第八章质量检验与抽样方法.ppt

第八章质量检验与抽样方法,本章要点：1、什么是质量检验？2、抽样检验的基本原理。3、计数标准型一次抽样方案与操作。4、计数调整型抽样方案与操作（GB/T2828.1-2003）。,一、质量检验（inspection）的定义,国际标准ISO9000:2000对质量检验下的定义为：通过观察和判断，必要时结合测量、试验或度量所进行的符合性评价。,第一节质量检验概述,二、质量检验的意义：（1）使企业获得合格的原材料，外购件及外协件。（2）使工艺工程处于受控状态并生产合格的产品。（3）向用户提供合格的产品。,鉴别功能:根据技术标准、产品图样、作业（工序）规程或订货合同、技术协议的规定，采取相应的检测方法观察、试验、测量产品的质量特性，判定产品质量是否符合规定的质量特性要求。,三、质量检验的职能、工作程序,1、检验的职能,鉴别职能把关职能预防职能报告职能监督职能,把关功能：通过严格的质量检验，剔除不合格品并予以“隔离”，实现不合格原材料不投产、不合格的产品组成部分及中间产品不转序、不放行、不合格的产品不交付（销售、使用）。,预防功能：对原材料和外购件的进货检验，对中间产品转序或入库前的检验，既起把关作用，又起预防作用。前一个过程（工序）的把关就是对后一个过程（工序）的预防。通过过程（工序）能力的测定和控制图的使用以及对过程（工序）作业的首检与巡检都可以起到预防作用。,报告功能：为了使相关管理部门及时掌握产品生产和服务提供过程中的质量状况，评价和分析质量控制的有效性，把检验获得的信息汇总、整理、分析后写成报告，为质量控制、质量考核、质量改进以及领导层进行质量决策提供重要的依据。,（1）明确、理解标准要求，选择检验方法，制定检验规范。（2）测量或实验，抽样即获取检验样品。（3）比较与判断。（4）处理。（5）纪录反馈。,2、质量检验的工作程序,三、质量检验的职能、工作程序,进行首件检验的条件：交班后生产的第一件产品；调整设备后生产的第一件产品；调整夹具；改变工艺参数和加工方法；改变了原材料。,四、质量检验的分类：按生产过程次序分：（1）进货检验：首批检验、成批检验（2）过程检验：逐道工序检验、集中检验（3）零件完工检验（4）成品检验,按检验地点分：固定检验和流动检验,按检验数量分：全数检验和抽样检验,按检验的后果分：破坏性检验和非破坏性检验,按检验人员分：自检、互检和专检,按检验方法分：感官检验、器具检验、试用性检验,按检验数据性质分：计量值检验和计数值检验,按检验目的分：生产检验、验收检验和复查检验,五、检验的方法选择,在多数情况下，如破坏性检验、批量大、检验时间长或检验费用高的产品，就不能或不宜采用全数检验，此时抽样检验是一有效方法。特点：检验对象是一批产品，根据抽样结果应用统计原理推断产品批的接收与否。经过检验的接收批中仍然可能包含不合格品，不接收批中当然也可能包含有合格品，因此抽样检验是具有一定风险性的。,美国贝尔实验室技术员“道吉”和“罗米格”是创造者，在1929年发表一种抽样方法。1941年被实际应用，并修改为一次抽样和二次抽样检查表，针对计数产品。休哈特在1924年提出控制图理论（SPC），在四十年代得到应用。1949年，首次将计数调整型的一次抽样和二次抽样检查表作为标准。,第二节抽样检验的基本原理,统计抽样检验的发展历程,统计抽样检验的发展历程,1960-1962年，由美、英、加三国抽样专家共同组成ABC工作组，在全面修订105C的基础上研制出一个适合这三个国家军品和民品抽样检验标准。在这三个国家给予不同的代号：美国：MIL-STD-105D加拿大：105-GP-1（民）、CA-G115（军）英国：BS-9001（民）、GEF-131-A（军）1973年，MIL-STD-105D被IEC（国际电工委员会）采用，命名为IEC410，1974年ISO（国际标准委员会）命名为ISO2859。我国已发布了23项统计抽样检验国家标准，主要有GB/T2828（计数型）和GB/T6378（计量型）等。GB/T2828：1981年发布GB/T6378：1986年发布,抽样检验示意图,一、抽样检验的基本概念抽样检验是按数理统计的方法，从一批待检产品中随机抽取一定数量的样本，并对样本进行全数检验，再根据样本的检验结果来判定整批产品的质量状况并做出接收或拒收的结论。,不足：批产品合格中可能包括不合格品，反之批产品不合格中可能包括合格品。全检不能被否定，全检仍适用于价值较大，后果影响严重的产品。如热水器、汽车等。,一批产品的不合格品率：D批产品中不合格品的个数；批产品的总数。,抽样检验的基本思想：先确定一个合格品率pt，将待检批产品的不合格品率p与之比较：,产品合格，接收,产品不合格，拒收,二、批质量与抽样方案,1、批质量,N：批量(检查批中单位产品的数量)n：随机抽取的n件待检样本C：预先规定的合格判定数（允许的不合格数最大值）d：n件中发现的不合格产品数dC：拒收（批产品不合格）,2、抽样方案,在抽样检验时，确定从一批产品中抽取的样本容量n和判定接收或拒收该产品的一组规则称为抽样方案。通常用（n，）或（，n，）表示。c为合格判定数。（允许的不合格数最大值）,计数抽样检验计件：针对整体计点：一般适用产品外观，如布匹上的瑕疵计量抽样检验：有具体的物理量,三、抽样方案的分类,三、抽样方案的分类,三、抽样方案的分类,调整型抽样方案特点：有转移规则（正常、加严、放宽）一组抽样方案（一次、二次、多次）充分利用产品的质量历史信息来调整，可降低检验成本非调整型抽样方案特点：只有一个方案，无转移规则,调整型抽样方案：该类方案由一组方案（正常方案、加严方案和放宽方案）和一套转移规则组成，根据过去的检验资料及时调整方案的宽严，以控制质量波动，并刺激生产方主动、积极地不断改进质量。该类方案适用于连续批产品。,序贯抽样检验（事先不规定抽样次数，每次只抽一个单位产品，即样本量为1，据累积不合格品数判定批合格/不合格还是继续抽样时适用。针对价格昂贵、件数少的产品可使用）。,三、抽样方案的分类,一次.二次.三次抽样方案优缺点比较见P201表8-5,单次、双次、多次抽检方式之优劣点比较一览表,就是生产方和使用方共同认为满意的不合格品率(或每百单位的缺陷数)的上限，它是控制最大过程平均不合格品率(P)的界限，是ISO2859抽样方案的设计基础。,作用：,1、定义：表征连续交验批的平均不合格品率的上限值。,四、合格质量水平（可接受的质量水平）AQLacceptableQualityLevel),2、确定方法(1)用户要求(2)过程平均(3)按不合格类别区别对待（A、B、C类）(4)同供方协商(适用新产品)(5)军用比民用小发现缺陷难，对下道工序损失大，AQL小。,注：接收的某批产品的质量水平可能大于AQL值。AQL既是计数调整型抽样检验的质量标准，在GB/T2828.1中，被作为一个检索工具。而且还是影响调节和控制抽样检验中两类错误的重要参数。,四、合格质量水平AQL,确定：,对计件，计点数据均适用,只能表示百单位产品不合格数,表的说明：,合格质量水平AQL的确定,根据使用要求确定AQL值，当用户根据使用的技术、经济条件提出必须保证的质量水平时，则应将该质量水平定为AQL。,确定AQL时的注意事项：,按缺陷类别和产品类等级确定，对于不同的缺陷类别及产品等级，分别规定不同的AQL值，越是重要的项目，验收后的不合格品造成的损失越大，AQL值就应越小。,根据检验项目来确定AQL，同一类检验项目有多个时，AQL的取值应比只有一个检验项目时的取值适当大一些。,根据历史数据统计值P，确定AQL取值应等于或略小于P。,AQL在制定时以产品为核心，并与产品的质量特性的重要程度有关。a.重要程度：AQL（A类）AQL（B类）AQL（C类）b.检验项目：AQL（少）AQL（多）c.AQL（军用产品）AQL（民用产品）d.AQL（电器性能）AQL（机械性能）AQL（外观）AQL是对生产方过程质量提出的要求。一定要符合过程平均P，也可按国内相同行业的过程平均。,应该注意的问题给出AQL值，并不意味着生产方有权提供已知的不合格品。无论是抽样检验中或其他场合发现的不合格品，都应该逐个剔除。,随机数表,五、随机抽样法,随机确定表中的一个方块，然后将在这方块中自左至右（或自右至左、或自上而下、或自下而上读到的前10个两位数所对应的10件产品组成样本）,1、简单随机抽样法总体中的每一个个体被抽到的机会是相同的。为实现抽样的随机化，可采用抽签（或抓阄）、查随机数表或掷随机数骰（tou）子。,2、分层随机抽样法,分层抽样：根据不同的生产条件（不同的加工设备、操作者、操作方法）将产品分层（分类），在每层按照生产比例抽取若干样本。分层的目的是为了保证足够的代表性和覆盖率。,3、系统随机抽样法系统抽样：每隔一段时间或一定编号进行，而每一次又是从一定时间间隔生产出的产品或一段序号产品中任意抽取样本。多用于流程性产品的抽样。如：3.13.23.33.43.53.63.73.83.93组成。在总体会发生周期性变化的场合，不宜使用这样的抽样方法。（如一台织布机出了大毛病，恰好是每隔50米出现一段疵布。）,按一定的周期（不能带有缺陷有周期性的产品），如N=20000，n=315，周期=20000/31563，即每隔63个抽一个。,1、超几何分布计算法,设N：批量；抽样方案为：nc,P：产品不合格品率当P=0时，肯定接收当P=1时，肯定不接收当0p1时，可能接收也可能不接收,根据规定的抽样方案(n，），把待检批判定为合格而接收的概率称为接收概率。,六、接受概率,例1某产品的批量N=10，p=0.3，抽检方案为n=3，Ac=1，求该批被判为合格批而接收的概率。,解,六、接受概率,例：N=300，（n=20,c=1）,p=1%,求接收概率？,=C200(0.01)0(1-0.01)20-0+C201(0.01)1(1-0.01)20-1=98%,当批量很大时，如N=500，n=50，利用超几何分布很难计算，所以提出二项式分布。,2、N很大时，超几何分布可用二项分布近似计算,3、当n/N0.10，p0.10，超几何分布可用泊松分布近似计算,例:N=1000,(n=80,c=1),p=1%,求接收概率?,解：np=80*0.01=0.8,例：有钢球10万个，进行外观检验，方案（n=100，c=15）,p=10%,求接收概率？,np=100*10%=10,泊松分布,例：设有一批产品，批量N1000，批不合格品率P5，采用(30，3)抽样方案进地验收，分别用三种方法计算接收概率。,超几何分布：,二项分布,N=100010n=300，P=0.0510n,P0.1nP=1.510,若以不合格品率p为横坐标，接受概率L(p)为纵坐标，便可作出如右图。,对给定的抽样方案，每个不同的p值有一个对应的接收概率，他们之间的变化规律称为抽样特性，表示抽样特性的曲线称为抽检特性曲线（OperationCharacteristicCurve），简称OC曲线。,七、抽样检验特性曲线（OC曲线）,1、定义：,例抽样方案（50,1）。对于不同的p，采用泊松分布计算接受概率L(p)，结果如下表。,抽样方案（50,1）,每个抽样方案都有特定的OC曲线，OC曲线L（p）是随批质量p变化的曲线。形象地表示一个抽样方案对一个产品批质量的判别能力。特点：,理想抽检特性曲线,当pp0时，接收概率等于0。其OC曲线称为理想的OC曲线，如图所示。,2、理想的OC曲线,这是理想的抽样方案，要想达到这种境界，唯一的办法是进行准确无误的全检。因此，这样的抽样方案实际上是不存在的。因为即使百分之百全检，有时也会有错检和漏检。,3、线性OC曲线L(p)=1p,p=0时，L(p)=1p=100%时，L(p)=0其OC曲线是一条直线，故称为线性OC曲线。,显然，当p=0.5时，接受概率仍有50%，也就是说，当这批产品的质量已经低到有一半不合格品时，两批中仍有一批可被接受，可见这种抽样方案的判断能力和对用户的质量保证是很差的，是一条很不理想的抽样特性曲线。,例抽检方案（20，1，0）。用超几何分布计算不同不合格品率p的接受概率L(p)，结果如表。,4、实际好的OC曲线,P0、P1由供需双方协商。,P0:接收上限对PP0的产品批以尽可能高的概率接收P1:拒绝下限对PP1的产品批以尽可能高的概率拒收，或以较小的概率接受。=1-L(P0)生产者风险=L(P1)消费者风险一般=0.05=0.01,当产品质量变坏，接受概率应迅速减小。,N对OC曲线的影响,结论：c，n一定，参数N对OC曲线的影响很小，可以忽略。,（1）c，n一定，参数N对OC曲线的影响分析例研究（50,20,0）,（100,20,0）,（1000,20,0）,(5000,20,0)的OC曲线。,5、OC曲线分析,c对OC曲线的影响,结论：N，n一定，参数c增大，OC曲线向右移且曲线变缓，抽样方案的鉴别能力降低，c越小，其鉴别能力越高。,（2）参数c（N，n一定）对OC曲线的影响分析例考察N=1000，n=100，c为0，1，2，3，4和5时的OC曲线。,N对OC曲线的影响,结论：N，c一定，参数n增大，OC曲线左移变陡，鉴别能力提高。,(3)参数n（N，c一定）对OC曲线的影响分析例研究N=5000，Ac=2，n=50,100,200时的OC曲线。,例：一批产品批量N1000，采用(30，3)的抽样方案，不良品率为P，求OC曲线。,解：用二项分布近似计算L(P)，,即,P取不同值，应用公式计算L(P)，得下表：,已知：C3，n=30,根据上表描点可得其OC曲线,抽样检验中可能发生的两类错误,类别概念后果表示方法公式,第I类错误生产者风险率,第II类错误,把不合格错判为合格,把合格错判为不合格而拒收。,使产品使用者蒙受损失。,使用者风险率,给产品生产者带来损失。,八、抽样方案的两类风险,八、抽样方案的两类风险,如N=1000，（n=50，c=1）,对应OC曲线如下：,高质量的产品批，批质量为0.005的接收概率为0.9739，犯错概率为：1-0.9739=0.0261。第一类错误，称作，生产方风险,低质量的产品批，批质量为0.1的接收概率为0.0337，犯错概率为：0.0337。第二类错误，称作，使用方风险,任何抽样检验都有和两类错误，制定抽样方案时要兼顾双方的利益。,任何抽样检验都有可能产生两种错误的判断。第一类错误：生产者风险（p195，图8-9）第二类错误：使用者风险,=0.05,其涵义为：如果供需双方认可，那么在100批合格交验产品中，生产者要承担的风险是平均有5批被错判为不合格而拒收，这是一个统计概念。,其涵义为：如果供需双方认可，那么在100批合格交验产品中，消费者要承担的风险是平均有10批被错判为合格而接收。,=0.1,因此，我们在选择抽样方案时，应选择一条合理的oc曲线，使这两种风险尽可能地控制在合理的范围内，以保护双方的经济利益。,只要采用抽检，这有四种可能的判定。,九、抽样方案的确定,有很多组解。应选取n较小的一组解。因求解复杂，实际并不采用。实际选择抽样方案时，可根据标准。,抽样风险,第三节计数标准型一次抽样方案与操作,JISE-9015（日），在1973年发布，研究了10年。日本站在生产方立场。,GB/T2828.1的发展历程GB/T2828-1987的历史概况调整型抽样标准的先驱，美国军用标准MIL-STD-105（使用方立场）。1974年，ISO对105D作了一些编辑上的修改后正式推荐为ISO标准，并命名为ISO-2859。1978年第四机械工业部标准SJ1288-78（电子产品）1981年发布了GB/T2828-1981年版。（试行版）1987年发布了GB/T2828-1987年版。（正式版）,一、GB/T2828.1产生过程,GB/T2828：1987，使用了16年，一般标准57年，GB/T2828.1-2003于2003.03.01日开始实施。,ISO对ISO2859的研究和修订工作一直没有中断，1985年发布ISO2859-2（第一版）GB/T15239：1994（孤立批计数）1989年发布ISO2859-1（第一版）计数调整型1991年发布ISO2859-3（第一版）GB/T13263：19911999年发布ISO2859-4（第一版）。1999年发布的ISO2859-1：1999是ISO2859-1的第二版，它与GB/T2828-1987相比较发生了很多变化。GB/T2828-1987的修订依据以下原则：等同采用国际标准ISO2859-1：1999的原则坚持按系列制定标准的原则与其他相关标准协调的原则突出实用性、可操作性的原则我国采用两种方法同国际接轨MOD修改采用IDT等同采用,GB/T2828-1987的修订,适用范围最终产品零部件和原材料操作在制品库存品维修操作数据或记录管理程序,二、GB/T2828.1-2003概述,在技术规范、合同、检验规程以及其他文件中都可引用该标准，也可适用于厂内各部门之间的半成品验收检验。,特点保证长期的质量确定了不合格批的处理方法批量和样本量有一定关系生产方风险不固定有一次、二次和五次等三种不同次数的抽样方案有7个检验水平，26个AQL值和17个样本量AQL值和样本量均采用优先数主表结构简单匀称，使用方便可调整宽严程度,是先站在生产方的立场来制定，用加严保护使用方，当一贯比AQL好时，使用放宽严格度来鼓励生产方。,GB/T2828.1的特点：1.主要适用于连续批的检验，也可适用于孤立批。连续批：待检批可利用最近已检批可提供的质量信息，连续递交的检验批。孤立批：脱离已生产或者汇集的批系统不属于当前检验批系列的批。孤立批的情况有：从连续稳定生产的供应商处采购一批或少数几批产品的验收；质量波动大的批单件生产或新产品小批试制产品的验收,2.把AQL作为检索工具AQL：接收质量限当一个连续系列批被递交验收抽样时，可允许的最差过程平均质量是允许的生产方过程平均的最大值。AQL的表示方法：用不合格品百分数（计件）用每百单位产品不合格数（计点）,什么是标准型？,是同时严格控制生产方和使用方的风险，按由供需双方共同制订的OC曲线检验方案抽检。,什么是标准型抽样方案？,是在考虑保护生产方和使用方利益的要求下，对孤立的批交验产品制定的一种抽样方案。,三、计数标准型一次抽检方案概述,标准型抽样检验方案的OC曲线同时通过（，p0）及（，p1）这两点来满足生产方和使用方的质量保护要求。其抽样方案(n,c)的OC曲线通过预先规定的这两点，即n和c满足：,三、计数标准型一次抽检方案概述,n和c的求解可通过国家标准GB/T13262不合格品率的计数标准型一次抽样检查程序及抽样表计数标准型抽样检验标准由于该方程组求解十分困难，为了实际工作方便，可以通过查表的方式得出抽样方案。,计数标准型一次抽样检验的抽检程序,a.指定P0、P1的值,b.划分检验批,划分原则：是同一批内的产品应是同在一制造条件下生产出来的。如果生产批量过大，须将生产批划分成n个检验批来处理。,c.确定抽样方案(n,c),在实际工作中采用查表方法得之。,不合格品率的计数标准型一次抽样检查表,例一批无线电元件需交验，供需双方商定p0=5%，p1=10%，试确定抽样方案。解（1）本例=5%，=10%，故可查附表一。（2）查p0=5%，在区间4.515.00行，（3）p1=10%，在区间9.0110.0列，（4）行与列交互格中的两个数为245，17，即n=245，c17。于是抽样方案为：在批产品中随机抽取样本量为245的样本，检查其中的不合格品数r，规定接收数c=17，拒收数c=18。判断法则为：如果r17，认为这是合格批，接收；如果r18，认为这是不合格批，拒收。,第四节计数调整型抽样方案与操作（GB/T2828.1-2003）,GBT2828系列标准简介国家已颁布的统计抽样检验标准有22个2001年开始进行重新修订，将其中某些标准归入GB/T2828计数抽样检验程序系列已颁布的和正在修改的GB/T2828系列如下：,GBT2828系列标准简介,GB2828新旧版本差异,编号：旧：GB282887新：GB/T2828.12003组成：旧：单个标准新：一族标准，原标准仅为第一部分,已颁布的和正在修改的GB/T2828系列如下：,主要适用于大量的连续批的检验。,第四节计数调整型抽样方案与操作（GB/T2828.1-2003）,一、定义,计数调整型抽样检验是根据供方过去提供产品质量情况调整把关的宽严程度，以促使供方提供优质批产品的一种抽样检验，由正常、加严、放宽三种宽严程度不同的方案和一套转移规则组成的。,二、发展,1.典型代表为美军公布的MIL-STD-105A，在实践中几经修改，于1963年公布MIL-STD-105D；2.欧洲共同体国家改名为ABC-STD-105A；3.日本对它稍加修改，1971年制定了JISZ9015；国际标准组织（ISO）制定了ISO2859-74；1989年美国公布了MIL-STD-105E；我国以ISO2859为准，加以一些修改公布了GB2828-87，2003年对GB2828-87进行了修订，公布了GB/T2828.1-2003。,三、抽样检查程序,1.规定的质量特性2.确定不合格品类3.规定AQL值4.规定检验水平5.确定抽样方案的类型6.确定样本量字码7.确定抽样方案8.抽取样本9.样本的检测10.判定批是否合格11.批的处理,ISO2859,国际公认较好的一个计数型抽样方案。,概念：是n与N比值大小的分级水平，即提交检验批的批量与样本大小的等级对应关系。,使用原则：N,n不成比例II鉴别能力I鉴别能力III破坏性检查或费用较多的检查S1S4,四、检验水平,检验水平规定了批量与样本量之间的关系。GB/T2828.1的表1给出了：三个一般检验水平，分别是水平、，四个特殊检验水平，分别是S-1、S-2、S-3、S-4。辨别能力：；S-1S-2S-3S4一般检查水平特殊检查水平检验水平用IL表示水平是最常用的,四、检验水平,样本量随检验水平的提高或批量的增大而增大这种关系，不是按一定比例增大的，是根据实际需要确定的，主要考虑的是抽样风险和检验费用。,a没有特别规定时，首先采用一般检验水平；b为保证AQL，使劣于AQL的产品批尽可能少漏过去，宜选择高的检验水平；c检查费用（人力、物力等）较低时，选用高的检验水平；d产品质量不稳定，波动大时，选用高的检验水平；e破坏性或严重降低产品性能的检验，选用低的检验水平；f检验费用高时，选用低的检验水平；g产品质量稳定，差异小时，选用低的检验水平；h历史资料不多或缺乏的试制品，为安全起见，检验水平必须选择高些；间断生产的产品，检验水平选择的要高些。,IL（检验水平）选择的原则：,a)即使降低判断的准确性，对客户使用该产品并无明显影响；,检验水平的选用条件：,检验水平的选用条件：a)需方在产品的使用上有特殊要求；b)单位产品的价格较高；c)产品的质量在生产过程中易受随机因素的影响；d)各个交检批之间的质量状况有较大波动；e)交检批之间的质量存在着较大的差别；f)产品批不合格时，平均处理费用远超过检查费用；g)对于质量状况把握不大的新产品。特殊检验水平的选用条件：a)检验费用极高；b)贵重产品的破坏性检验的场合c)宁愿增加对批质量误判的危险性，也要尽可能减少样本,五、检验的严格性GB/T2828.1规定了三种严格程度不同的抽样方案。正常检验正常检验是防止当质量水平优于AQL时生产方不被接收的批的比例过高。加严检验加严检验必须是强制性的（保护使用方）。在同一抽样计划中，加严检验抽样方案的主要特点是它的接收标准比正常检验严格。以提高质量要求，降低使用方风险。放宽检验当产品质量一贯优于AQL规定的质量水平，而且通过检验已经得到了证明，并有根据地相信这样好的质量能继续保持下去的时候，才有可能实施放宽检验，因而是非强制性的。,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”。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。