第6章抽样检验.ppt

第六章抽样检验 接收抽样OC曲线计数标准型抽样检验计数调整型抽样检验监督抽样检验 第一节接收抽样概述 总体 population 个体的全体 批 lot 在一致条件下生产或按规定方式汇总起来的一定数量的个体 批中包含个体的数量称为批量N 样本 sample 取自总体中的一个或多个个体 用于提供关于总体的信息 样本中所包含的个体数量称为样本量n 抽样检验的目的 方法和特点 检验的目的 对一个 批 的质量下结论 以决定对这个批是 接收 还是 拒收 检验的方法有两类 1 100 检验 即检验该批中的每一件产品 2 抽样检验 即检验该批的一个样本或一部分 抽样检验的优点 1 经济性2 由逐件判断到逐批判定3 尤其是破坏性检验4 拒收整个批 促进质量 抽样检验的缺点 1 存在着拒收 良 批和接收 劣 批的风险2 增加了计划和文书工作 抽样检验的意义 在一个接收控制系统中 接收抽样提供了所接收的产品批的可用保证 它假定可接收的产品通常是由诚实 负责和过程能力稳定的供应商所提供 抽样检验可以向生产方和使用方提供可追溯原因的信号 在产品使用之前就给出了产品是否适用的警告 否则 交易双方只能采用其它交易的方式 如终止交易 100 检验等 接收抽样的概念 接收抽样 acceptancesampling 特定的抽样方案在某个指定的批或批的序列中的应用 接收抽样程序 acceptancecontrolprogram 应用于某个接收控制的方案 以及在不同情况下方案的调整计划 目的在于改进控制和提高生产率 一个良好的接收方案应具备的特点 1 在产品处于受控状态 符合质量水平和一致性时保护生产方的产品批不被拒收 2 保护使用方不接收劣质批 3 为使用方提供长期的保护 4 鼓励生产方保持过程受控 5 最大限度地减少抽样费用 检验数目和管理工作 6 提供有关产品质量的信息 抽样检验的作用 检验样本中的每件产品是否合格判断过程在生产样本期间是否正常推断由同一过程同时生产的未检产品是否合格 抽样检验原理 判断过程是否稳定预测尚未生产出来的产品能否合格 控制检验 接收抽样的基本术语 缺陷 defect 未满足与预期或规定用途有关的要求 ISO9000 2000 item3 6 3缺陷 defects 通常用每个单位产品中的缺陷 defect 个数或缺陷率来度量 影响产品的使用的产品特征 适用性质量 注 ANSI ISO ASQCA3534标准中对 缺陷 的定义 未满足预期的使用要求 由于接收抽样方案通常涉及的是顾客 内部的或外部的 所提出的要求 对此普遍使用 缺陷 和 缺陷品 的术语 合格 符合 conformity 满足要求 ISO9000 2000 item3 6 1不合格 nonconformity 未满足要求 ISO9000 2000 item3 6 2不合格是不符合规范要求的产品特征 符合性质量 包含一个或多个缺陷或不合格的产品是一个 缺陷品 或 不合格品 注 ANSI ISO ASQCA3534标准中对 不合格 的定义 未满足规定要求 在将测量值与规范或标准进行比较的计量抽样方案中 经常使用 不合格 和 不合格品 的术语 一批产品的缺陷率或不合格率的统计学含义 1 一批产品 批量N 中 有d个缺陷品 缺陷品率为 p d N 100 2 批中的缺陷品个数d是客观存在的事实 如果做100 检验可以准确得知缺陷品率p 在抽样的条件下 这个p 的存在也是的客观事实 不论你是否知道 反映了 批质量 的状况 3 批中缺陷品彼此之间 以及与正常品之间是无法简单区分的 比如 它们看起来都是 白球 或者都是 红球 在一次只抽出一个产品的条件下 恰好抽到一个缺陷品的概率就是p 并且在这种条件下 对于任何一个缺陷品被抽到而言都是 等概率 的 均为p 批中的缺陷率或不合格率 这可以理解为等概率公理 4 将 一次恰好抽到一个缺陷品 定义为一个抽样的基本事件 元素 如同掷一次骰子可能出现的每一个结果看成元素 在抽样中常用的离散型分布 常用的连续型分布 第二节抽样检验特性曲线 一次抽样检验的程序 抽样方案和抽样计划 在ANSI ISO ASQCA3534标准中 抽样方案 samplingplans 被定义为 规定了所使用的样本量以及相应的批接收准则的特定方案 也就是对批的接收抽样归结为确定两个参数 样本量n和接收数Ac n Ac 抽样计划 samplingschemes 则是 各种抽样方案与方案之间的转移规则的组合 接收抽样系统 acceptancesamplingsystem 是 各种抽样计划以及计划选择准则的结合 这些抽样计划具有各自的方案转移规则 例如 n Ac 134 3 就是一个抽样方案 代码J AQL 1 0 就是一个抽样计划 ANSI ASQCZ1 4就是一个抽样系统 批的组成原则 不要将不同来源 过程 生产班次 进料等 的产品混在一起 除非有证据表明批间的变异小到可以忽略不计 不要将产品在相当长的时间内积攒起来组成批 在组成批时要充分利用外部的信息 过程能力 以往的检验等 当产品以孤立批或很小的批量提交时 外部信息尤其重要 在符合上述各点要求的情况下 可以尽量使批量大些 以获得相应的抽样成本降低的好处 随机抽样和分层抽样 随机抽样使得每一未检产品都以等概率被选入样本 随机抽样的过程一般是1 生成随机数 2 将这些随机数用于待检产品 分层抽样如果已知批来自于不同的机器 生产班次 操作者等等 这样的产品实际上是人为地将多个批混合在一起了 因此 抽样就必须仔细地进行分层 即尽可能地从每一真实批中按比例地抽取样本 而在每一个批内仍然是随机抽样 接收概率L p 接收概率是指根据规定的抽样方案 把具有一定质量水平 p 的批判定为接收的概率 表示为L p 例6 2 已知N 3000的一批产品提交外观检验 若采用 20 1 的抽样方案 当批不合格率p 1 时 求接收概率 教材p192 因为 所以 结论 在抽样方案 n Ac 确定的条件下 接收概率L p 是批不合格率p 的函数 一般而言 在抽样方案确定的条件下 批的不合格品率p 越大 其接收概率L p 就越小 抽检特性曲线 OC曲线 抽检特性 operatingcharacteristic OC 曲线 表示了批不合格品率p 与在一定的抽样方案条件下该批接收概率L p 之间的相互关系 0 20 0 40 0 60 0 80 1 00 0 1 2 3 4 5 6 7 8 不合格品率 OC曲线 OC曲线与抽样方案是一一对应的 即一个抽样方案就对应着一条OC曲线 而每条OC曲线又反映了这个抽样方案的特性 例 设有一批产品N 1000 采用 30 3 的抽样方案进行接收抽样 画出该方案的OC曲线 由 分别求出p 5 10 15 20 的接收概率L p 如下表 N 1000 n 30 c 3 r p 1 0 0 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 1 0 0 5 10 15 20 25 30 3 的OC曲线 L p p 抽样风险 在实施接收抽样时 真正涉及切身利益的是生产方和使用方 生产方风险 一个 良 批被抽样方案拒收的概率 使用方风险 一个 劣 批被抽样方案接收的概率 因此 生产方和使用方都希望将 良 批和 劣 批的概念以及抽样的风险标准化 接收质量限 AQL 和批容许缺陷品百分率 LTPD L p p LTPD AQL 接收质量限 acceptablequalitylimit AQL 是指在对于一系列连续的批进行抽样检验时 认为可接受的过程平均的上限 对等于或优于AQL的质量水平而言 抽样方案具有较低的生产方风险 一般情况下取 0 05 批容许缺陷品百分率 lottolerancepercentdefective LTPD 是指抽样方案认为不可接受而应当拒收的质量水平 LTPD对应于使用方风险 一般取 0 10 生产方风险 和使用方风险 的定义 每个批的规定质量水平 用缺陷品率表示 具有选定的为使用方所接受的风险 如0 10 这一规定的质量水平被称为批容许缺陷品率 LTPD 或极限质量 p2 接收一个具有LTPD质量水平的批的风险被称为使用方风险 每个批的规定质量水平 用缺陷品率表示 能够使抽样方案以一定的百分率 如95 接收具有该质量水平 AQL 的提交批 拒收一个具有AQL质量水平 p1 的批的风险被称为生产方风险 N 10 抽样方案 1 0 的OC曲线 OC曲线 理想的OC曲线 p1 1 0 0 p p p1时100 接收 p p1时100 拒收 比较理想的OC曲线 理想的OC曲线是不现实的 一个好的抽样方案应当是 当批质量较好 例如p p0时 以高概率接收 而当批质量差到一定程度 如p p1时 以高概率拒收 而在p0 p p1时 OC曲线迅速下降 接收概率迅速减小 OC曲线与N n Ac之间的关系 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 5 10 15 20 25 30 N 60 N 400 N p n Ac固定 N变化对OC曲线的影响 N的变化 对OC曲线影响不大 一般当N 10n时 就可以把批量N看作是无限大了 所以 一般只用 n AC 来表示抽样方案 N Ac固定 n变化对OC曲线的影响 当N c固定 n增加时 将会对OC曲线产生强烈影响 随着n增加 OC曲线变得急剧倾斜 越来越陡峭 其结果是使AQL下的生产方风险 变化较小 而同时LTPD下的使用方风险 显著减小 因此 大样本的抽样方案 对于区分优质批和劣质批的能力是比较强的 亦即使用方拒收良批和接收劣批的概率都比较小 N n固定 Ac变化对OC曲线的影响 当N n固定时 Ac越大 OC曲线越平缓 接收概率的变化越小 Ac越小 OC曲线越陡峭 接收概率的变化越大 这并不意味着值得采用Ac 0的抽样方案 因为只要n适当地取大些 即使Ac 0 也可以使OC曲线变得比Ac 0的OC曲线还要陡峭 如图中的 300 2 的OC曲线 一般Ac 0往往令人反感 OC曲线的特性的变化 1 如果样本量n接近批量N 或者在很大程度上接近N 且接收数Ac选择适当 则OC曲线就会接近于理想的OC曲线 2 如果接收数Ac为0 OC曲线就会呈现为一条 凹面向上的 指数曲线 3 随着接收数增大 OC曲线就会上升 亦即对于较小的p值 这些质量水平下的接收概率将会增加 而在较大的p处有一拐点 4 同时增加样本量和接收数 OC曲线就会趋向于理想的OC曲线 百分比抽样 的不合理性 假设批质量相同的 p 8 不同批量的5批产品均按5 的百分比率抽样 并规定Ac 0 由此得到五个抽样方案 5 0 10 0 20 0 30 0 100 0 大批严 小批宽 例题 有批量不同的三批产品 它们的不合格品率都为p 5 如果都按10 的比例抽样 因此有三种抽样方案 N 900 n 90 c 0 N 300 n 30 c 0 N 90 n 9 c 0计算它们的接收概率L p 可见 在批质量水平相同 亦即在不合格品百分率相同的情况下 百分比抽样对于批量越大 方案越严 批量越小 方案越松 第三节计数标准型抽样检验 在接收抽样中 数据可分为以下几种类型 计数值 attributes 缺陷品 defectives 缺陷 defects 计量值 variables 计数标准型抽样方案的确定 计数标准型抽样是同时严格控制生产方与使用方风险 按双方共同制定的OC曲线所进行的计数型抽样检验 问题 对于给定的p0 p1 如何选定抽样方案 即确定 n c 由联立方程 解出 n c 由于n c都是正整数 并且联立方程非线性 所以实际求解采用的是试凑法 n c 的确定过程 n c 解出 标准型一次抽样方案表 在实际工作中 并不需要每次都计算 n c 而是去查已经计算好的标准表格 每张表的 已经设定 根据p0和p1查知相应的抽样方案 一次抽样和多次抽样 从批量N中只抽取一个样本 检验这个样本后即作出是否接收的判断 这种抽样称为一次抽样 从批量N中只抽取两个或两个以上的样本 按照一定的程序作出是否接收的判断 这种抽样称为多次抽样 一般地 可以将一次 两次 多次和贯序抽样方案设计成对于同样质量水平的批具有几乎相同的接收概率 亦即 可以做到使它们的抽样特性 OC 曲线非常相近 如何选择取决于平均受检零件数 行政管理费用 所关心的批质量信息和生产方对方案的接受程度等因素 二次抽样检验的程序 抽检一个含量为n1的样本 计算样本中不合格品数d1 再抽检一个n2的样本 计算该样本中不合格品数d2 再抽检一个n3的样本 计算该样本中不合格品数d3 接收批 拒收批 标准型抽样检验的步骤 确定单位产品的质量特性规定质量特性不合格的分类与不合格品的分类确定生产方风险质量与使用方风险质量组成检验批检索抽样方案样本的抽取检验样本批的判断检验批的处置 例题 教材p202 例6 4 规定p0 1 05 p1 3 00 时 求抽样方案 查p190表6 4 得到 435 8 例6 5 规定p0 0 37 p1 1 70 时 求抽样方案 查p190表6 4 得到 490 4 第四节计数调整型抽样检验 批与批之间的质量有密切的关系 待检批可利用已检批提供的质量信息 连续提交检验的批称为连续批 在一致性条件下生产的一系列批 只要产品的设计 结构 工艺 主要原料 元器件等生产条件基本相同 一般都可视为连续批 计数调整型抽样检验主要适用于大量的连续批的检验 计数调整型抽样检验标准的演变 计数调整型抽样检验标准源自于1950年发布的美军标MIL STD 105A 后几经修改 于1963年公布了MIL STD 105D 欧洲共同体国家改了一个名称照用 叫ABC STD 105D 1974年国际标准化组织照搬成ISO2859 使之成为国际通用的抽样标准 但国际上更习惯称为MIL STD 105D 1989年美国防部修订新标准为MIL STD 105E 1993年美国家标准协会将其颁布为ANSI ASQCZ1 4 我国以ISO2859为准 加入了一些修改 于1987年颁发了GB2828 但由于对ISO2859做了较大改动 所以在国际贸易中未被承认 2003年我国发布了等同采用 idt 国际标准ISO2859 1 1999的GB T2828 1 计数抽样检验程序第1部分按接收质量限 AQL 检索的逐批检验抽样计划 产生和发展MIL STD 105D 1963 ISO2859 1973 MIL STD 105E 89 GB T2828 87 ISO2859 89 ISO2859 99 ANSI ASQCZ1 4 91 GB T2828 1 2003 GB T2828 1 计数抽样检验标准 MIL STD 105E的实施程序 1 规定个体产品的质量标准明确区分个体合格或不合格 划分不合格 或缺陷 的类别 2 规定检查水平IL inspectionlevel 检查水平是抽样方案的一个事先选定的特性 将样本大小与批量联系起来 规定了三个一般检查水平 和四个特殊检查水平 S 1 2 3 4 如无特殊要求 采用 当允许降低抽样鉴别能力时 采用 当需要提高鉴别能力时 采用 检查水平提高时 减小 显著减小 样本量字码表 虽然批量N对OC曲线基本上无影响 但权衡抽样成本和检验质量时还是参考N选择n N大时 一般要求n也大一些 在计数调整型抽样方案中 检验水平 之间样本量之比约为0 4 1 0 1 6 其原因主要有二 1 对于批量大的检验批而言 一旦错判将会造成较大的经济损失 所以批量大时考虑增大n 以提高鉴别力 2 当N较大时 若n过小可能增加抽样过程形成样本的随机波动 减小样本对总体的代表性 3 规定AQL值一般情况下 要求生产方的批质量不比AQL差 而且此质量要求是可以达到的 一个常用的做法是根据历史数据估计过程平均 以此值或略小一些的值定为AQL 确定AQL常用的方法如下 根据过程平均确定 按不合格类别确定 根据检验项目数确定 双方共同确定 按用户要求的质量确定 关于AQL的讨论 1 AQL是可接收的和不可接收的过程平均的分界线 当生产方提供的产品批过程平均优于AQL值时 抽样方案应保证绝大部分的产品批抽检合格 2 AQL是对所希望的生产过程的一种要求 是描述过程平均的参数 不应把它与生产方生产过程的实际过程平均相混淆 当实际的过程平均时 应使用整场方案进行检验 抽样方案以尽可能高的概率接收 若 使用加严方案 以降低使用方的风险 而当时 使用放宽检验 以带来良好的经济性 4 确定抽样方案的类型在计数调整型抽样方案中规定了一次 二次和五次抽检方案类型 例如样本字码含量K的抽样方案表中可以查得字码K和相应的AQL值的一次 二次和五次抽样方案 如当AQL值为1 0 时 字码K的一次抽样方案为 125 3 二次抽样方案为 n1 n2 80 判定组数为Ac1 1 Re1 4 Ac2 4 Re2 5 当批量N一定时 对于同一个AQL值和同一个检查水平 采用任何一种抽检方案类型 其OC曲线基本上是一致的 所以 当N AQL IL一定时 不同抽样方案类型的判别能力是一样的 所不同的是一次抽样方案的平均样本量比二次大 而二次抽样方案的平均样本量比五次的要大 样本含量字码K的抽样方案 教材p219 用紧接前面的具有接收数与拒收数的样本含量字码 用紧接后面的具有接收数与拒收数的样本含量字码 用本栏上面的一次抽样方案 或用字码N 这样的样本量时 不允许接收 5 确定样本量字码按批量和检查水平确定的用于表示样本量的字母称为 样本量字码 有A B C D R 共16个字母 6 确定抽样方案查表确定抽样方案 从表中查出样本量字码所在的行 从样本量列查出相应的样本量n 抽样方案中 样本量所在的行与AQL值所在的列相交汇的格中有两个数 左为Ac 右为Re 但交汇的格中是箭头 则按箭头所指方向查找Ac和Re 7 批的提交8 批的接收和拒收 组成 特殊水平 s 1s 2s 3一般水平 s 1 低高宽严 GB2828的检索例对某零件检验 N 5000 AQL 1 0 IL 一次正常检索程序N样本字码ILAQL n A 一次正常抽样表 200 5 若AQL 0 1 125 0 例 N 1000 AQL 100 13 21 注意 AQL小于等于10用于计件检验 大于10用于计点检验例 N 100 IL为 AQL 10 二次正常n1 n2 13A1 2 R1 5A2 6R2 7 六转移规则的使用开始同时满足 转移分数至少30分连五规则主管同意 生产稳定五 二规则只具其一 一批放宽不合格生产中断主管要求 正常 放宽 加严 暂停 累五规则 改进 计数调整型抽样方案转移规则 2GB T2828 1 2003的基本概念 2 16转移规则2 16 1正常到加严由正常转入加严检验的规则是 当正在采用正常检验时 只要初次检验中连续5批或少于5批中有2批是不可接收的 则转移到加严检验 例 1 2 3 4 5 加严1 2 3 4 加严1 2 3 加严2 16 2加严到正常 不能是累计5批 有拒收时需重新计算 当 正在采用加严检验时 如果初次检验的接连5批已被认为是可接收的 应恢复正常检验 2 16 3暂停检验如果在初次加严检验的一系列连续批中未接收批的累计数达到5批 应暂时停止检验 累计达到5批停止 强制要求对产品要有改进措施 当得到措施有效的证据方可开始加严检验 恢复生产方的生产 正常检验 2GB T2828 1 2003的基本概念 例 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 正常2 16 4正常到放宽实施放宽检验 须满足的条件为 当正在采用正常检验时 如果下列各条件均满足 应转移到放宽检验 a 当前的转移得分 GB T2828 1的9 3 3 2 至少是30分 b 生产稳定 c 负责部门认为放宽检验可取 关于转移得分 GB T2828 1规定 除非负责部门另有规定 在正常检验一开始就应几转移得分 在正常检验开始时 应将转移得分设定为0 而在检验每个后续的批以后应更新转移得分 正常 暂停检验 加严 加严 一次抽样方案转移得分的计算方法 在正常检验开始时 应将转移得分设定为0 而在检验完每个批后应更新转移得分 a 当合格判定数等于或大于2时 如果当AQL加严一级 使用AQL值降低一级的抽样方案 后该批被接收 则转移得分加3分 否则将转移得分重新设定为0 b 当合格判定数为0或1时 如果该批被接收 则给转移的分加2分 否则将转移得分重新归为0 2GB T2828 1 2003的基本概念 2 16 4正常到放宽a 对于一次抽样方案 当接收数等于或大于2时 如果当AQL加严一级后该批被接收 则给转移得分加3分 否则将转移得分重新设定为0 例 对某产品进行连续验收 AQL 1 0 检验水平 N 1000 共16批 查一次正常表得 n 80 Ac 2 加严一级的AQL 0 65 再查一次正常表得到 n 80 Ac 1 当接收数为0或1 如果该批被接收 则给转移得分加2分 否则将转移得分重新设定为0 例 对于连续验收的产品用一次正常方案 n 50 Ac 0 19放宽 正常检验一次抽样方案表 教材p216 一次加严抽样方案表 教材p217 一次放宽抽样方案表 教材p218 例题 教材p208 例6 6 某产品采用计数调整型抽样方