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NPL 报告 MS 34 - 机器学习的不确定性评估
准确、标准化和质量保证的测量为社会带来了诸多好处。这一目标是通过计量基础设施实现的，这些基础设施定义了主要的测量标准，并确保所有测量都可以通过不间断的校准链追溯到这些标准，每个校准链都会增加测量不确定度（BIPM 等）。机器学习 (ML) 和人工智能 (AI) 有可能将计量的范围扩展到信号处理应用，例如先进制造、自动运输、网络通信和医学成像，其中底层物理模型要么不太了解，要么计算效率低下。然而，人们认为 ML 的输出不可信，阻碍了 ML 及其所有优点的采用（Floridi，2019 年）。更具体地说，ML 预测的可追溯性必须伴随着对不确定性的可靠定量评估。虽然机器学习的最新进展在很大程度上集中在分类任务上，但机器学习在计量学中的典型用途是回归任务，其中需要估计连续量。虽然目标是使用有关连续（单变量）量的信息来做出决策或评估系统是否满足特定要求，但根本挑战是测量该量以提供该信息，因此我们将在本报告中重点关注回归问题。计量学中如何出现回归问题？它们的出现是因为通常不可能或不希望直接测量一个量，而是需要或希望从一些更容易测量或有信息的贡献中推断出关于一个量的信息。这些贡献可能与某些仪器或系统进行的测量、应用的校正或从制造商的规格或校准证书等来源获得的信息有关。然后需要一个模型来从这些贡献中推断出有关感兴趣数量的信息。通过测量模型评估不确定性的框架在有影响力的“测量不确定度表达指南”（GUM）（BIPM 等，2008a）中为计量界标准化。在许多情况下，不可能基于物理理解构建或执行分析模型的计算，而是必须采用数据驱动的方法。举三个示例测量问题，其中 ML 要么正在使用，要么具有潜力。
NPL 报告 MS 34 - 机器学习的不确定性评估
准确、标准化和质量保证的测量为社会带来了诸多好处。这一目标是通过计量基础设施实现的，这些基础设施定义了主要的测量标准，并确保所有测量都可以通过不间断的校准链追溯到这些标准，每个校准链都会增加测量不确定度（BIPM 等）。机器学习 (ML) 和人工智能 (AI) 有可能将计量的范围扩展到信号处理应用，例如先进制造、自动运输、网络通信和医学成像，其中底层物理模型要么不太了解，要么计算效率低下。然而，人们认为 ML 的输出不可信，阻碍了 ML 及其所有优点的采用（Floridi，2019 年）。更具体地说，ML 预测的可追溯性必须伴随着对不确定性的可靠定量评估。虽然机器学习的最新进展在很大程度上集中在分类任务上，但机器学习在计量学中的典型用途是回归任务，其中需要估计连续量。虽然目标是使用有关连续（单变量）量的信息来做出决策或评估系统是否满足特定要求，但根本挑战是测量该量以提供该信息，因此我们将在本报告中重点关注回归问题。计量学中如何出现回归问题？它们的出现是因为通常不可能或不希望直接测量一个量，而是需要或希望从一些更容易测量或有信息的贡献中推断出有关量的信息。这些贡献可能与某些仪器或系统进行的测量、应用的校正或从制造商的规格或校准证书等来源获得的信息有关。然后需要一个模型来从这些贡献中推断出有关感兴趣数量的信息。通过测量模型评估不确定性的框架在有影响力的“测量不确定度表达指南”（GUM）（BIPM 等，2008a）中为计量界标准化。在许多情况下，不可能基于物理理解构建或执行分析模型的计算，而是必须采用数据驱动的方法。举三个示例测量问题，其中 ML 要么正在使用，要么具有潜力。
北卡罗来纳州免疫计划 (NCIP) 最低要求疫苗订购、处理和储存程序*
* 储存程序适用于私人和州疫苗库存疫苗人员 指定一名员工作为主要疫苗协调员和至少一名备用疫苗协调员。工作人员必须参加每年的、有记录的培训/教育，了解正确的储存和处理方法以及 VFC 计划要求。所有关键员工的变动都必须传达给 NCIP 储存和处理计划 每年或根据需要维护和更新（签名）书面常规疫苗管理和应急管理计划。确保所有员工阅读并理解计划，特别是在设备故障、电源故障、自然灾害或其他紧急情况下该怎么做。常规计划必须包括以下方面的指导：a) 正确的疫苗储存和处理方法，b) 疫苗的运输和接收，c) 疫苗订购，d) 库存控制，e) 疫苗过期、变质和浪费预防。应急计划必须包括：a) 姓名、联系信息以及如何通知负责准备和运输疫苗的工作人员，b) 替代疫苗储存设施信息，c) 如何包装疫苗以便运输，以及 d) 如何记录所采取的步骤疫苗储存设备（NCIP 强烈建议在购买新设备（数据记录器/存储单元）之前联系分支机构，以确保设备符合计划要求） 请勿将疫苗存放在宿舍或宿舍式冰箱/冰柜中 将冰箱和冰柜专门用于储存疫苗。储存单元必须能够全年维持所需的疫苗储存温度，并且足够大以容纳一年中最大的库存，同时还有足够的空间在冰箱中储存水瓶并在冰柜中储存冷冻冷却剂包/冷冻水瓶将储存单元放置在通风良好的房间中，周围留有空间，并且单元背面与墙壁之间至少有 4 英寸的距离请勿将储存单元插入电源板、接地故障断路器插座或由墙壁开关激活的插座中。这些装置可能会跳闸或关闭，导致存储单元断电 在冰箱、冰柜和断路器上张贴“请勿拔掉插头”标志 更换不符合最低要求或出现故障的存储单元（新购买的存储单元必须是独立单元） 保留一个带有当前校准证书的备用数据记录器温度计（不存放在单元中） 疫苗储存规范 每周轮换疫苗库存，并首先使用保质期较短的疫苗。立即移除过期疫苗并联系 NCIP 获取浪费说明。至少在到期日前四个月通知 NCIP，以避免因库存管理不当而导致赔偿。将疫苗放在原包装中，并将外观相似的疫苗存放在不同的架子上，以避免混淆和用药错误 将疫苗放在储藏单元的中央区域，以使疫苗周围有适当的空气流通。请勿将疫苗存放在门、蔬菜箱、单元地板上或单元顶部的冷却通风口附近 将水瓶存放在冰箱内壁、顶架上和门内 将冷冻的冷却剂包（以及冷冻水瓶）放在冰柜的墙壁和地板沿线以及冰柜门内 将 MMR 存放在冰柜中 请勿在单元中储存食物和饮料；将其他药物和生物制品存放在单独的储藏单元中 温度监测（所有温度计必须是数字数据记录器） 自 2024 年 7 月 1 日起，每天在诊所开放时（包括半天），从单元内带有探头的数据记录器中读取并手动记录一次当前温度。每天记录并清除一次最小/最大读数（诊所开门时）。记录的温度必须包括读数时间、测温人员的姓名和/或姓名首字母。温度必须与数据记录器显示屏上显示的完全一致，且不能四舍五入 每周下载并查看数据记录器读数 数据记录器探头应放置在疫苗附近的中央位置，并具有 ILAC 认可实验室颁发的最新校准证书 将温度日志张贴在疫苗储存单元上，并保留所有温度日志的副本 3 年 冰箱温度必须保持在 2°C 至 8°C（36° 至 46° F）之间，最佳温度为 5°C (40°F) 冷冻柜温度必须保持在 -50°C 至 -15°C（-58°F 至 +5°F）之间，最佳温度为 -20° C (-4°F) 当温度超出范围时立即采取行动。致电 NCIP 877-873-6247 寻求帮助，并在温度日志中记录所采取的任何措施。隔离受影响的疫苗瓶或包装，标记“请勿使用”，并在适当条件下将疫苗存放在功能正常的疫苗储存装置中疫苗运输和转移 立即拆开疫苗包装，对照发票检查疫苗订单的数量、批号和有效期，并妥善存放。如果冷链监控器已启动，请致电 NCIP；切勿拒绝交付疫苗 仅在疫苗协调员或后备人员可用时安排交付。考虑假期、休假、员工时间表、并在指定疫苗交付日期和时间时考虑营业时间的变化 未经 NCIP 疫苗订购和库存管理事先批准，不得转让或借用其他供应商的疫苗 根据实际服务的人口订购和管理所有 ACIP 推荐的疫苗 仅在接种时抽取疫苗 在物理上区分公共和私人疫苗库存，并保持完整、准确和单独的库存记录 将疫苗存放在原装容器中。仅使用制造商提供的特定稀释剂 除非制造商的包装说明书另有说明，否则多剂量产品可使用至药瓶上盖印的有效期。药瓶上仅标有月份和年份的有效期的疫苗可以在该月的最后一天使用。使用剂量时，标记多剂量药瓶以保持准确的库存