ASTM E691 是一项由美国材料与试验协会（ASTM International）发布的标准实施规程，全称为《进行实验室间研究以确定试验方法精度的标准实施规程》。其现行最新版本为 ASTM E691-23，于2023年4月发布。

核心目的与适用范围

该标准的核心目的是通过实验室间研究（ILS），为试验方法制定精密度声明（Precision Statement）提供所需的统计信息，主要评估重复性（Repeatability） 和再现性（Reproducibility）。

• 适用对象：仅适用于测试结果能产生单一数值的试验方法（该数值可以是基于一组测量的计算结果）。

• 不涉及范围：它不涉及试验方法本身的开发，也不用于评估材料、仪器或单个实验室的优劣。

核心统计概念

ASTM E691 通过计算标准差来量化精密度，并常用以下指标进行判定：

• 重复性标准差（$s_r$S_r）：同一实验室、同一操作员、同一设备在短时间内重复测试的变异，代表最小变异（zui佳情况）。

• 再现性标准差（S_R$s_R$
  ）：不同实验室、不同操作员、不同设备测试同一材料的变异，代表典型实验室间的差异。

• 重复性限（$r$r） 与 再现性限（$R$）：通常由标准差乘以 2.8 得出，近似对应95%置信水平下两次测试结果差值的临界值。若实际差值超过该限值，通常认为存在统计上的显著差异（仅5%概率为随机误差）。

实施流程

该标准将实验室间研究分为三个基本阶段：

1. 规划阶段：组建工作组、设计研究方案、确定参与实验室数量与测试材料、编写协议。标准强烈建议在正式研究前进行稳健性测试（Ruggedness Test），以确认试验方法条件受控。

2. 测试阶段：分发材料、联络实验室并回收测试数据。

3. 分析阶段：利用表格、图形和统计诊断工具（如 $h$ 统计量和 $k$ 统计量）检查数据一致性，标记离群值，并最终计算重复性与再现性数值。

关键注意事项

• 实验室代表性：结果的可靠性高度依赖于参与实验室的数量与代表性。如果参与实验室过少（例如少于10个），所得出的再现性估计可能无法代表真实世界的广泛水平。

• 与E177的关系：E691获得的数据通常需按照 ASTM E177 实践的要求，最终格式化为标准中的精密度与偏差声明。

2. 引用文件

2.1 ASTM 标准：²

• E29 使用测试数据有效数字确定是否符合规范的标准实施规程

• E177 ASTM 试验方法中精密度和偏差术语使用的标准实施规程

• E456 与质量和统计学相关的术语

• E1169 进行稳健性试验的标准实施规程

• E1402 抽样设计指南

• E2282 定义试验方法测试结果的指南