ICS 03.120.30 CCSA40 中华人民共和国国家标准化指导性技术文件 GB/Z27429—2022 实验室科研数据不确定性评估指南 Guide to evaluation of laboratory research data uncertainty 2022-10-12发布 2022-10-12实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/Z27429—2022 目 次 前言 引言 N 范围 1 2 规范性引用文件 3术语和定义 4 符号 科研数据的不确定性 5 5.1 科研数据概述 5.2 科研数据的不确定性来源 6科研数据不确定性评估方法 6.1 适用方法选择 6.2 GUM方法 6.3 蒙特卡洛方法 6.4 神经网络方法 6.5 贝塞尔方法 6.6 贝叶斯方法 10 6.7 灰色系统方法 11 6.8 模糊数学方法 11 6.9 信息方法 附录A（资料性）本文件所使用的符号 附录B（资料性）本文件所约定的符号 15 参考文献 16 GB/Z27429—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国认证认可标准化技术委员会（SAC/TC261）提出并归口。 本文件起草单位：中国合格评定国家认可中心、北京科技大学、北京航空航天大学、合肥工业大学、 中国计量大学、北京理工大学、中国科学院数学与系统科学研究院、中路高科交通检测检验认证有限 公司。 本文件主要起草人：吕京、章立军、傅华栋、程银宝、周桃庚、刘薇、张海燕、熊世峰、程真英、王中宇、 陈晓怀、郭东华。 II GB/Z27429—2022 引言 科研数据广泛用于表征客观世界和生产生活中的规律。由于研究对象本身的不确定性、人类认知 的局限性、测量技术水平及手段的局限性等原因，科研数据具有不确定性。因此，只有了解科研数据的 不确定性特征和程度，才能更准确地利用这些数据 在合格评定测量领域，要求测量结果包括表征结果分散性的信息，即测量不确定度，这已成为测量 领域的共识。目前，国家公布的不确定度评定的基础文件是GB/T27418一2017《测量不确定度评定和 表示》及GB/T27419一2018《测量不确定度评定和表示补充文件1：基于蒙特卡洛方法的分布传 播》，从原理上阐述了测量不确定度和其评定原则。常用的方法包括自下而上方法、自上而下方法和蒙 特卡洛方法。 与合格评定测量相比，科学研究涉及的对象、方法、条件等更为广泛，标准化程度低，可参照系统缺 乏，未知因素多，因此，科研数据具有更复杂的不确定性来源，在实际工作中应用现有方法难以解决各类 科研数据的不确定性评估问题。 本文件在对科研数据特征分类的基础上，对可溯源性数据、海量数据、多维度数据、可重复试验数 据、小样本数据、未知分布数据、定性数据的不确定性评估的适用方法进行了描述，包括方法选择、评估 流程和应用示例。 不确定性的评估较为复杂，很难做到准确评估。测量、观测、仿真是科研的主要技术手段，标准化和 计量化是保证科研数据质量的重要途径。 IV GB/Z27429—2022 实验室科研数据不确定性评估指南 1范围 本文件描述了科研数据不确定性评估的适用方法，给出了方法选择和评估流程建议及应用示例。 本文件适用于科研活动中直接或间接获得的数据不确定性的评估。 规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于 本文件。 JJF1001—2011 通用计量术语及定义 3术语和定义 3 JFF1001一2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 被测量 measurand 拟测量的量 ［来源：JJF1001—2011，4.7］ 3.2 测量原理 measurement principle 用作测量基础的现象。 ［来源：JJF1001—2011，4.4] 3.3 测量方法 measurement method 对测量过程中使用的操作所给出的逻辑性安排的一般性描述， ［来源：JJF1001—2011，4.5] 3.4 标准物质 质referencematerial;RM 标准样品 参考物质 具足够均勾和稳定的特定特性的物质，其特性被证实适用于测量中或标称特性检查中的预期用途 ［来源：JJF1001—2011,8.14] 3.5 校准 calibration 在规定条件下的一组操作，其第一步是确定由测量标准提供的量值与相应示值之间的关系，第二步 则是用此信息确定由示值获得测量结果的关系，这里测量标准提供的量值与相应示值都具有测量不确 定度。 1 GB/Z27429—2022 ［来源：JJF1001—2011,4.10] 3.6 测量误差 measurement error;error of measurement 误差 error 测得的量值减去参考量值。 ［来源：JJF1001—2011,5.3] 3.7 测量偏移 measurement bias 偏移 bias 系统测量误差的估计值。 ［来源：JJF1001—2011，5.5］ 3.8 测量不确定度 measurement uncertainty 利用所获信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数。 注1：测量不确定度包括由系统影响引起的分量，如与修正量和测量标准所赋量值有关的分量及定义的不确定度 有时对估计的系统影响未作修正，而是当作不确定度分量处理。 注2：此参数可以是诸如称为标准测量不确定度的标准偏差（或其特定倍数），或是说明了包含概率的区间半宽度。 注3：测量不确定度一般由若干分量组成。其中一些分量根据一系列测量值的统计分布，按测量不确定度的A类 评定进行评定，并用实验标准偏差表征。而另一些分量则根据经验或其他信息假设的概率分布，按测量不确 定度的B类评定进行评定，也用标准偏差表征。 注4：通常，对于一组给定的信息，测量不确定度是相应于所赋予被测量的量值的。该值的改变将导致相应的不确 定度的改变。 ［来源：JJF1001—2011,5.18] 3.9 不确定性 uncertainty 表征客观世界或现象的数据的不确定状态。 注1：表征客观世界或现象的数据一般通过科研活动获得，获得数据的过程也具有不确定性。 注2：科研数据的不确定性评估主要指评定获得数据过程（如测量过程）对数据的影响程度。 注3：测量是获得表征客观世界或现象数据的一种重要手段，测量引人的不确定性可通过A类评定和B类评定的 不确定度进行估计。 3.10 标准不确定度 standard uncertainty 标准测量不确定度 standard measurement uncertainty;standard uncertaintyof measurement 以标准偏差表示的测量不确定度。 ［来源：JJF1001—2011,5.19] 3.11 测量不确定度的A类评定TypeAevaluationofmeasurementuncertainty A类评定TypeAevaluation 对在规定测量条件下测得的量值，用统计分析的方法进行的测量不确定度分量的评定。 ［来源：JJF10012011,5.20 3.12 测量不确定度的B类评定 TypeB evaluation of measurement uncertainty B类评定TypeBevaluation 用不同于测量不确定度A类评定的方法进行的测量不确定度分量的评定。 2 GB/Z27429—2022 示例：评定基于以下信息： 权威机构发布的量值： 有证标准物质的量值； 一校准证书； 仪器的漂移； 一经检定的测量仪器准确度等级； 根据人员经验推断的极限值等。 ［来源：JJF1001-—2011,5.21] 3.13 combined standard uncertainty 合成标准不确定度 合成标准测量不确定度 combined standard measurementuncertainty 由在一个测量模型中各输人量标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度。 注：在测量模型中输入量相关的情况下，当计算合成标准不确定度时必须考虑协方差。 ［来源：JJF1001—2011，5.22] 3.14 扩展不确定度 expanded uncertainty expandedmeasurementuncertainty 扩展测量不确定度 合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积。 注1：该因子取决于测量模型中输出量的概率分布类型及所选取的包含概率。 注2：本定义中“因子”指包含因子 ［来源：JJF1001—2011,5.27] 3.15 包含区间 coverage interval 基于可获得的信息确定的包含被测量一组量值的区间，被测量值以一定概率落在该区间内。 注1：包含区间不一定以所选的测得值为中心。 注2：不宜把包含区间称为“置信区间”，以避免与统计学概念混淆。 注3：包含区间可由扩展测量不确定度导出。 ［来源：JJF1001—2011，5.28］ 3.16 包含概率 coverage probability 在规定的包含区间内包含被测量的一组量值的概率。 注1：为避免与统计学概念混淆，不宜把包含概率称为置信水平。 注2：在测量不确定度评定和表示（GUM）中包含概率又称"置信的水平”（levelofconfidence）。 注3：包