抽样检验方法简介

抽样检验的概要5. 1抽样检验的概要1942年，统计品质管理的始祖W.A.Shewhart发现了管制图时，统计的抽样检验法，也以H.F.Dodge及H.G.Romig为中心开始研究。于是在1929、1941、1942年，曾前后3次将其研究成果，发表在Bell Telephone Laboratory的杂志里，这些论文对以后抽样检验的发展贡献极大。第2次世界大战开始时，美国迫切需要把平时产业转变为战时产业。虽然当时品质管理的推行，特别是管制图的普及，已使美国战时产业推行得尚为顺利，但因大量军需物资必须供应，而在检查员又非缺少之下，军需物资的购入及验收，就不得不采取一种比较经济又简单的方法。而抽样检验的方法正适合此一要求。所以在当时，抽样检验就成为军需物资购入及验收时，一种必须的检验方法。Dodge-Romig “抽检表”主要是为制造工场的制程检验及最终检验而设计的，并不适合于陆海军所需要之长期从多数业者购买多种类多数量之制品的要求，所以军方就开始动员多位数理统计学家，制作一种能适合军方要求的抽样检验表，这是以合格品质水准为基准，选择供给者的一种抽样检验表。这种抽检表的制作及实施，一直继续到1945年大战结束为止。第次世界大战结束以后，战时产业又再度回到平时产业，但战时发挥极大效果的品质管理，战后亦被很有效果的广泛应用到各种工业上，所以制程管制应用管制图，制品检验应用抽样检验，已成为今日的一般常识。当时所发表的主要论文列举如下：SRG的抽检表 Statistical Research Golumbia University(1947) Techniques of Statistical Analysis(chap. 1) McGraw-Hill.JAN-STD-1051949.总合陆海军的个别制作的抽检表而制定（计数）MIL-STD-105A(1950)MIL-STD-STD-105B(1958)MIL-STD-105C(1961)MIL-STD-105D(1963)Bowker and Goode的计量抽检表 Bowker，A.H. and H.P. goode (1952); Sampling inspection by variables，McGraw-HillMIL-STD-414 Technical Memorandum. Bureau of Ordnance.战后日本被美军所占领，工业上受到美国影响极大，品质管理也就很快的传入日本，当时日本由于数字大学教授之领导，以日本科学技术连盟为中心，对外大量吸收外国的统计方法，对内加强研究，致使日本之品质管理发展迅速。而当时，抽样检验则由日本规格协会之品质管理委员会抽样检验部会为中心加以研究，把已经发表的各种抽样检验法，加以检讨及整理，制定了日本工业规格（JIS）的原案。目前所制定的JIS有下列各种：JIS Z 9001:抽样检验通则(1953)JIS Z 9002:计数规准型一次抽样检验(不良个数)(1953)JIS Z 9003:计量规准型一次抽样检验(s已知)(1954)JIS Z 9004:计量规准型一次抽样检验(s未知)(1955)JIS Z 9006:计数选别型一次抽样检验(1956)JIS Z 9008:计数连续生产型抽样检验(不良个数)(1957)JIS Z 9009:计数规准型逐次抽样检验(1962)JIS Z 9010:计量规准型逐次抽样检验(1962)5. 2抽样检验的定义从群体中随机抽出一定数量的样本，经过试验或测定以后，以其结果与判定基准比较，然后利用统计方法，判定此群体是合格抑不合格的检验过程，谓之抽样检验。抽样检验有很多特定的用语，为使初学者能易于了解起见，先把用语解释如下：5.2.1交货者及验收者在实施检验时，必定有一方提出制品检验，另一方接受制品。为了避免混淆起见，把提出制品者谓之交货者，而把接受制品者谓之验收者。5.2.2检验群体所提出检验之整批制品，谓之检验群体（以下简称为群体）。群体的大小以符号N表示。5.2.3检验单位构成群体的检验单位，谓之检验单位体。单位体可能是一个产品，亦可能是一组产品，亦可能是一定面积内的产品。5.2.4样本从群体随机抽取部份的单位体谓之样本。样本的大小以符号n表示。5.2.5合格判定个数作为判定群体是否合格的基准不良个数，谓之合格判定个数。合格判定个数以符号C表示。5.2.6合格判定值为判定群体是否合格的基准平均值，谓之合格判定值。合格判定值以符号或表示。5.2.7缺点制品的单位其品质特性不合乎契约所规定的规格、图面、购买说明书等的要求者，谓之缺点。 缺点一般可分为： 致命缺点:有危害制品的使用者或携带者的生命或安全之缺点，谓之致命缺点。 重 缺 点:不能达成制品的使用目的之缺点，谓之重缺点。 轻 缺 点:实际上不影响制品的使用目的之缺点，谓之轻缺点。5.2.8不良品一般制品都有多种的品质特性，而这些品质特性里，所指定需检验的品质项目，谓之检验项目。如果其中有一个或一个以上的检验项目不合乎规格时，这制品就谓之不良品。全部的检验项目都合乎规格的制品谓之良品。(3) 3抽样检验的分类 5.3.1依抽样检验方式分类 抽样检验时,可以作为判断群体的合格与不合格的基准者， 谓之抽样检验方式（以下简称为抽检方式）。 一般有下列各种抽检方式: (1)不良个数计数抽检方式 例如从N=1000的群体中，随机抽取n=80的样本。 样本中如发现 2个或2个以下不良品时，则判断群体为合格。 3个以上不良品时,则判断群体为不合格。 这种抽检方式可表示为 (N=1000,n=80,AC=2,Re=3) (2)缺点数计数抽检方式 例如从N=1000的群体中，随机抽取n=80个样本，计算样本的缺点数。样本中如发现:30个或30个以下缺点数时，判定群体为合格。31个以上缺点数时，判断群体为不合格。这种抽检方式可表示为（N=1000,n=80,AC=30,Re=31） (3)计量抽检方式(s已知时)例如，从N=1000的群体中，随机抽取n=30个样本，测定30个样本，计算其平均值则当X XL时，判断群体为合格。 X 时，判断群体为不合格 （但=SU-kS时为上限合格判定值）5. 3.2依抽样检验的形式分类以某种抽检方式判断群体为合格或不合格时，可根据从群体随机抽取样本的次数而分成一次抽验形式、双次抽检形式、多次抽检形式及逐次抽检形式。 (2) 一次抽检形式例如，从N=1000的群体，随机抽取n=100的样本，测定此样本，样本中如发现C个或C个以下不良品时，判断群体为合格。C个以上不良品时，判断群体为不合格。这种只抽检一次就可判断群体为合格或不合格的抽检形式，谓之一次抽检形式。 以图表示如图1.3.1 测定100个样本 不合格 如果发现不良品个数为X个 X C X C合格 图1.3.1一次抽检形成（2）双次抽检形式例如，从N=1000的群体随机的抽取n1=100的第一次样本， 如果发现X1个不良品，则当X1 C1时，判断群体为合格X1 R1时，判断群体为不合格；C1 X1 C则判断群体不合格(拒收)图1.3.3规准型一次抽检 X C则判断群体合格(允收) (1) 选别型抽样检检 选别型抽样检验为对于被判断不合格的群体，采取整批检验，退回不良品换取良品。然后允收全部良品。 以图表示如图1.3.4群体不良品数样本xn N P抽样 X C则判断群体合格(允收) X C则判断群体不合格(整批选别) N P良品允收整批选别良品 不良品修理成良品或与良品交换 图1.3.4选别型抽检(1) 调整型抽样检验 调整型抽样检验是依过去的检验结果，决定采取减量检验，或严格检验等，在长期的交易中，利用或紧或松的调整抽检方式，以确保必要的制品品质。以图表示如图1.3.5正常严格正常减量减量 图1.3.5调整型抽检2. 连续生产型抽样检验连续生产型抽样检验适用于连续生产而产品不断流动时的抽样检验。以图表示如图1.3.6。开始 全数检验 i个良品继续出现跳 1 个检查一个 f 未发现不良品 发现不良品 图1.3.6 JIS Z 9008的连续检验(3) 4抽样检验与全数检验的采用抽样检验并非任何场合都适合，有些情形必须作抽样检验，但是有些情形就非做全数检验不可。对于抽样检验或是全数检验的采用，需视检验群体的性质、数量、体积、或检验经费，或者是检验方式而定。5.4.1需采用抽样检验的场合(1)受验物经过试验后，该物品即失去商品价值或失去其原有品质特性的，都必须利用抽样检验，一般称为破坏检验，例如电灯泡的寿命试验，材料的强度试验。(2)检验群体的个数非常多时，需要采用抽样检验，例如铁钉、螺丝等。(3)检验群体的体积非常大时，需要采用抽样检验，例如硫氨、原棉。(4)检验群体系连续体的物品时，需要采用抽样检验，例如胶卷、纸、纱线等。 5.4.2需采用全数检验的场合(1) 检验费用很小时，采用全数检验比较有利。例如电灯泡的点火试验。2. 检验群体必须全数皆系良品的时候，则需采用全数检验，例如收音机、手表等。(7) 检验群体中只要存有少许不良品，就会严重影响全体或危害人命的情形下，则需采用全数检验，例如高压气筒等。 5.5抽样检验的优劣 抽样检验主要是根据样本来判定检验群体是否合格。如果利用部份而能推定全体的内容，当然是极方便的，但亦有其难于解决的缺点存在。其优劣点数列于后： 5.5.1优点 (1)检验费用远比全数检验的检验费用少。 (2)检验个数比较少，所以检验可较详细。 (3)检验不合格时，全部退货，所以可刺激厂方加强品质管制。 5.5.2缺点 (1)抽样检验时，虽然判断合格，也难免含有一些不良品的存在。2. 可能把良品的群体判断为不合格，而把不良品的群体判断为合格。5.6调整型抽样检验按过去抽样检验的成绩，适当的调整抽样检验之抽验方式，成绩不好的供给者所出之群体，改用严格检验，而成绩好的供给者所提出群体，则改用减量检验，如此一方面可以确保必要制品的品质，一方面又可以做到选择供给者及刺激供给者实施品质管理的效果。所以调整型抽样检验是在可以选择供给者时，常被采用的一种抽样检验。选择供给者，或把供给者分成等级时，一定要有一种品质标准，而这种品质标准就是允收品质水准(Acceptable Quality Level)AQL。所谓允收品质水准即消费者认为这种程度的不良群体，还可以接受的不良率之品质水准(Acceptable Quality Lvel)以符号 AQL表示。 5.6.1 AQL型抽检计划 AQL型抽检计划之AQL值，为提出检验的群体在此不良率时被判断为合格的或然率（1-a）极高。通常a=5%，如图4.1这 a 就是a生产者冒险。 OC曲线 L(P) - 1-a AQLP 图2.4.1例如AQL=1%，即生产者所提出产品的不良率若低于1%时，可继续购买其产品，但若高于1%时，就不希望继续购置。而被认定是不良产品的生产者，以后所提出检验的产品采用严格检验，如果继续提出产品的不良率仍大于1%时，不合格群体就愈来愈多，终至解除契约。 一般适于采用AQL型抽检计划的情形列举如下:(A) 向不同供给者连续购买同种制品时。(B) 群体被判断不合格，供给者所受损害大时。(C) 宁愿坏的群体尽量不合格，也不愿好的群体尽量使其合格时。这种抽检方式，于1950年美国军部已制定MIL-STD-105A。5.6.2 MIL-STD-105的变迁 1949年2月，制定JAN-STD-105 1950年9月，制定MIL-STD-105A 作为陆海空三军共同的规格 1955年4月，制定MIL-STD-105 A Appendix 设定小样本的检验规格 1958年12月，制定MIL-STD-105B(废止105A) (1)105A A与Appendix的内容综合成为一部。 (2)工程平均的推定采用精密式。 1961年7月，制定MIL-STD-105C(废止105B) (1)加上单独群体批的品质保证的规定。 (2)工程平均的推定采用简算式。 1963年4月，制定MIL-STD-105D(废止105C) (1)全面改变检验之严格性的调整，使易于实施。 (2)改善双次抽检验效率。6. (3)各种数值表的全面制作。(A) 6.3适用范围(9) 从多数的供给者连续购买比较大量的货品时(10) 群体批不合格，供给者所受损害较大时(11) 尽可能的希望良品合格时(12) 非破坏检查时MIL-STD-105D的抽检步骤决定品质基准 明确规定检验单位之良品与不良品的基准或缺点的基准。决定允收品质水准AQLAQL值在10.0以下时，可用不良率（%）或百单位缺点数表示。AQL值应在契约中指定之。检验项目有2个项目以上时，可指定不同的AQL值。决定检验水准检验水准是用以决定群体批大小及样本大小之间的 关系。如有特殊要求时，应由负责当局指定之。检验水准有I.II.III.三级，列入表2.4.2供一般之用。通常均采用检验水准II级，无需太高判断力时，可采用检验水准级，需较高判断力时，则可采用检验水准III级。其它还有S-1，S-2，S-3，S-4特殊水准，这些是适于较小样本而许较大之冒险率时采用。 (4)群体批的构成尽可能的把均一性质的产品集在一起，构成一群体批。例如相同形式、等级、种类、尺寸及成分，在相同情况与相同时间下所制成的制品。 (5)求样本代字用样本代字代表样本的大小。可由表2.4.2查出某一群体批量及指定检验水准的样本代字。 表2.4.2样本大小之代字 批 量 特殊检验水准 一般检验水准 S-1 S-2 S-3 S-4 I II III 2 to 8 9 to 15 16 to 25 26 to 50 51 to 90 91 to 150 151 to 280 281 to 500 501 to 1200 1201 to 3200 3201 to 10000 10001 to 35000 35001 to to to over A A A A B B B B C C C C D D D A A A B B B C C C D D D E E E A A B B C C D D E E F F G G H A A B C C D E E F G G H J J K A A B C C D E f G H J K L M N A B C D E F G H J K L M N P Q B C D E F G H J K L M N P Q R (6)决定抽检形式一次抽样检验、双次抽样检验、多次抽样检验分别列入附表26、附表27、附表28。可使用任何一种形式。决定AQL值及样本代字后，可以求出数种形式。通常是根据管理的难易与平均样本大小之间的比较，以决定抽检形式。决定检验的严格性开始检验时都使用正常检验，除非负责当局另有特别指示。正常检验严