
Ergebnisblöcken und Datenblöcken. Bei der Steuerung des
Gesamt-Exports muss man nun festlegen, welche Ausgabeblöcke wohin
in ein Tabellenkalkulationsblatt geschrieben werden sollen. Das Schema
einer Gesamt-Export-Steuerung verdeutlicht die folgende Abbildung:
Bei der Interpretation der Analyseresultate
unterstützt QSM den Anwender in mehrfacher Hinsicht. Zu
erwähnen wäre hier zunächst eine fast immer abrufbare
graphische Präsentation der numerischen Ergebnisse. Und die
Konsequenzen, die sich aus den Resultaten statistischer Vergleiche
ergeben, werden in praktisch allen Situationen durch einen
erläuternden Klartext präzisiert:
QSM bietet darüber hinaus aber auch sinnvolle
Erweiterungen, z.B. Kalibrierfunktionen mit negativer Steigung, ein
erweitertes Spektrum bei der Regelkartenverwaltung (div.
Regelkartentypen, etc.) und individuell einstellbare
Irrtumswahrscheinlichkeiten für die verschiedenen statistischen
Tests.
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Individuell einstellbare
Irrtumswahrscheinlichkeiten und sonstige Parameter, wie z.B. das bei
CSV-Dateien zu verwendende Trennzeichen, die Steuerung des
Ausgabeverhaltens beim Gesamt-Export, eine eventuelle
Unterdrückung der Ergebnisse nichtlinearer Kalibrierungen, etc.
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Einige andere innovative Konzepte wurden im Rahmen der Programmentwicklung ebenfalls realisiert.
QSM bietet daher eine Reihe weiterer Besonderheiten:
- Personenbezogene
Zugangskontrolle zum Programm mit unterschiedlichen Rechten in
Abhängigkeit vom Benutzerstatus. Unterschieden werden 3
Benutzerlevel: Qualitätssicherungsbeauftragter, verantwortliche
Laborkraft, normaler Benutzer. Jedem Benutzertyp stehen
unterschiedliche Funktionalitäten zur Verfügung.
- Da sich jeder Anwender mit
seinem Namen (und Passwort) anmelden muss, können alle
Änderungen an den im System gespeicherten Daten automatisch
protokolliert werden.
- Diese automatische
Protokollführung kann von keinem Anwender ausgeschaltet oder
übergangen werden, d.h. alle Änderungen an den Daten werden
wirklich lückenlos registriert.
- Alle Dateien werden in
verschlüsselter Form gespeichert, so dass eine Manipulation
über andere Programme oder Editoren nicht möglich ist.
- Stammdatenverwaltung
für Personen, Methoden, Messwerte, Parameter, Dimensionen, Texte
für Unsicherheitskomponenten, Wahrscheinlichkeiten und sonstige
Einstellungen.
- Eine einfach zu erfassende
Bedienungsoberfläche, die eine schnelle Einarbeitung und
Beherrschung des Programmes gewährleistet
- Und natürlich eine umfangreiche Online-Hilfe.
QSM zeichnet sich durch
ein breit gefächertes Methodenspektrum aus und wird daher in
Deutschland und Österreich in den unterschiedlichsten Branchen
eingesetzt. Neben den klassischen Einsatzgebieten Umweltlabore,
Chemische Labore und Umweltämter kommt QSM auch bei mehreren
Gesundheitsämtern zur Anwendung, sowie in der Pharmaindustrie.
Weitere Einsatzbereiche sind Wasserversorgungseinrichtungen, bzw.
Wasserwirtschaftsbetriebe, Entsorgungsbetriebe und Stadt- und
Klärwerke. Zu den Nutzern von QSM zählen aber auch u.a.
Energieversorgungsunternehmen, Kernkraftwerke,
Getränkedosenhersteller und Nutzfahrzeughersteller.
QSM ist als Einzelanwenderversion oder als Netzwerkversion erhältlich.
Die Einzelanwenderversion darf nicht gleichzeitig von
verschiedenen Personen an verschiedenen Orten und auf verschiedenen
Geräten benutzt werden.
Die Netzwerkversion hingegen erlaubt die gleichzeitige
Nutzung des Programmes an jeweils einem einzelnen Standort des Kunden
auf einem zentralen Server oder über Terminalserverclients oder
als lokale Installationen auf Einzelplatzrechnern durch eine beliebige
Zahl von Mitarbeitern. Ein Standort ist dabei die Menge aller
selbständigen oder unselbständigen Niederlassungen des
Unternehmens oder der Behörde, die innerhalb eines 10km Radius
liegen. Als Mitarbeiter eines Standorts gelten dabei
ausschließlich abhängig beschäftigte Mitarbeiter, keine
Berater etc..
Die Netzwerkversionen sind mit einem
File-Locking-Verfahren versehen, welches gleichzeitige schreibende
Zugriffe auf dieselben Datenbestände unterbindet. Nur die
Netzwerkversionen liefern damit die bei Netzbetrieb notwendige
Sicherheit.
Systemanforderungen:
IBM kompatibler PC, MS-Windows 98, NT4 oder höher, 128 MB Arbeitsspeicher
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