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根據(jù)工藝能力判斷合適的總有機(jī)碳（TOC）限值
根據(jù)擦拭和淋洗樣品總有機(jī)碳（TOC）的歷史或當(dāng)前數(shù)據(jù)而采用工藝能力方法，能夠證明清潔工藝及用于此工藝的限度是否可行、可實(shí)現(xiàn)、可檢驗(yàn)。在右圖所示的工藝中，上下游過程都使用 1 ppm C 的“默認(rèn)”限值，此限值將用于確定工藝能力。但是，TOC 樣品通常接近 TOC方法的檢測(cè)限（LOD）或定量限（LOQ），因此可行的方法是使用單側(cè)接受標(biāo)準(zhǔn)來顯示工藝能力。對(duì)于單側(cè)接受標(biāo)準(zhǔn)來說，工藝能力比率是 Cnpk，而不是傳統(tǒng)的 CpK 方法。
評(píng)估限值
對(duì)于任何清潔工藝來說，要評(píng)估兩個(gè)清潔驗(yàn)證關(guān)鍵性質(zhì)量屬性（TOC擦拭和淋洗樣品）的某個(gè)接受標(biāo)準(zhǔn)是否切實(shí)可行和可以實(shí)現(xiàn)，通常對(duì)于特定的生產(chǎn)工藝，使用工藝能力指數(shù)。如果從工藝中采集的歷史或當(dāng)前TOC數(shù)據(jù)滿足特定的工藝能力比率，則TOC與對(duì)特定工藝的當(dāng)前接受標(biāo)準(zhǔn)，適用于清潔驗(yàn)證。為表明這種判斷，請(qǐng)看以下例子，表現(xiàn)了使用這個(gè)特定的設(shè)備，對(duì)特定的生產(chǎn)工藝進(jìn)行的清潔工藝的合適程度。
將評(píng)估以下TOC接受標(biāo)準(zhǔn)：
· 上下游TOC擦拭樣品：< 1 ppm C
· 上下游TOC淋洗樣品：< 1 ppm C
統(tǒng)計(jì)原理
要評(píng)估已建立的接受標(biāo)準(zhǔn)是否切實(shí)可行和可以實(shí)現(xiàn)，
為了選擇工藝能力指數(shù)的正確計(jì)算方法，需同 TOC 擦拭和淋洗數(shù)據(jù)分布一起來考慮接受標(biāo)準(zhǔn)的類型（單側(cè)或雙側(cè)）。如果 TOC 擦拭和淋洗接受標(biāo)準(zhǔn) < 1.0 ppm C，則選用工藝能力指數(shù)以適用于單側(cè)規(guī)格。但是，評(píng)估 TOC 擦拭和淋洗數(shù)據(jù)的正態(tài)分布，很重要。通常來說，清潔驗(yàn)證樣品的數(shù)據(jù)不是正態(tài)分布，因此建議進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以確定用于計(jì)算工藝能力指數(shù)的近似正態(tài)或百分比分布2。例如，用第二頁的原始數(shù)據(jù)表來確定直方圖和百分比分布。建議用 MiniTab 或 SAS JMP 等統(tǒng)計(jì)程序來確定直方圖和百分比分布。
| 樣品類型 | 總TOC樣品 | 某個(gè) TOC 值（以 ppm 或 mg/L 為單位）的 TOC 結(jié)果的數(shù)量 | |||||||||
| <0.3 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | ||
| 淋洗 | 100 | 95 | 3 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 擦拭 | 200 | 185 | 5 | 5 | 1 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 | 1 |
確定TOC擦拭百分比分布
目前用于特定產(chǎn)品清潔過程的清潔驗(yàn)證，使用對(duì)設(shè)備性能確認(rèn)（PQ）或持續(xù)確認(rèn)（定期監(jiān)測(cè)）和產(chǎn)品轉(zhuǎn)換所進(jìn)行的整個(gè)清潔過程的 TOC 擦拭和淋洗數(shù)據(jù)。以上示例數(shù)據(jù)用直方圖形式來確定正態(tài)分布。如上表所示，數(shù)據(jù)顯示了同正態(tài)分布的明顯偏離。大部分?jǐn)?shù)據(jù)非常接近方法的檢測(cè)限，因此將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為近似正態(tài)分布是不合理的。所以，TOC 擦拭數(shù)據(jù)要求用百分比分布來計(jì)算工藝能力比率，百分比分布應(yīng)由統(tǒng)計(jì)程序來確定。
在此示例中，TOC 擦拭數(shù)據(jù)的百分比分布確定了 TOC 擦拭數(shù)據(jù)的 99.5% 為 0.8 ppm 或 800 ppb，TOC 淋洗數(shù)據(jù)的百分比分布確定了 TOC 淋洗數(shù)據(jù)的 99.5 % 為 0.6 ppm 或 600 ppb。這些數(shù)值在用百分比分布來計(jì)算單側(cè)規(guī)格工藝能力指數(shù)時(shí)很重要。對(duì)于新的清潔工藝，可升級(jí)或更換現(xiàn)行方法，用 TOC 來驗(yàn)證關(guān)鍵性的清潔工藝參數(shù)（TACT）。
確定擦拭和淋洗樣品的TOC工藝能力
確定百分比分布之后，應(yīng)使用以下公式來確定TOC擦拭和淋洗樣品的工藝能力指數(shù)。對(duì)于單側(cè)規(guī)格（如清潔驗(yàn)證應(yīng)用中的規(guī)格），指數(shù)計(jì)算公式為：CnpK =（USL - 中位數(shù)）/（p（0.995） - 中位數(shù)）
其中：
· Cnpk = 非參數(shù)工藝能力指數(shù)
· USL = Upper Specification Limit, TOC清潔驗(yàn)證擦拭和淋洗樣品的規(guī)格上限值
· 中位數(shù) = 樣品的 50% 百分比分布。由于 TOC 數(shù)據(jù)的 50% 非常接近檢測(cè)限，因而 TOC 樣品的中位數(shù)通常為 0.1 ppm，或者0與檢測(cè)限的中點(diǎn)值。
· p (0.995) = 數(shù)據(jù)的 99.5 %
可以用此計(jì)算方法和相應(yīng)的百分比分布（擦拭：0.8 ppm；淋洗：0.6 ppm）來計(jì)算工藝能力（Cnpk）
如下：TOC擦拭：Cnpk = 1.4；TOC淋洗：Cnpk = 1.8
單側(cè)接受標(biāo)準(zhǔn)的合格工藝是指能力指數(shù)大于或等于 1.25 的工藝，這表明清潔驗(yàn)證工藝及其關(guān)鍵性參數(shù)（時(shí)間、攪拌/速度、濃度、溫度）能夠滿足TOC擦拭和淋洗所收集樣品的 < 1 ppm 的標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
1. Montgomery, D.C., (1991). Introduction to Statistical Quality Control, 統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制入門, John Wiley and Sons; New York, New York, 第373頁
2. NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, 統(tǒng)計(jì)方法手冊(cè), 第6.1.6節(jié), What is Process Capability? 什么是工藝能力？