Применение Excel при обработке данных в лабораториях
EUROLAB “Cook Book” – Doc No. 12
Translated into Russian by LLC “Profilab” (with the permission of EUROLAB)
“Поваренная книга” EUROLAB – Документ No. 12
Переведено на русский язык ООО “Профилаб” (с разрешения EUROLAB)
Настоящая «Поваренная книга» не предназначена для предоставления исчерпывающих рекомендаций по каждому возможному применению Excel в лабораториях. Она предназначена для раскрытия некоторых ключевых источников ошибок и предоставления полезных советов о том, как их избежать – тем не менее, для всестороннего понимания и того, и другого требуются более обширные и подробные исследования.
Области применения – множество захватывающих и стимулирующих возможностей, но будьте осторожны
Вычисления
Excel используется в большинстве лабораторий в качестве основного инструмента для вычислений, – особенно при рутинных вычислениях, и интегрирован с шаблонами приложений (хотя, к сожалению, пользователь часто не имеет ни малейшего представления о том, что на самом деле за этим стоит). Важно, чтобы многочисленные функции и возможности Excel (включая более сложные вычисления с использованием макросов) использовались осознанно, систематически и под контролем!
Статистика
Одна специальная группа вычислений, которые Excel может легко выполнять, – это оценивание статистик и статистические критерии и т. д. Существует риск, что будет просто выбран инструмент или функция с панели инструментов без знания, подходит ли он для конкретной цели, и не имея должного понимания правильной интерпретации результатов (к сожалению, возможности HELP (прим. пер. – Справки) для этих функций не очень хорошо разработаны или действительно не полезны!).
Поэтому применение Excel для статистики требует базового понимания теории статистики и ее функций!
Анализ данных
Excel предназначен для обработки и (пере)группирования больших объемов данных не только для базовых и статистических вычислений, но также и для систематизирования или классификации данных, для выделения любой согласованности наборов данных, тенденций или воздействий влияющих фактором. Лучшим инструментом для этой цели в Excel являются сводные таблицы и связанные с ними диаграммы, но, как всегда, хорошее и тщательное планирование перед вводом данных является предпосылкой для хорошего анализа.
Иллюстрации
Excel имеет по крайней мере около 100 различных типов диаграмм, которые можно использовать для визуализации данных и демонстрации любых возможных связей между наборами данных, а также их можно легко настроить с помощью встроенных мастеров (мастеров программного обеспечения). Однако большинство вариантов, как правило, не подходят для иллюстрации лабораторных данных. По этой причине следует убедиться, что выбрана правильная диаграмма для конкретной цели (например, калибровочная кривая), которая представит реальные данные и приведет к лучшему пониманию, а не к неправильной интерпретации.
Хранение
Excel также можно использовать в качестве базы данных для сбора и хранения даже относительно больших объемов данных. Программа предлагает различные функции/функциональные возможности для ввода, сортировки, фильтрации, извлечения, поиска и просмотра информации в базе данных. В лаборатории это главным образом относится к данным, которые многократно генерируются/собираются с течением времени, наряду с информацией, необходимой для дальнейшей обработки и оценки. Но то, что на первый взгляд выглядит как красивая и простая таблица для сбора данных и информации, не обязательно является оптимальным способом систематизации данных в Excel!
Автоматизация
Многие сотрудники лабораторий воспринимают Excel как своего рода «черный ящик», в который они вводят данные и просто нажимают кнопку «Рассчитать», чтобы программа автоматически вставляла данные в другие электронные таблицы, выполняла некоторые вычисления, отображала результаты в соответствии с некоторыми предопределенными условиями, оценивала и давала комментарии и т. д. и т. п. Кто-то (возможно, много лет назад) создал приложение, которое выполняет задачу, используя все причудливые функциональные возможности Excel, но повседневный пользователь не понимает, что на самом деле происходит, как он может изменить процедуру, и что случится, если не применяются условия для фактических вычислений и оценки…?
Способ представления
Excel не является отличным текстовым редактором, но у него есть многочисленные инструменты для форматирования и расположения текста, фона и цвета и т. д. для данных в электронных таблицах и диаграммах до того, как результат может быть напечатан в виде хорошего отчета. Однако лабораториям, которые нуждаются в представлении четких сообщений и информации для обоснования ключевых решений, необходимо использовать эти многочисленные опции для замысловатых макетов с осторожностью, чтобы проиллюстрировать и подчеркнуть содержание отчета, а не исказить само сообщение.
Excel – это фантастический инструмент для обработки данных – даже в испытательной лаборатории (хотя он специально не предназначен для этого) – но в лаборатории нужна осознанная стратегия, чтобы получить максимальную пользу от его использования эффективным, надежным и безопасным способом.
Например, реализуя следующие принципы/рекомендации:
Планирование – которое окупится прежде, чем вы начнете.
Некоторые утверждают, что «правило 80/20» также применимо к созданию новой электронной таблицы – т. е. тратится 80 % времени на планирование с помощью бумаги и карандаша, а затем 20 % на фактическую реализацию приложения на компьютере, как например:
- Какие данные должны быть обработаны и как они должны быть введены в Excel (передача данных, форматирование, импорт и ввод)?
- Какие вычисления должны быть выполнены, какие формулы и входные данные необходимы (включая любые константы, проверку входных данных (минимальные/максимальные значения))?
- Как следует представить результат и существуют ли какие-либо особые требования исходя из обеспечения качества (например, проверка) и документации?
- Используется ли приложение регулярно – или только один раз – и кто его использует?
- Если данные должны быть сохранены и систематизированы, перед вводом данных должна быть создана подходящая таблица («список» на отдельной вкладке)… и т.д.
Настройка приложений – для использования более чем «одним ботаником» в лаборатории.
Подумайте о полезном применении приложений Excel, например:
- разъяснение того, где и каким образом должен осуществляться ввод данных;
- сделать использование приложений Excel (например, форм Visual Basic) не требующим объяснений (на таком уровне, чтобы повседневный пользователь понимал действительную функциональность электронной таблицы),
- использование именованных ячеек и диапазонов ячеек, что облегчает чтение и понимание последующих формул,
- скрытие (если возможно) фоновых вычислений в скрытых областях ячеек конкретных «листов расчета»,
- включение автоматических действий (с использованием логических функций, условного форматирования, проверки данных – и, если это уместно, даже функций массива и макросов), если это не противоречит логическим суждениям пользователей и потребности в персональных действиях,
- отслеживание больших объемов данных, путем их разделения на разные листы и файлы – и установление связей между ними удобным способом (…что в то же время, вероятно, сократит время, необходимое для вычислений),
- резервное копирование (защита) ячеек/диапазонов/рабочих листов перед сохранением приложения в качестве шаблона для будущего использования.
Документация – раздражающая, трудоемкая, но бесценная «бумажная работа»
Помимо того, что она является необходимой частью любой системы обеспечения качества, в которой используются приложения Excel, для повседневного использования может оказаться крайне важным, что функциональность данного приложения хорошо документирована. Это играет не последнюю роль, когда коллега, который разработал различные формулы и другие функции, больше не доступен. Excel предлагает несколько более или менее первоклассных функции:
- Написать пояснительный текст в ячейках рядом с формулами (например, используйте Редактор формул, чтобы отобразить фактические формулы),
- Использовать инструмент комментариев, чтобы объяснить содержание ячеек,
- Распечатать рабочий лист в режиме «показать Формулы» и т.д.
Обеспечение качества – также электронные таблицы должны быть приведены в соответствии с правилами
Будучи интегрированной – и очень важной – частью всего процесса проведения испытаний в лаборатории, инструмент расчета в форме Excel также должен быть включен в деятельность по обеспечению качества, такую как проверка данных (прим. пер. – валидация), документирование и т. д.
Когда используются макросы и сложные функциональные возможности, программное обеспечение (EXCEL) рассматривается как готовое к использованию модифицированное. Такое приложение должно быть в достаточной степени проверено или валидировано. Требования к этому приведены в ISO/IEC 17025, пп. 6.4 и 7.11.2.
Подводные камни появляются при отсутствии:
- идентификации;
- диапазона допустимых входных значений
- проверка/контроль функциональности приложения путем ручных контрольных расчетов с известными входными данными/известным результатом;
- использовать (при необходимости) встроенные средства для пошаговых вычислений и отслеживания ошибок;
- контрольные записи исправлений в электронной таблице, к сожалению, не включены в функциональные возможности Excel, но должны быть установлены путем создания специальных макросов.
Обратите внимание, что не модифицированное готовое программное обеспечение считается валидированным в достаточной мере производителем программного обеспечения
[Конечно частью обеспечения качества при использовании Excel также будет разработка и соблюдение политик и документированных процедур; см. следующий параграф]
Политики/процедуры – лаборатория должна в полном объеме контролировать использование этого мощного инструмента.
Многие сотрудники могут считать работу в Excel и разработку новых и лучших (!?) приложений интересной – и доставляющей удовольствие – задачей, что, конечно, можно рассматривать как положительный аспект, но в то же время, с точки зрения контроля, это может создать много проблем для фактического и согласованного использования Excel в лаборатории!
Поэтому для всех приложений Excel для обработки данных в испытательной лаборатории крайне важно, чтобы лаборатория установила свои собственные политики и соответствующие процедуры для контроля (даже ограничения) соблазна разрабатывать свои собственные приложения всевозможных направлений. Например, это должно/может охватывать такие темы, как:
- Кто несет ответственность за разработку (и пересмотр) приложений, которые используются для обработки данных в лаборатории?
- Для каких целей используется Excel в лаборатории?
- Как (на каком уровне) создается резервное копирование рабочих книг Excel?
- Как в лаборатории обрабатываются статистические данные?
Обучение – вы всегда можете узнать больше об Excel
Excel часто рассматривается как инструмент, который люди могут легко освоить и изучить самостоятельно! Тем не менее, для всей организации в лаборатории часто бывает выгодно, чтобы сотрудники проходили специальное обучение по использованию Excel для лабораторных приложений (многие специфические функциональные возможности, функции и способы разработки приложений для работы с электронными таблицами, актуальные для лабораторий, обычно не изучают на курсах Excel).