10 第十章 抽样检验的基本原理

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※ 质量指标 p0的数值大小与使用方的要求、产品的用途、性 质、价值及检验工作的难易程度有关。
※ 质量指标 p0的可根据产品的重要程度和不合格分类,在技 术标准或供货合同中规定(如计数调整型抽样检验中规定的 接收质量限AQL)。
¾ 接收数 Ac (或拒收数 Re ):预先规定的对样本质 量的要求。
① 若d≤ Ac:认为p≤ p0,批质量满足要求,应接收; ② 若d > Ac (或d ≥Re = Ac +1):认为p> p0:批质 量不符合要求,应拒收。
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抽样检验标准体系
¾ 我国陆续制定发布了 19 个抽样检验国家标准, 还有用于指导抽样检验的标准 4 个,形成了抽样检 验的标准体系。
一、抽样检验的国家标准
标准号
标准名称
批质量 质量 指标 标准
判定特性
种类
应用 场合
计数抽样检验程序
GB/T 2828.1— 2003
第1部分:按接收质量 限(AQL)检索的逐
不合格 品率
AQL
不合格品数 计数调 或不合格数 整型
连续 批
批检验抽样计划
GB/T 13263— 1991
跳批计数抽样检查程序
不合格 品率
AQL
不合格品数 计数调 或不合格数 整型
连续 批
GB/T 13264— 1991
不合格品率的小批计数 不合格 抽样检查程序及抽样表 品率
p0, 不合格品数 计数标 p1 或不合格数 准型
β= L( p1 )
二、抽样方案的选择
¾ 对于生产者而言,希望α较小些;对于使用者来 说,则希望β越小越好。
¾ 在选择抽样方案时,应选择一条合理的OC曲线, 使两种风险尽量控制在合理的范围内,以保护双方 的经济利益。
¾ 较好的抽样方案应使:在产品质量好于规定(p≤ p 0) 时,接收概率L( p)大;当产品质量变坏( p≥ p1),L(p) 迅速变小,如下图所示:
三、抽样特性曲线(OC曲线)
¾ 对于一定的抽检方案 (n, Ac)来说,每一个不同 的 P 值都对应着唯一的接收概率 L( P)。当P 值连续 变化时,特定抽检方案的接收概率随 P 值的变化规 律称为抽检特性。在直角坐标系中以横坐标表示批 质量 P ,纵坐标表示接收概率 L( P) ,将这一规律 用曲线描绘出来,就称为抽样特性曲线,简称为OC 曲线(Operating Characteristic Curve) 。
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七、按百分比抽样及其不合理性
¾ 百分比抽样检验:不论产品批量 N 的大小,一律 按同一百分比从生产批中抽取样本,而在样本中允许 出现的不合格品个数是相同。 ¾ 缺点: ① 大批严,小批松(批质量相同,接收概率不同); ② 两质量相差较大的产品批,被接收的可能性相同。
抽检方案的选择
一、抽样检验的风险
α= 1 - L( p0 )
5
¾ 设 p1 为可接受的极限不合格品率(通常用LTPD(
Lot Tolerance Percent Defective)表示),即如果批不
合格品率 p≥ p1 时,应该 100% 拒收。实际上,当 p = p1 时,仍然有可能以β的概率被接收。这种错判会使 用户蒙受损失。所以β被称为使用者风险。
2
¾ 按泊松分布计算(当N≥10n 且 p≤0.1 时):
∑ ∑ L( p)
=
Ac d =0
P (d ; np)
=
Ac d =0
(np)d e−np d!
∑ = 1 (0.5)d e−0.5
d=0 d !
= (0.5)0 e−0.5 + (0.5)1 e−0.5
0!
1!
= 0.6065 + 0.3033
的接收概率。
∑ ∑ L(P)
=
Ac d =0
(
pN d
)(
N − pN n−d
(
N n
)
)
=
1 d=0
(
5 d
)(100−5 10 − d
)
(100 10
)
=
(
5 0
)(1905
)
(100 10
)
+
(15 )(995 )
(100 10
)
= 0.5838 + 0.3394
= 0.9232
Байду номын сангаас
¾ 按二项分布计算(当N≥10n 时):
※ 接收数 Ac 和拒收数 Re的组合被称为判定数组,判定数组 连同样本量 n 构成了一次计数抽样方案。
二、抽样检验的判定程序
从批中抽取一个样 本量为 n 的样本
统计样本中d
如果d ≤ Ac 接收该批
如果d ≥ Re 拒收该批
※ 计数一次抽样方案判定程序 ※
1
从批中抽取一个样 本量为 n1 的样本
六、检验参数 N、n、Ac 对OC曲线的影响
N=1000,n=20,Ac=0 N=100,n=20,Ac=0 N=50,n=20,Ac=0
¾ 批量 N :对曲线的形状,也就是对抽样方案的抽 检特性影响很小。
N=2000,n=50,Ac=4 N=2000,n=50,Ac=2 N=2000,n=50,Ac=0
统计样本中d1
如果d1 ≤ Ac1
如果Ac1 < d1< Re1 如果d1 ≥ Re1
再从批中抽取一个 样本量为 n2 的样本
统计样本中d2
如果d1+d2 ≤ Ac2 接收该批
如果d1+d2 ≥ Re2 拒收该批
※ 计数二次抽样方案判定程序 ※
接收概率与抽检特性曲线
一、接收概率的定义
¾ 接收概率:一个批被接收的可能性,即根据规定 的抽检方案 (n, Ac),把待检批判定为合格而接收 的概率称为接收概率,通常记为 L( p),又称为抽检 方案 (n, Ac) 的抽检特性函数。 ¾ 拒收概率:一个批被拒收的可能性大小,通常记 为 R( p)。
p0
p100%
¾ 事实上,这种OC曲线在实际中是不存在的,因
为即使采用全检,也难免出现错检和漏检。
¾ OC曲线的斜率越大,它代表的抽样方案越严格。 但这种快速的变化并不一定是希望的,从理想的OC 曲线看,当p≤ p0 时,不仅希望批的接收概率高, 还希望接收概率要稳定,不要发生剧变。
五、较好的OC曲线的影响
¾ 其中 p0 、 p1 为生产和使用方共同商定的质量指标( 不良率),其中 p0 满意的指标,称为合格质量水平 (AQL), p1为应尽量避免的质量水平,称为极限不合
格率(LTPD)。我们应根据产品的质量要求,合理地调 整n 、Ac,将α、β限制在一个生产方和使用方都能 接受的适当水平。
L(p)
1.00
= 0.9098
【课堂练习】
(1)今对批量为50 的外购产品批作抽样验收,采用 的抽样方案为(5,1),问:批不合格品率p = 5%时 的接收概率L( p)是多少?
(2)有一批轴承用的钢球10万个需要作表面缺陷数的 检查,如果采用(100,15)的抽检方案,当p=10%时 的接收概率L( p)是多少?
¾ 从抽样特性曲线可以看出: ① 要使检验批以某一概率被接收,该批产品的质量
应保持在相应的水平上; ② 还可以知道抽样方案对供需双方的保护程度。
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四、理想的OC曲线
¾ 理想的抽样方案(最强判别能力)应当满足: 当 p≤ p0时,接收概率等于1; 当 p > p0时,接收概率等于0。
L( P) 1
0
及表
品率
RQL
不合格品数 或不合格数
计数周 期型
p0和p1四个参数,然后求解下列联立方程就可求得 样本含量 n 和合格品判定数Ac 。
⎧⎪α ⎨ ⎪⎩
= β
1 =
−L
L(
( p0 p1 )
)
¾上述联立方程一般选取 n 为最小的那一组解。方
程的求解可以利用电子计算机,有时为简化起见,
也可利用抽样方案表设计抽样方案。
习题与思考题
¾N,n,Ac 对抽样曲线有何影响? ¾利用OC 曲线说明百分比抽样的不合理性。 ¾设 N=100,n=5, Ac =1,求 p =5% 条件下的接受概率。 ¾设有一批产品,批量N=1000,今用(30,3)的抽样方案对它 进行抽样验收,试画出此方案的OC曲线。 ¾试画(1000,100,10)和(100,10,1)两个抽样方案的OC 曲线,并比较它们的抽样特性。 ¾有产品50台,经供需双方商定,P0=0.04,α=0.05, β =0.1, P1=0.10,试用解析法求其抽样方案(n, Ac )。
¾ 在同样的值 N 和 n 下,Ac 减小,接收概率L( p) 降低。这意 味着抽样方案的严格程度增加。
N=2000,n=25,Ac=1 N=2000,n=50,Ac=1 N=2000,n=250,Ac=1
¾ 在同样的值 N 和 Ac 下, n 增加,接收概率L( p) 降低。这 意味着抽样方案的严格程度增加。
Ac
Ac
∑ ∑ L( p) =
B(d;n, p) =
(
n d
)
pd
(1

p)n−d
d =0
d =0
1
∑ = (1d0 )0.05d (1 − 0.05)10−d d =0
= (100 )0.050 (0.95)10 + (110 )0.051(0.95)9
= 0.5987 + 0.3151
= 0.9139
p 0.060 0.070 0.076 0.080 0.100 0.200 … 1.00 L( p ) 0.1900 0.1265 0.0982 0.0827 0.0337 0.0002 … 0.000
L( P) 图 抽检方案 (50,1) 的抽样特性曲线
¾ 抽样方案的判别能力: ① 高质量产品以低概率拒收(保护生产方利益); ② 低质量产品以高概率拒收(保护使用方利益) 。
第十章 抽样检验的基本原理
主要内容
¾ 抽样检验的判定程序 ¾ 接收概率与抽检特性曲线 ¾ 抽样方案的风险 ¾ 抽样检验方案的选择 ¾ 抽样检验的基本程序
抽样检验的判定程序
一、批质量的判定
¾ 质量指标 p0:预先规定的对批质量的要求。 ① p≤ p0:批质量满足要求,应接收; ② p> p0:批质量不符合要求,应拒收。
L( p) = P(d ≤ Ac ) R( p) = P(d f Ac )
L( p) + R( p) = 1
二、接收概率的计算
¾ 按超几何分布进行计算:
∑ ∑ L(P)
=
Ac d =0
H (d;n,
p,
N)
=
Ac d =0
(
pN d
)(
N − pN n−d
(nN )
)
【例10-1】
¾ 已知 N = 100, n = 10, Ac = 1, 求当p = 5%时
连续 孤立 批
GB/T 13546— 挑选型计数抽样检查程 不合格 AOQL 不合格品数 计数挑 连续
1992
序及抽样表
品率 或LQ
选型 批
标准号
标准名称
批质量 质量 指标 标准
判定特性
种类
应用 场合
GB/T 6378— 2002
不合格品率的计量抽样 不合格
检验程序及图表
品率
AQL
样本均值
计量调 连续 整型 批
0.95 0.90
α = 0.05
0.85
0.80
0.75
0.70
0.65
0.60 0.55 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30
0.25
0.20 0.15
β = 0.1
0.10
0.05
0.00
p
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
P0
P1
¾ 抽样方案必须使生产者的风险α和使用者的风险
β都尽可能小。首先由供需双方共同商定α,β,
¾ 抽样检验的两类判断错误:
¾ 第I类错误(生产者风险PR(Producer’s Risk) ):将合格批作为不合格批而拒收,对 生产商不利;
¾ 第Ⅱ类错判(使用者风险CR(Consumer’s Risk) ):将不合格批作为合格批接收,对使 用者不利。
¾ 假定 p0 是可接受的质量水平的上限(通常用 AQL 表 示),即批不合格品率 p ≤ p0 时,说明批质量是合格 的,应100%接收。然而实际上,当 p= p0 时,交验批 只能以 1-α的概率被接收,被拒收的概率为α。这种错 判会使生产者受到损失。所以,α被称为生产者风险。
例:已知N=1000,今用抽样方案(50,1)去反复检验 p=0.005, 0.007, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.076, 0.08, 0.10, 0.20, …, 1.00 的缺陷数交验批时,可得到如下的 结果:
p 0.000 0.005 0.007 0.010 0.020 0.030 0.040 0.050 L( p ) 1.000 0.9739 0.9519 0.9106 0.7358 0.5533 0.4005 0.2794
GB/T 13262— 1991
不合格品率的计数标准 型一次抽样检查程序及 抽样表
不合格 品率
p0, p1
不合格品数
计数标 准型
孤立 批
GB/T 16307— 1996
计量截尾序贯抽样检验 不合格
程序及抽样表
品率
PRQ CRQ
样本均值
计量标 孤立 准型 批
GB/T 2829— 2002
周期检验计数抽样程序 不合格
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