4.4. Статистическая модель

4.4.1. Основная модель, используемая в настоящем стандарте, дана равенством (1) в разделе 5 ГОСТ Р ИСО 5725-1. Там установлено, что для оценивания точности (правильности и прецизионности) метода измерений каждый результат измерения полезно представлять как сумму трех составляющих:

где для определенного испытуемого материала:

- общее среднее значение для определенного уровня j=1, ..., q;

- лабораторная составляющая систематической погрешности в условиях повторяемости в определенной лаборатории i=1, ..., p на определенном уровне j=1, ..., q;

- случайная погрешность результата измерений k=1, ..., n, полученная в лаборатории i на уровне j в условиях повторяемости.

4.4.2. Для эксперимента с разделенными уровнями эта модель принимает вид

Это неравенство отличается от равенства (3) только одной деталью: индекс k в означает, что в соответствии с равенством (4) общее среднее значение может теперь зависеть от материала a или b (k=1 или 2) на уровне j.

Отсутствие индекса k в означает допущение, что систематическая ошибка, связанная с лабораторией i, не зависит от материала a или b на определенном уровне. Вот почему так важно, чтобы эти два материала были бы однородными (одинаковыми).

4.4.3. Определяют среднее значение в базовом элементе (ячейке)

и внутриэлементное расхождение (разброс)

4.4.4. Общее среднее значение для уровня j в эксперименте с разделенными уровнями может быть определено как

4.5. Статистический анализ данных эксперимента с разделенными уровнями

4.5.1. Данные эксперимента сводят в таблицу (см. таблицу 1). Каждая комбинация лаборатории и уровня дает базовый элемент (ячейку) в этой таблице, а также содержит два результата и .

Рассчитывают - расхождения в элементах и сводят их в таблицу (см. таблицу 2). Метод анализа требует, чтобы все расхождения были рассчитаны с сохранением знака разности

Рассчитывают средние значения и сводят их в таблицу (см. таблицу 3).

4.5.2. Если элемент в таблице 1 не содержит двух результатов измерений (например потому, что пробы были испорчены или данные исключены в последующем как выбросы), то соответствующие элементы в таблицах 2 и 3 оставляют пустыми.

4.5.3. Для каждого уровня j эксперимента рассчитывают среднее и стандартное отклонения расхождений в графе j таблицы 2 по формулам:

где - знак суммирования по всем лабораториям i=1, 2, ..., p.

Если в таблице 2 имеются пустые элементы, то p теперь становится числом элементов в графе j таблицы 2, содержащих данные, и суммирование выполняют без пустых элементов.

4.5.4. Для каждого уровня j в эксперименте рассчитывают среднее и стандартное отклонения средних значений в графе j таблицы 3, используя формулы:

где - знак суммирования по всем лабораториям i=1, 2, ..., p.

Если в таблице 3 имеются пустые элементы, то p теперь становится числом элементов в графе j, содержащих данные, и суммирование выполняют без пустых элементов.

4.5.5. Для проверки совместимости данных и наличия выбросов, как описано в 4.6, используют таблицы 2, 3 и статистики, рассчитанные по формулам (8 - 11). При исключении данных пересчитывают статистики.

4.5.6. Рассчитывают стандартные отклонения повторяемости и воспроизводимости по формулам:

4.5.7. Исследуют, зависят ли и от среднего и, если это так, находят соответствующие функциональные соотношения, используя методы, описанные в 7.5 ГОСТ Р ИСО 5725-2.

Таблица 2 - Рекомендуемая форма табулирования расхождений в базовых элементах для эксперимента с разделенными уровнями

Номер лаборатории	Уровень
	1	2		j		q
1
2
i
p

Таблица 3 - Рекомендуемая форма табулирования средних значений в базовых элементах для эксперимента с разделенными уровнями

Номер лаборатории	Уровень
	1	2		j		q
1
2
i
p

4.6. Исследование данных на совместимость и наличие выбросов

4.6.1. Проверяют данные на совместимость, используя статистику h, описанную в 7.3.1 ГОСТ Р ИСО 5725-2.

Чтобы проконтролировать совместимость расхождений в базовых элементах, рассчитывают серию для статистики h по формуле

Для контроля совместимости средних значений в базовых элементах рассчитывают серию для статистики h по формуле

Для оценки различий лабораторий с точки зрения совместимости полученных данных наносят на график обе серии в порядке возрастания уровней, но сгруппировав их по лабораториям, как показано на рисунках 2 и 3. Интерпретация этих графиков подробно рассмотрена в 7.3.1 ГОСТ Р ИСО 5725-2. Если лаборатория получила худшую повторяемость по сравнению с другими, это будет видно по необычно большому числу больших значений h на графике, построенном по расхождениям в элементах. Если данные лаборатории, в основном, содержат систематическую погрешность, то это будет видно по значениям h на графике, построенном для средних значений в элементах: большинство из них расположится в одном направлении. В любом случае лаборатория должна изучить причины расхождений и доложить о них организатору эксперимента.

4.6.2. Для контроля данных на наличие квазивыбросов и выбросов используют критерий Граббса, описанный в 7.3.4 ГОСТ Р ИСО 5725-2.