項目二試驗檢測數(shù)據(jù)處理.ppt

項目二、試驗檢測數(shù)據(jù)處理,工程質(zhì)量的評價是以試驗檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)的。試驗檢測采集得到的原始數(shù)據(jù)類多量大，有時雜亂無章，甚至還有錯誤，因此，必須對原始數(shù)據(jù)進行分析處理才能得到可靠的試驗檢測結(jié)果。本章以數(shù)理統(tǒng)計與概率論為基礎(chǔ)，介紹試驗檢測數(shù)據(jù)的處理方法。,情境一、認識誤差,二 誤差的表示,相對誤差,過失誤差,隨機誤差,系統(tǒng)誤差,多數(shù)情況下是由儀器或試驗方法引起的； 誤差的數(shù)值和符號有較明顯的規(guī)律。 可通過試驗或分析掌握其變化規(guī)律，在測量結(jié)果中加以修正。,是由許多難以控制的微小因素造成的，具有較強的偶然性； 誤差的數(shù)值和符號沒有明顯的規(guī)律； 可用數(shù)理統(tǒng)計方法進行分析和處理，以獲得可靠的測量結(jié)果。,是由于試驗人員測錯、讀錯、記錯或計算錯誤等疏忽大意、不小心造成的；或環(huán)境條件、試驗對象的異常變化而引起的。 誤差的數(shù)值明顯的偏離試驗結(jié)果 利用一定的準則先判定，然后從測得的數(shù)據(jù)中剔除。,三、誤差的分類,四、誤差的來源,裝置誤差,方法誤差,環(huán)境誤差,人為誤差,情境二、抽樣檢驗,1、總體：又稱母體，是統(tǒng)計分析中所要研究對象的全體。 有限總體：可以用數(shù)量來衡量的總體。 無限總體：一批產(chǎn)品，一道工序或一個連續(xù)的整體。 2、個體：組成總體的每個單元稱為個體。 3、樣本：從總體中抽取一部分個體就是樣本。 4、樣品：組成樣本的每一個個體叫做樣品。,一、基本概念,5、樣本容量：是指樣本中所含樣品的數(shù)量，通常用n來表示。樣本容量越大，可靠性越大，工作量越大，花費越多。 6、總體與樣本的關(guān)系： 7、檢驗的基本意義： 、對各個物品的檢驗： 各個產(chǎn)品試驗與質(zhì)量判定標準比較判定優(yōu)良品與不良品 、對批進行檢驗： 批抽樣對樣品進行檢驗與批的判定標準作比較判定批的合格與否,二、抽樣檢驗的意義,檢測設(shè)備,破損性,非破損性,破壞性檢驗是不可能對全部產(chǎn)品都作檢驗的,非檢驗儀具器械的種類少，性能難以穩(wěn)定,四、抽樣檢驗常用方法,情境三、數(shù)據(jù)的修約規(guī)則,一、計數(shù)值數(shù)據(jù)和計量值數(shù)據(jù),二、有效數(shù)字,有效數(shù)字的概念：由數(shù)字組成的一個數(shù)，除最末一位數(shù)字是不確切值或可疑值外，其他數(shù)字皆為可靠值或確切值，則組成該數(shù)的第一個不是0的數(shù)字開始的所有數(shù)字包括末位數(shù)字稱為有效數(shù)字，除有效數(shù)字外其余數(shù)字為多余數(shù)字。,0812、0.0762、3.54、2.00、3.54103,有效數(shù)字位數(shù),三位,三、質(zhì)量數(shù)據(jù)的修約規(guī)則,擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一位數(shù)字等于5，而后面的數(shù)字并非全部為0時，則進1，即所留下的末位數(shù)字加l。,擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一位數(shù)字小于5時，則舍去，留下的數(shù)字不變。,擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一位數(shù)字大于5時，則進1，即所留下的末位數(shù)字加1。,擬舍去的數(shù)字并非單獨的一個數(shù)字時，不得對該數(shù)值連續(xù)進行修約，應(yīng)按擬舍去的數(shù)字中最左面的第一位數(shù)字的大小，照上述各條一次修約完成。,擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一位數(shù)字等于5，而后面無數(shù)字或全部為0時，所保留的數(shù)字末位數(shù)為奇數(shù)則進1，如為偶數(shù)則舍去。,情境四、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征與分布,一、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特征,一、算術(shù)平均值,三、極差,四、標準偏差,五、變異系數(shù),二、數(shù)據(jù)的分布特征,1、正態(tài)分布 正態(tài)分布是應(yīng)用最多、最廣泛的一種概率分布，而且是其他概率分布的基礎(chǔ)。,平均值是f（x）曲線的位置參數(shù)，它決定曲線最高點的橫坐標。標準偏差是f（x）曲線的形狀參數(shù)，它的大小反映了曲線的寬窄程度。越大，曲線低而寬，說明觀測值落在附近的概率越小，觀測值越分散。越小，曲線高附近的概率越大，觀測值越集中。,2、t分布,t分布有如下特征： 以0為中心，左右對稱的單峰分布； t分布是一簇曲線，其形態(tài)變化與n大小有關(guān)。自由度n越小，t分布曲線越低平；自由度n越大，t分布曲線越接近標準正態(tài)分布（分布）曲線。,情境五、可疑數(shù)據(jù)的取舍方法,工程質(zhì)量常會發(fā)生波動情況。由于質(zhì)量的波動，自然會引起質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)的參差不齊，有時還會發(fā)現(xiàn)一些明顯過大或過小的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為可疑數(shù)據(jù)。因此，在進行數(shù)據(jù)分析之前，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計法判別其真?zhèn)危Q定取舍。,方案一、拉依達法,方案二、肖維納特法,肖維納特法可疑數(shù)據(jù)舍棄的標準為：,方案三、格拉布斯法,格拉布斯法假定測量結(jié)果服從正態(tài)分布，根據(jù)順序統(tǒng)計量來確定可疑數(shù)據(jù)的取舍。例如做n次重復(fù)試驗，測得結(jié)果為x1，x2，xn，而且xi服從正態(tài)分布。,按值由小到大順序重新排成，得：,當最小值x1可疑時，則,當最大值xn可疑時，則,在指定的顯著性水平（一般0.05）下，求得判別可疑值的臨界值 g0（ ，n），格拉布斯法的判別標準為：,gg0（，n）,情境六、質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法,質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，就是運用統(tǒng)計性規(guī)律，收集、整理、分析、利用數(shù)據(jù)，并以這些數(shù)據(jù)作為判斷、決策和解決質(zhì)量問題的依據(jù)。,方案一、直方圖法,頻數(shù)的統(tǒng)計方法的兩種：一是以單個數(shù)值進行統(tǒng)計，即某個數(shù)據(jù)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)就是它的頻數(shù)；二是按區(qū)間數(shù)值進行統(tǒng)計，即是在已收集的數(shù)據(jù)中按照一定劃分范圍把整個數(shù)值分成若區(qū)間，按每個區(qū)間內(nèi)數(shù)值重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)作為這個區(qū)間的頻數(shù)。在質(zhì)量控制中，一般多采用第二種方法，也就是按區(qū)間進行頻數(shù)統(tǒng)計。,繪圖步驟： （1）收集數(shù)據(jù) 一般應(yīng)不少于50100個數(shù)據(jù)，本例為100個數(shù)據(jù)。 （2）數(shù)據(jù)分析與整理 從收集的數(shù)據(jù)中找出最大值與最小值，并計算其極差。 （3）確定組數(shù)與組距 通常先定組數(shù)，后定組距。組數(shù)用B表示，應(yīng)根據(jù)收集數(shù)據(jù)總數(shù)而定。當數(shù)據(jù)為50以下時，B57組；總數(shù)為50100時，B610組；總數(shù)為100250時，B712組；總數(shù)為250以上時，B1020組。 組距用h表示，其計算公式為：,（4）確定組界值 為避免數(shù)據(jù)恰好落在組界上，組界值要比原數(shù)據(jù)的精度高一位。 第一組的下界值= xmin-h/2 第一組的上屆值= xmax-h/2 第一組的上界值就是第二組的下界值，第二組的下界值加上組距h，即為第二組的界值，依次類推。 （5）統(tǒng)計頻數(shù) 組界值確定后按組號統(tǒng)計頻數(shù)、頻率（相對頻數(shù)）。 （6）繪制直方圖 以橫坐標為質(zhì)量特殊性，縱坐標為頻數(shù)（或頻率）作直方圖。,方案二、控制圖法,直方圖是質(zhì)量控制的靜態(tài)分析法，反映的是質(zhì)量在某一段時間里的靜止狀態(tài)。然而工程都是在動態(tài)的產(chǎn)生施工過程中形成的，因此，在質(zhì)量控制中單用靜態(tài)分析法是不夠的，還必須有動態(tài)分析法。采用這種方法，可隨時了解產(chǎn)生過程中質(zhì)量的變化情況，及時采取措施，使生產(chǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)?？刂茍D法就是典型動態(tài)分析法。,繪制步驟 ： 收集數(shù)據(jù)并整理。原則上要求收集50100個以上數(shù)據(jù)。 把數(shù)據(jù)按時間和分批的順序排列、分組。 計算各組的平均值、極差 ，并列于表中。 計算各組平均值的平均值、極差的平均值 。 計算控制界限 。 建立坐標，畫出控制圖。中心線用實線表示，控制界限用虛線示，并將樣本數(shù)據(jù)按抽樣順序描在圖上 。,方案三、相關(guān)圖法,1、繪圖步驟： 數(shù)據(jù)收集。成對地收集兩種特性的數(shù)據(jù)做成數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)應(yīng)在30組以上。 設(shè)計坐標。在坐標紙上以原因作x軸，結(jié)果(特性)作y軸，找出x、y的最大值和最小值，以最大值與最小值的差定坐標長度，并定出適當?shù)淖鴺丝潭取?數(shù)據(jù)打點入座。將集中整理后的數(shù)據(jù)依次相應(yīng)用“”標出縱橫坐標交點。 注說明。在圖中適當位置寫明數(shù)據(jù)個數(shù)、收集時間、工程部位名稱、制圖人和制圖日期等。,2、相關(guān)圖的幾種基本類型： 、正相關(guān)。隨著x的增加，y也明顯增加； 、弱正相關(guān)。隨著x的增加，y大體上也增加，但不像正相關(guān)那樣呈直線狀； 、負相關(guān)。隨著x的增加，y也明顯減小； 、弱負相關(guān)。隨著x的增加，y大體上減小，但不像負相關(guān)那樣呈直線狀； 、不相關(guān)。x的增減對y無影響，即x與y沒有關(guān)系； 、非線性相關(guān)。點的分布呈曲線狀。,圖片,繼續(xù),相關(guān)圖的基本形式,返回,3、回歸分析 做出相關(guān)圖后，即可根據(jù)回歸分析揭示兩個變量（因素）之間的相關(guān)關(guān)系，并可確定它們之間的定量表達式回歸方程。 在實際問題中，有時兩個變量之間的關(guān)系是線性，而有時兩個變量之間則存在非線性關(guān)系。因此，一般情況下，試驗結(jié)果的數(shù)學(xué)表示包括三個方面的工作： 確定回歸方程的類型。 確定回歸方程中的回歸系數(shù)。 回歸方程相關(guān)關(guān)系的判斷。,一元線性回歸是工程中常遇到的配直線的問題。通過試驗，可以得到若干組的對應(yīng)數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出相關(guān)圖，當點大致分布在一條直線附近時，說明兩變量之間存在線性關(guān)系，即可以用一條適當?shù)闹本€來表示這兩個變量的關(guān)系。此直線方程為： Y a+ bX 根據(jù)這個條件可以求得：,任何兩個變量x、y的若干組試驗數(shù)據(jù)，都可以按上述方法配置一條回歸直線，假如兩變量x、y之間根本不存在線性關(guān)系，那么所建立的回歸方程就毫無實際意義。因此，需要引入一個數(shù)量指標來衡量其相關(guān)程度，這個指標就是相關(guān)系數(shù)，用r表示：,式中：,相關(guān)系數(shù)r是描述回歸方程線性相關(guān)的密切程度的指標，其取值范圍為11。的絕