《抽樣檢驗》PPT課件.ppt

第 15章 抽樣檢驗 2021/2/21 質量管理 2 有經(jīng)驗的企業(yè)家認為： 沒有質量檢驗的生產好像瞎子走路，因為無 法掌握生產過程的狀態(tài)，必將使生產失去必要 的控制和調節(jié)。 2021/2/21 質量管理 3 抽樣檢驗的由來 : 二次世界大戰(zhàn)時期，美國軍方采購軍火時在 檢驗人員極度缺乏的情況下，為保證其大量購 入軍火的品質，專門組織一批優(yōu)秀數(shù)理統(tǒng)計專 家、依據(jù)數(shù)學統(tǒng)計理論，建立廠一套產品抽樣 檢驗模式。滿足戰(zhàn)時的需要。 2021/2/21 質量管理 4 15.1基本概念 單位產品 (sample size, n)：為了實施抽樣檢驗而劃 分的單位量。 批（檢驗批） (lot or batch )：指作為檢驗對象而 被匯集起來的 一批產品。 批量 (lot size， N)：指檢驗批所包含的單位產品數(shù) 量。 缺陷 ：質量特性未滿足預期的使用要求。 不合格與不合格品 ：不合格是指單位產品的任何 一個質量特性 不符合規(guī)定要求。根據(jù)質量特性的 重要性可將不合格分為 A、 B、 C類。 2021/2/21 質量管理 5 抽樣方案 ：規(guī)定每批應檢驗的單位產品數(shù)和有關 批接收準則的組合。 抽樣計劃 ：一組嚴格度不同的抽樣方案和轉移規(guī) 則的組合。 2021/2/21 質量管理 6 15.1基本概念 檢驗 ： 通過觀察和判斷，必要時可結合測量、試 驗進行的符合性評價。 抽樣檢驗 ： 按照規(guī)定的抽樣方案，隨機地從一批 或一個過程中抽取部分個體或材料進行的檢驗叫 抽樣檢驗。 缺陷 ： 個體中與規(guī)定用途有關的要求不符合的任 何一項（點）叫缺陷。 2021/2/21 質量管理 7 抽樣檢驗一般用于下述情況： 1）破壞性檢查驗收，如產品的可靠性試驗、 產品壽命試驗、材料的疲勞試驗、零件的強度 檢驗等。 2）產品數(shù)量很大，質量要求又不是很高，如 螺釘、銷釘、墊圈等。 3）測量對象是流程性材料，如鋼水、鐵水化 驗，整卷鋼板的檢驗等。 4）希望節(jié)省檢驗費用和時間。 5）檢驗的項目很多。 2021/2/21 質量管理 8 15.1 基本概念 抽樣檢驗應注意的問題 ： （ 1） 抽樣檢驗只能相對地反映產品的質量 （ 2） 被判定為合格的產品 ， 并不等于批中每個產 品都合格；被判定為不合格的批 ， 也不等于批中 每個產品都不合格 （ 3） 并非任何抽樣檢驗都能達到正確的判斷整批 產品質量的目的 2021/2/21 質量管理 9 15.2統(tǒng)計抽樣方案的分類 按統(tǒng)計抽樣檢驗的目的分類 預防性抽 樣檢驗 半成品制造過程中的抽樣檢驗，目的是及時發(fā)現(xiàn)過程中的 不穩(wěn)定因素。 驗收抽 樣檢驗 對成批產品進行的抽樣檢驗目的是確定一批產品是否可接 收。 監(jiān)督抽 樣檢驗 保證產品質量和保護消費者利益，由第三方獨立對產品進 行的、決定監(jiān)督總體是否可通過的抽樣檢驗。 2021/2/21 質量管理 10 常用的抽樣檢驗方案 按產品質量特性分類： 計數(shù)抽樣檢驗 ： 計數(shù)抽樣檢驗是指用計數(shù)值作為批的 判定標準的抽樣檢驗；根據(jù)規(guī)定的一項或一組要求， 按檢驗結果把產品單位元分為合格或不合格 （ 計件 ） ， 或者計算產品單元的缺陷數(shù) （ 計點） 。它又可分為計 件和計點抽樣檢驗。 計數(shù)檢驗的優(yōu)點是：一般不需要以往的經(jīng)驗就可挑選 出一個合適的抽檢方案；由于它僅把產品區(qū)分為合格 或不合格，所以檢驗費用低。 2021/2/21 質量管理 11 計量抽樣檢驗： 根據(jù)給定的技術標準，將單位產 品的質量特性（如重量、長度、強度等）用連續(xù) 尺度 測量出其具體數(shù)值并與標準對比的檢驗 。 對一般的成批成品抽驗常采用計數(shù)抽驗方法； 對于那些需作破壞性檢驗以及費用極大的項目， 一般采用計量抽樣方法。 其優(yōu)點是：通過計量檢驗，只要隨機抽取較少 單位產品即可判斷批的不合格品率，從而決定 這個批能否被接收。 2021/2/21 質量管理 12 15.2計數(shù)抽樣原理與方案 抽樣方案的兩個參數(shù)： 抽取的樣本容量 n 對樣本進行檢驗時，判斷批合格與否的合格判 斷數(shù)（對稱接收數(shù)） c 2021/2/21 質量管理 13 根據(jù)抽樣方案是抽取一個還是多個樣本可分為：一 次抽樣、二次抽樣、多次抽樣、序貫抽樣等幾種。 一次抽樣 : 從批中只抽取一個樣本的抽樣方式。 二次抽樣： 是根據(jù)第一個樣本提供的信息，決定是否 抽取第二個樣本的抽樣方式 多次抽樣： 是可能依次抽取多達 K個樣本的抽樣方式。 （序貫抽樣：序貫抽樣是逐個地抽取個體。但事先并 不固定抽取個數(shù)的抽樣方式。根據(jù)事先規(guī)定的規(guī)測， 直到可以作出接受或拒收此批的決定為止，一般用于 大型或貴重產品。） 2021/2/21 質量管理 14 抽樣檢驗的分類 按是否調整抽樣方案分類 調整型抽樣方案 ： 有轉移規(guī)則，一組抽樣方案， 充分利用產品的質量歷史信息來調整，可降低 檢驗的成本。 非調整型方案 : 只有一個方案，沒有轉移規(guī)則 2021/2/21 質量管理 15 一次抽樣方案 從批中只抽取一個樣本的抽樣方式。 圖中 n為樣 本大小， d為樣本中測得的不合格品數(shù)， c為合 格判定數(shù)。 （ N,n,c) 2021/2/21 質量管理 16 二次抽樣方案 （ N,n1,n2,c1,c2) 2021/2/21 質量管理 17 二次抽樣檢驗示例 例 當 N 1000， n1 36， n2 59， C1 0， C2 3，則這 個二次抽樣方案表示為（ 1000， 36， 59， 0， 3）。其 含義 ? 2021/2/21 質量管理 18 2021/2/21 質量管理 19 15.2.2抽樣方案的操作特性 抽樣方案中包括： 如何抽取樣本、樣本大小以及為了判定批合格與否的 判別標準等。 三個參數(shù)： n(樣本大小 ) 合格判定數(shù)： Ac(或 c ) 不合格判定數(shù) Re 一次抽樣方案中，由于 Re Ac+1，所以僅用（ n/c）符號 表示。 2021/2/21 質量管理 20 （ 2）接受概率曲線（ OC曲線， Operating Characteristic Curve） 2021/2/21 質量管理 21 例 :設一批產品的批量為 N=100，給定的抽樣方案 為 n=10， Ac=0，這表明我們從這批產品中隨機抽 取 10件產品進行檢驗，如果沒有不合格品，則接收 這批產品，否則就拒收這批產品。 - 如果這批產品的不合格率 p=0，則這批產品總是 被接收的。 - 如果這批產品的不合格率 p=1, 則這批產品總 是被拒收的。 - 如果這批產品的不合格率 p=0.01，這表明在這 批產品中有一個不合格品，那么拒收這批產品的 可能性較小，接收這批產品的可能性較大。 2021/2/21 質量管理 22 接收概率 一批產品中的不合格品率 p的函數(shù)，記為 L(p)。 OC曲線 如果我們建立一個直角坐標系，橫坐標為不合 格率 p， 縱坐標為 L(p)， 那么 L(p)在這個坐標 系中的圖像稱為接收概率曲線，也稱為 OC曲 線。 關于 OC曲線的幾點說明： 每個抽檢方案都對應一條 OC曲線。 每條 OC曲線定量表示了產品質量狀況和被接收可能性大小之 間的關系 2021/2/21 質量管理 23 接受概率曲線（ OC曲線） 2021/2/21 質量管理 24 理想的 OC曲線 若我們規(guī)定 PPt時 ， 批產品合格 則一個理想的抽檢方案 (n， A)應當 滿足： 1)( PLPP t時，當 0)( PLPP t時，當 L(P) P Pt 理想 OC曲線 2021/2/21 質量管理 25 實際比較理想的 OC曲線 設 P0為可接收的質量水平； P1為拒收的質量水平 則當 PP0時，高概率接收 當 PP1時，高概率拒收 P0P P1時，接收概率迅速下降 2021/2/21 質量管理 26 )(.)1()0()()( cXPXPXPcXPpL 15.2.3接收概率的計算方法 首先對一次計數(shù)抽樣方案給出接收概率的計算方法。 設產品批的不合格品率為 p，從批量為 N的一批產品 中隨機抽取 n件，設其中的不合格品數(shù)為 X, X為隨機 變量，接收概率為 2021/2/21 質量管理 27 n N dn pN d Np dXP )1( )( dnd pp d ndXP )1()( np d ednpdXP !)()( 接收概率的計算方法 （ 1） 利用超幾何分布進行計算 （ 2） 利用二項分布計算 （ 3） 利用泊松分布來進行計算 2021/2/21 質量管理 28 例： 一批產品批量 N 1000， 采用 (30， 3)的 抽樣方案，不良品率為 P， 求 OC曲線。 解： 用二項分布近似計算 L(P)， c d dndd n PPCPL 0 )1()(即 P取不同值 ， 應用公式計算 L(P)， 得下表： 已知： C 3， n=30 2021/2/21 質量管理 29 根據(jù)上表描點可得其 OC曲線 2021/2/21 質量管理 30 N, n, A對 OC曲線的影響 N的變化對 OC曲線的影響 ： 當用 (20， 0)的抽檢方案時，用批量 N 50， 100， 1000作出的 A、 B、 C三條 OC曲線，如下圖 結論： N的變化對 OC曲線的 影響不大。 N10n時，可采用不考 慮批量影響的抽樣方案。 N并非越大越好 。 2021/2/21 質量管理 31 n的變化對 OC曲線的影響 當 N=1000， c=2， n1 = 10， 15， 20的接收概率見 表 2021/2/21 質量管理 32 根據(jù)上表，作 OC曲線如圖所示。 結論： c一定時， n越大， OC曲線越陡 P0相同時， (c一定 )， n越大，抽樣方案越嚴。 2021/2/21 質量管理 33 A的變化對 OC曲線的影響 當 N=1000, n=30, c=1,3,5時所得接收概率 L(P) 如表所示。 2021/2/21 質量管理 34 結論： 根據(jù)表作抽檢方案分別為 (30,1)(30,3)(30,5)的 OC曲線 如圖： n一定時 ， c越小 ， OC曲線越陡 。 2021/2/21 質量管理 35 兩種錯判 第一類錯誤判斷： 把高質量的產品批判斷為不好的產品批 而拒收的概率。 對于給定的抽樣方案（ n/c），當批質量水平 P為某 一指定的可接收值（如 P0）時的拒收概率叫生產方風險 。 第二類錯誤判斷： 把低質量的產品批判斷為好的產品批接 受的概率。 對于給定的抽樣方案（ n/c），當批質量水平 P為某 一指定的不可接收值（如 P1）時的接受概率叫使用方風 險 。 2021/2/21 質量管理 36 抽樣檢驗中可能發(fā)生的兩類錯誤 類別 概念 后果 表示方法 公式 第 I類錯誤 生產 方 風險率 第 II類錯誤 把不合格錯判為 合格 把合格錯判為不 合格而拒收。 使產品使用者蒙 受損失。 使用 方 風險率 )( 1PL 給產品生產者帶 來損失。 )(1 0PL 2021/2/21 質量管理 37 對生產方的保護： 限定 一般 =0.05 對使用方的保護： 限定 一般 =0.1 標準型抽樣檢驗方案的 OC曲線 兩個特點： ),(),1,( 10 PP 2021/2/21 質量管理 38 第一種錯誤 就是可能把合格批判為不合格的。 當 N=1000， n=10， c=0時，作出的 OC曲線，不合 格品率的標準是 p=5%。假如實際檢驗的 p是 2%時， 比標準要求的質量要高，應判合格。但從 OC曲線 可以看出，在 100次檢查中，仍有 2次左右被判為 不合格，這就產生了第一錯誤，對生產者是不利 的，所以又稱生產者風險，用 表示。 2021/2/21 質量管理 39 第二種錯誤，假如實際檢驗為 20%,質量很差但是 由于是抽樣檢驗，在 100次中，仍有 10次可能判為 合格而被接收，于是生產了第二種錯誤：把不合 格批判為合格批。這對消費者不利，所以稱為消 費者風險，以 表示。 2021/2/21 質量管理 40 即： 對于高質量以低概率拒收和對于低質量產品 以高概率接收的綜合能力 合格質量水平（ Acceptable Quality Level）有時也 記為 AQL (也記為 p0) 概念：就是生產方和使用方共同認為滿意的不合格品率 (或每 百單位的缺陷數(shù) )的上限，它是控制最大過程平均不合格品率 (P)的界限，是 ISO2859抽樣方案的設計基礎。 極限質量水平（ Limiting Quality Level）有時也記 為 AQL (也記為 p1) 概念：是指對于一個孤立批，為了抽樣檢驗，限制在某一低接收概率 的質量水平。它是在抽樣檢驗中對孤立批規(guī)定的不應接收的批質量 （不合格品率）的最小值。 抽樣方案的辯別率 1 0 )( 1)( pppL pppL 抽樣方案的辨別率： 1） 當 =0.05, =0.10 時 : 2） 一般情況 3） 在 GB/T2828.1中： OR=CRQ/AQL 分析： OR越小 ， AQL, CRQ（ 使用方風 險 ） 越近 ， 辨別力越強 ， 反之亦然 。 的質量點接收概率為 的質量點接收概率為 95.0 10.0 95.0 10.0 P POR 0 1 p pOR p1 p0 2021/2/21 質量管理 42 15.4計數(shù)調整型抽樣方案 寬嚴程度的調整方案： 對批質量相同且質量要求 一定的檢驗批進行連續(xù)接受性檢驗時，可以根據(jù) 檢驗批的歷史資料和以往的檢驗結果按照預定規(guī) 則對方案進行調整的一種抽樣方案。 調整方式有三種： 寬嚴程度的調整、檢驗水平的 調整和檢驗方式的調整。 寬嚴程度的調整 放寬 檢驗 當前的轉移分至少足 30分 生產過程穩(wěn)定 主管質量部門同意使用 放寬檢驗 以上條件同時成立 檢驗開始 正常 檢驗 連續(xù)不超過 5批有 2批不可接收 累計 5批 不可接收 加嚴 檢驗 暫停 檢驗 連續(xù) 5批 可被接收 質量達到或 超過要求， 主管質量部 門同意 一批放寬檢驗未被接收 生產過程不穩(wěn)定 主管質量部門認為有必 要回到正常檢驗 以上任一條件成立 調整型抽樣方案的轉移規(guī)則 ISO2859-1 ： 2021/2/21 質量管理 44 調整型抽樣方案的轉移規(guī)則 ISO2859-1 （ GB2828 ） 轉移分的計算辦法： （ 1）一次抽樣方案 當接收數(shù)等于或大于 2時，如果 AQL加嚴一級后該批被接收， 則給轉移分加 3分，否則將轉移分重新設定為 0。 當接收數(shù)為 0或 1時，如果該批被接收，則給轉移分加 2分，否 則將轉移分重新設定為 0。 （ 2）二次和多次抽樣方案 當使用二次抽樣方案，如果該批在檢驗第一樣本后被接收， 則給轉移分加 3分；否則將轉移分重新設定為 0。 當使用多次抽樣方案時，如果該批用第 3樣本檢驗時已被接收， 則給轉移分加 3分；否則將轉移分重新設定為 0。 2021/2/21 質量管理 45 15.4計數(shù)調整型抽樣方案 檢查水平 反映 批量（ N） 與樣本大?。?n）之 間的關系，由 “ 樣 本大小字碼表 “ （見表 15-1）規(guī) 定。 特殊檢查水平 和一般檢查水平 除非特別規(guī)定， 通常采用檢查水平 II。 2021/2/21 質量管理 46 15.4計數(shù)調整型抽樣方案 例 1： 給定 N=5000, AQL=2.5, 采用一般檢驗水 II，請 查一次正常、加嚴和放寬方案?，F(xiàn)若三種方案查得的 樣本中的 d分別為 11， 8和 6時，試判斷所檢查批是否 接受。（ GB2828-87） 例 2： 某廠生產電源插座， N=20000-30000套， AQL=0.65，檢查水平為 I， 由交電公司采用一次正常 方案驗貨，現(xiàn)連續(xù) 10批抽樣未發(fā)現(xiàn)不合格，問能否放 寬？（ GB2828-87） 2021/2/21 質量管理 47 15.4計數(shù)調整型抽樣方案 例 3：對批量為 4000的某產品，采用 AQL 10 （），檢驗水平為 I的一次正常檢驗，最近連續(xù) 15批的檢驗記錄如表所示，試探討檢驗的寬嚴調 整。 （ ISO2859-1 ） 2021/2/21 質量管理 48 批號 N n 本批嚴格 度 Ac d 判斷 轉移 分數(shù) 下一 步措 施 1 4000 80 正常 14 7 接收 3 正常 2 4000 80 正常 14 5 接收 6 正常 3 4000 80 正常 14 7 接收 9 正常 4 4000 80 正常 14 6 接收 12 正常 5 4000 80 正常 14 9 接收 15 正常 6 4000 80 正常 14 2 接收 18 正常 7 4000 80 正常 14 3 接收 21 正常 8 4000 80 正常 14 3 接收 24 正常 9 4000 80 正常 14 2 接收 27 正常 10 4000 80 正常 14 2 接收 30 放寬 11 4000 32 正常 8 AQL=10%, IL=I 2021/2/21 質量管理 49 在 2003年，中國對 GB2828-87進行了修訂，等同采 用 ISO2859-1:1999作為國家標準，代號為 GB/T2828.1-2003。名稱也由 GB2828-87 逐批檢 查計數(shù)抽樣程序及抽樣表（適用于連續(xù)批的檢 查） 變?yōu)?GB/T2828.1-2003 計數(shù)抽樣檢驗程序 第 1部分： 按接收質量限（ AQL） 檢索的逐批檢驗 抽樣計劃 。 2021/2/21 質量管理 50 15.5計量抽樣方案 計量抽樣方案：是定量地檢驗從批中隨機抽取的 樣本，利用樣本數(shù)據(jù)計算統(tǒng)計量，并與判定標準 比較，以判斷產品批是否合格的活動。 采用計量抽樣方案需要 事先知道質量特性值的分 布 ，并需要獲知較多的工序情報，因此它適用于 產品質量特性以計量值表示服從或近似服從 正態(tài) 分布 的批檢查。 2021/2/21 質量管理 51 15.5計量抽樣方案 目前我國公布的抽樣方案： 不合格品率的計量標準型一次抽樣檢驗程序 及表 GB/T8053 平均值的計量標準型一次抽樣檢驗程序及抽 樣表 GB/T8054 不合格品率的計量抽樣檢驗程序及圖表 GB/T6378 2021/2/21 質量管理 52 X 15.5計量抽樣方案 假定質量特性指標 X服從正態(tài)分布 N( , 2)，由 于 通常是未知的，因而需要從該產品中抽取 n 個產品測定其特性值，然后用樣本均值 進行估 計。對不同的質量要求有不同的接收判別規(guī)則。 2021/2/21 質量管理 53 15.5計量抽樣方案 下規(guī)格限：計量一次抽樣方案 （ n, kL） 上規(guī)格限：計量一次抽樣方案 （ n, kU） 雙側規(guī)格限：計量一次抽樣方案 （ n, kL,kU） 2021/2/21 質量管理 54 )()( LkXPL ) / (1)()( n kkXPL L L 1 0 )( 1)( L L )( 1)( 1 0 L L 具有下規(guī)格限的標準型一次抽樣檢 驗方案 2021/2/21 質量管理 55 ) / (1)( ) / (1)( 1 1 0 0 n kL n kL l l 1) / ( ) / ( 1 0 n k n k l l u n k L / 0 1/ un k L uu k uu n L 01 2 10 )( 2021/2/21 質量管理 56 法 在國標 GB/T8054中給出了有關的表 ， 見附表 4.1。 使用這些表可以查得抽樣方案 。 步驟如下： 第一步 計算 A=( 0- 1)/ ; 第二步 由 A的值從附表 4.1查出 （ n,k） ; 第三步 計算 ； 第四步 當 時接收 ， 否則拒收 。 /)( 0 XQ L kQL 抽樣檢驗表的使用 2021/2/21 質量管理 57 s法 在國標 GB/T8054中給出了有關的表 ， 見附表 4.2。 使用這些表可以查得抽樣方案 。 步驟如下： 第一步 計算 B=( 0- 1)/s; 第二步 由 B的值從附表 4.2查出 （ n,k） ; 第三步 計算 ； 第四步 當 時接收 ， 否則拒收 。 sXQ L /)( 0 kQL 抽樣檢驗表的使用 2021/2/21 質量管理 58 具有上規(guī)格限的標準型一次抽樣檢驗方案 與下規(guī)格限相同 2021/2/21 質量管理 59 例 3 某廠生產的一種產品中要求氧化鐵的含量要低， 批均值不超過 0.004%以高于 0.95的概率接收， 批均值不低于 0.005時只能以低于 0.10的概率接 收，已知，該含量服從正態(tài)分布，且 =0.0006%, 試給出計量標準型一次抽樣方案。 2021/2/21 質量管理 60 )/()/()()( nknkkXkPL LUUL n k n kL /)( 00 /)( 01 ddA ,/2 0 dC XdQ U 00 00 dXQ L 具有雙側規(guī)格限的標準型一次抽樣檢驗方案 當 已知時： 第一步 計算 ，從表中查出樣本量 n; 第二步 計算 從表中查出常數(shù) k; 第三步 計算統(tǒng)計量 第四步 當且時接收，否則拒收。 2021/2/21 質量管理 61 例 4 設某金屬板的厚度服從正態(tài)分布，并規(guī)定平均厚 度在 5 0.15mm以內的批應以高概率接收，在 5 0.4mm以外的批以低概率接收，又規(guī)定 0.05， 0.10，已知 0.2mm，試給出計量標 準型一次抽樣方案 2021/2/21 質量管理 62