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1、第1章抽樣檢驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)第1節(jié)抽樣檢驗(yàn)的目的從居家過(guò)日子到國(guó)家重大經(jīng)濟(jì)決策都離不開(kāi)抽樣檢驗(yàn)。比如說(shuō),你 到水果攤買(mǎi)桔子,你可能會(huì)問(wèn):“酸不酸呀”?攤主說(shuō)“你嘗一嘗,先 嘗后買(mǎi)”,于是你從一大堆桔子中抽取一個(gè)嘗一嘗,你嘗的目的是什么 呢?你嘗的目的是要通過(guò)這一個(gè)桔子的質(zhì)量情況來(lái)推斷這一大堆桔子 的質(zhì)量情況。顯然抽樣檢驗(yàn)的目的是:通過(guò)樣本推斷總體。樣本是樣品 的集合,一個(gè)樣本可由一個(gè)樣品組成,也可由多個(gè)樣品組成。欲達(dá)到通 過(guò)樣本推斷總體這樣的目的,要通過(guò)三個(gè)步驟:A.抽樣,E.檢驗(yàn) C.推斷。其中抽樣這個(gè)步驟含有兩個(gè)內(nèi)容怎么抽,b.抽多少其中檢驗(yàn)這個(gè)步驟與抽樣檢驗(yàn)的理論沒(méi)有關(guān)系,不同的產(chǎn)品、不同的

2、質(zhì)量特性使用不同的檢測(cè)設(shè)備,有不同的檢驗(yàn)方法。C.推斷,即用對(duì)樣 本的檢測(cè)結(jié)果來(lái)對(duì)總體進(jìn)行推斷。抽多少與怎樣推斷就構(gòu)成了抽樣方第2節(jié)抽樣方案抽樣方案分為計(jì)數(shù)型抽樣方案和計(jì)量型抽樣方案兩大類(lèi),首先討論計(jì)數(shù)型抽樣方案。2 .1計(jì)數(shù)型抽樣方案計(jì)數(shù)型抽樣方案有兩種形式:1)(n;c);(2)(n; Ac, Re)從批中抽取n件產(chǎn)品構(gòu)成樣本,逐個(gè)檢驗(yàn)各個(gè)樣品,發(fā)現(xiàn)其中有d件 不合格品;若d< c ( d< Ac)則接收該批,若d> c (d> Re)則拒收該批。 其框圖見(jiàn)圖1-1:1I_1I:庖弦戈應(yīng)圖1-1抽樣方案的使用方法是非常簡(jiǎn)單的??沙闃臃桨甘窃趺创_定的 呢?這里必須指出

3、:抽樣方案不是人為規(guī)定的,抽樣方案是根據(jù)對(duì)總體 的質(zhì)量要求,用數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論設(shè)計(jì)出來(lái)的。2. 2計(jì)量型抽樣方案計(jì)量型抽樣方案的形式是:(n;k);它用樣本均值和樣本標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)批作出推斷,與計(jì)數(shù)型抽樣方案相比,在相同的判斷精度下,計(jì)量 型抽樣方案比計(jì)數(shù)型抽樣方案所需的樣本量更小。其使用方法在后面的 章節(jié)中做詳細(xì)介紹。第3節(jié) 抽樣檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)理論 (基礎(chǔ))當(dāng)討論抽樣方案時(shí),我們應(yīng)注意以下基本理論問(wèn)題:3.1當(dāng)存在隨機(jī)誤差時(shí),樣本質(zhì)量指標(biāo)不一定等于總體質(zhì)量指標(biāo)。(1)樣本不合格品率不一定等于總體不合格品率。比如說(shuō),從一 批產(chǎn)品中抽取一件產(chǎn)品;經(jīng)檢驗(yàn),若這件產(chǎn)品是合格品,那么樣本不合 格品率等于零,此時(shí),并

4、不能肯定:總體(批)不合格品率等于零,總體(批) 中沒(méi)有不合格品;經(jīng)檢驗(yàn),若這件產(chǎn)品是不合格品,那么樣本不合格品 率等于百分之一百,此時(shí),并不能肯定:總體(批)不合格品率等于百分之一百,總體(批)中都是不合格品。如果抽取兩件產(chǎn)品,樣本不合格品 率有三個(gè)值:兩件都是不合格品,樣本不合格品率等于百分之一百;兩件中一件是合格品,一件是不合格品,樣本不合格品率等于百分之五十;兩件都是合格品,樣本不合格品率等于零;在一次抽樣后,經(jīng)檢驗(yàn),可得上述三個(gè)值中的某一個(gè)值 ,無(wú)論出現(xiàn)哪一個(gè)值,我們都不能肯定地說(shuō) :總體 (批)不合格品率等于這個(gè)值。(2)樣本平均每百單位產(chǎn)品不合格數(shù)不一定等于總體(批)平均每百單位

5、產(chǎn)品不合格數(shù)。(3)某質(zhì)量特性的樣本平均值不一定等于該質(zhì)量特性的總體(批)平均值,(設(shè)總體(批)中某質(zhì)量特性值服從正態(tài)分布)。比如說(shuō),一批鋼絲的抗拉強(qiáng)度值服從正態(tài)分布;從這樣的一批鋼絲中抽取n根,經(jīng)檢測(cè)得觀測(cè)值Xi , X2 , X3 Xn ,其樣本均值為nX =亠,此時(shí)我們不能肯定地說(shuō) :這個(gè)樣本平均值一定等于總體(批)該質(zhì)n量特性的平均值。3 . 2 抽樣檢驗(yàn)不能保證被接收的總體(批)中的每件產(chǎn)品都是合格品。比如說(shuō),一批燈泡有10 0個(gè),我們定義:燈泡使用壽命達(dá)到100 0小時(shí)以上為合格品,燈泡使用壽命不足1 0 0 0小時(shí)為不合格品; 我們從這批燈泡中抽取了9 9個(gè)燈泡,經(jīng)檢驗(yàn),這9 9

6、個(gè)燈泡的使用壽 命都達(dá)到1 0 0 0小時(shí)以上,都為合格品,最后一個(gè)燈泡沒(méi)檢驗(yàn),我們 不能肯定地說(shuō):最后那個(gè)沒(méi)檢驗(yàn)的燈泡使用壽命在1000小時(shí)以上, 它為合格品。對(duì)于此例,樣本量已達(dá)到極限了,樣本中的每件產(chǎn)品都是 合格品,接收了該總體 (批),都不能保證被接收的總體 (批)中的每件產(chǎn) 品都是合格品,何況,在一般情況下,樣本量要比這小得多,怎能保證 被接收的總體(批)中的每件產(chǎn)品都是合格品呢?3. 3 抽樣檢驗(yàn)所犯的兩類(lèi)錯(cuò)誤設(shè)一批產(chǎn)品中有 1OOOO件,我們定義不合格品率不得超過(guò)百分之一, (Po = 1 %),當(dāng)一批產(chǎn)品的不合格品率不超過(guò)百分之一時(shí),我們稱它為合格批;當(dāng)一批產(chǎn)品的不合格品率超過(guò)

7、百分之一時(shí),我們稱它為不合格 批。我們選定用(5;0)抽樣方案,如果該批產(chǎn)品中有10件不合格品,(D =10),其不合格品率的真值為百分之零點(diǎn)一(p =0.1 %),那么,它是合格批;在這樣的一批產(chǎn)品中抽取5件,有可能抽到不合格品,抽 樣檢驗(yàn)是根據(jù)樣本的情況對(duì)總體進(jìn)行判斷的,抽到了不合格品,就判該 批不合格;此批明明是合格的,抽樣檢驗(yàn)判斷它為不合格,抽樣檢驗(yàn)判錯(cuò)了,這個(gè)錯(cuò)誤稱為第一類(lèi)錯(cuò)誤,也稱為棄真錯(cuò)誤。犯棄真錯(cuò)誤的概率=1d nDCNCN_dD稱為棄真概率,記為犯第一類(lèi)錯(cuò)誤(棄真錯(cuò)誤)的概率設(shè)一批產(chǎn)品中有10,000件,我們定義不合格品率不得超過(guò)百分之一,Po = 1 %),我們選定用(5

8、; 0)抽樣方案,如果該批產(chǎn)品中有9,000件不合格品(D = 9000 ),其不合格品率的真值為百分之九十(p =90%),那么,它是不合格批;在這樣的一批產(chǎn)品中抽取5件,有可能抽到的都也稱為存?zhèn)五e(cuò)誤。Ac d n H -CDCN -D dd CN是合格品,抽樣檢驗(yàn)是根據(jù)樣本的情況對(duì)總體進(jìn)行判斷的,若抽到的都 是合格品,就判該批合格;此批明明是不合格的,抽樣檢驗(yàn)判斷它為合 格,抽樣檢驗(yàn)又判錯(cuò)了,這個(gè)錯(cuò)誤稱為第二類(lèi)錯(cuò)誤, 犯存?zhèn)五e(cuò)誤的概率稱為存?zhèn)胃怕?,記為B。犯第二類(lèi)錯(cuò)誤(存?zhèn)五e(cuò)誤)的概率B =一般情況下可描述為:在抽樣檢驗(yàn)中,將合格批誤判為不合格所犯的錯(cuò)誤稱為棄真錯(cuò)誤,犯棄真錯(cuò)誤的概率將稱為

9、棄真概率,記為。在生產(chǎn)方與使用方的驗(yàn)收抽樣檢驗(yàn)中,犯棄真錯(cuò)誤(將合格批誤判為不合格),對(duì)生產(chǎn)方是不利的, 在此時(shí)犯棄真錯(cuò)誤的概率稱為生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn);在生產(chǎn)方與使用方的驗(yàn)收抽樣檢驗(yàn)中,犯存?zhèn)五e(cuò)誤(將不合格批誤判為合格),對(duì)使用方是不利的,在此時(shí)犯存?zhèn)五e(cuò)誤的概率稱為使用方風(fēng)險(xiǎn)。第4節(jié) 抽樣方案的接收概率曲線(OC曲線)用二項(xiàng)分布可計(jì)算出當(dāng)一批產(chǎn)品的不合格品率為p時(shí),(n; c)抽樣方案的接收概率為例(2; 1 )抽樣方案的接收概率如下 :p( %)0.651.01.52.54.06.510203050pa(p) 0.987 0.980 0.970 0.951 0.922 0.874 0.810 0.0

10、640.490 0.250p:表示不合格品率;Pa(P):表示批質(zhì)量處于該不合格品率時(shí),(2;1)抽樣方案的接收(通過(guò))概率值。以p (不合格品率)為橫坐標(biāo),Pa (p )(抽樣方案的接收概率值)為縱坐標(biāo),建立坐標(biāo)系;將點(diǎn)(0.0065,0.987)、(0.010,0.980)、(0.015,0.970)、(0.025,0.951)、(0.040,0.922)、(0.065,0.874)、(0.10,.810)、(0.20,0.064)、(0.30,0.049)、(0.50,0.25)分別描入坐標(biāo)系中;將這些點(diǎn)用平滑曲線聯(lián)接起來(lái),這條曲線即為接收概率曲線。接收概率曲線又稱為操作特性曲線(Ope

11、rati ng Characteristic Curve)簡(jiǎn)稱為OC曲線。圖1-2第5節(jié)孤立批抽樣方案的質(zhì)量保證:用一個(gè)抽從抽樣方案的接收概率曲線(OC曲線)我們可以了解到樣方案對(duì)一批產(chǎn)品進(jìn)行抽樣檢驗(yàn),若樣本符合要求,就說(shuō)抽查通過(guò),此時(shí)并不意味著該批質(zhì)量符合要求,這個(gè)抽樣方案只能起概率把關(guān)的作用。所以我們得到,孤立批抽樣方案的質(zhì)量保證如下:孤立批抽樣方案不能 將某一通過(guò)批的不合格品率控制在預(yù)先規(guī)定的數(shù)值下,孤立批抽樣方案 僅起概率把關(guān)的作用。所謂概率把關(guān)就是當(dāng)不合格品率低時(shí),接收的概率高;當(dāng)不合格品率高時(shí),接收的概率低。這里的接收概率的高低 ,僅僅是定性的;其概率把關(guān)作用的定量化有 多種形式:

12、兩點(diǎn)型,單點(diǎn)型,左點(diǎn)型,右點(diǎn)型,在后面的章節(jié)中做詳細(xì) 介紹。第6節(jié)連續(xù)批抽樣方案的質(zhì)量保證,然而在質(zhì)量管理與質(zhì)量控制工作中,我們總希望控制不合格品率孤立批抽樣方案不能將某一通過(guò)批的不合格品率控制在預(yù)先規(guī)定的數(shù) 值下,只有用某一連續(xù)批抽樣方案系統(tǒng)對(duì)連續(xù)多批進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)可將通 過(guò)批的平均不合格品率控制在事先規(guī)定的數(shù)值之下。連續(xù)批抽樣方案的質(zhì)量保證可用數(shù)學(xué)符號(hào)描述如下:m批,6.1用某一接收質(zhì)量限(AQL)確定的系列抽樣方案,對(duì)連續(xù)m>10)批產(chǎn)品進(jìn)行逐批抽樣檢驗(yàn),若接收了其中的k ( k < m)對(duì)于非破壞性實(shí)驗(yàn),則高概率的有:k二D m(i) - dm(i)¥<aqlN m(i) 一 d m(i)i 二其中:Dm(i) nm(i) d m(i)Nm(i) 表示第1個(gè)接收批的批量表示第i個(gè)接收批中包含的不合格品數(shù) 表示第1個(gè)接收批的樣本量表示第1個(gè)接收批的樣本中包含的不合格品數(shù)kDm(i) - d m(i)表示生產(chǎn)方交付給使用方的k批產(chǎn)品的平均不合格率。i ±kNm(i) - d m(i)i ±6 .2用某一接收質(zhì)量限(AQL)確定的系列抽樣方案,對(duì)連續(xù)(m> 10)批產(chǎn)品進(jìn)行逐批抽樣檢驗(yàn),若接收了其中的k ( k<

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