抽样技术与抽样检验

抽样技术与抽样检验品质培训计划A版

抽样抽样，就是指从总体中抽取样品组成样本的过程。抽样的目的在于从样本所包含的信息中，获得关于总体特征的信息，诸如均值、标准偏差等这些总体的特征通常称为总体参数。在品质管理中，常用这种方法研究局部推断全局，研究样本去估计预测总体的统计方法，从而达到保证产品质量的目的。当然，运用样本估计、推断总体不会百分之百正确，而且会有误差和判断错误。我们需要根据统计的目的和要求，采取适宜的方法使这种错误最小化。1.抽样计划：指每一批中所需检验的产品单位数（样本大小或一连串的样本大小），以及决定该批允收率的准则（允收数及拒收数）。2.

AQL-AcceptableQualityLevel（允收品质水准）：当一个连续系列批被提交验收时，可允许的最差过程平均质量水平。3.单位产品：在品质管理的抽样检验中，单位产品是为了实施抽样检验而划分的单位体或单位量；它可能是单独一件物品，一对、一组、一段长度、一块面积、一项作业、一个体积、最终产品上之一个组件，或最终产品本体。例如对于按件制造的产品来说，一件产品就是一个单位产品，如一批灯泡中的每个灯泡，一批螺钉中的每个螺钉。由于需要不同，例如钢水可以将一炉作为单位产品，也可以将一勺作为单位产品。4.检验批：按同一生产条件或按规定的方式汇总起来供检验用的，由一定数量样本组成的检验体。一、概念5.批量：指检验批内单位产品的数量。6.样本：指按照一定的方法或程序从检验批中随机抽取的单位产品，抽取的单位产品的数量称为样本大小（即样本容量）。7.样本大小代字：在抽样计划中表示样本容量的代码。8.缺陷：指产品单位上任何不符合特定要求的部分。9.不良品：指一个产品单位上含有一个或以上品质缺陷。10.严重缺陷(CR)：对使用者有不安全结果的缺点（安全）。11.主要缺陷(MA)：影响产品机能无法正常动作的缺点（功能/缺件）。12.次要缺陷(MI)：除重缺点和主缺点以外使用上无明显影响的缺点（外观）。13.不良率：指产品中所含有的不良品个数在总体中所占的比例。14.置信水平：表示样本统计值的精确度，它是指样本统计值落在参数值某一正负区间内的概率。

一、概念二、抽样检验的类型1、根据抽样分析结果分类：①、计数值抽样检验是根据规定要求，把检验结果分为合格品和不合格品或计算缺点数的抽样检验。主要针对抽样结果是，为分析个数或数量的抽样计划，目前在工厂品管作业中，主要是用来计算不良率和做不良分析的。②、计量值抽样检验主要是针对抽样结果为量测某一个或某一些重要特性数据的分布及分析的抽样计划。如品质部门对某一批产品抽取100pcs样本量测来进行Cpk制程能力分析等。两类抽样检验各有特点，究竟选用哪种抽样检验主要取决于产品批的质量保证形式以及质量特性值所取数据的性质。如果保证批质量的平均值，必须采用计量抽样检验；如果要求保证批的不合格数或缺点数，则只得采用计数抽样检验；如果要求保证批的不合格品率，那么两者均可采用。二、抽样检验的类型

2、根据抽样检验的连续性分类：①、动态抽样检验也就是指在一个稳定流动的过程，要设定定时抽取几个样本数。如统计制程管制中的计量值部分，就需要设定在每个特定时间段内抽取特定数量的样本进行检验分析。②、静态抽样检验也就是指只要达到抽样计划中的批量，就直接按抽样方法抽取出来进行检验，它不管时间推移。如IQC在进行进料检查时，只根据批量大小抽取相应的样本进行检验。二、抽样检验的类型3、根据抽样检验数量分类：抽样检验根据抽检数量的多少的特性一般分为：全检、抽检、免检。①、全数检验简称为“全检”，是对全数物料进行检验的方法，又称为100%检验。它不仅耗时且耗费成本，常用在机械化、自动化程度比较高，非常关键、较少数量的检验中。一般在以下状况使用全数检验：A、不允许有不合格，任何不合格将造成安全上或经济上严重损失时；B、制程品质水准恶化，需要修正为规定品质水准时；C、为了解该批制品实际品质状况；D、检验方法简单，不会大量浪费人力、时间、经费；E、检验的数量较少。二、抽样检验的类型②、抽检是按已订的产品抽样水准及抽样计划，用适当的抽样方法从批量中抽取适当的样本数。通过从群体中随机抽取一定数量为样本，再透过对样本数据的分析，以力求尽可能反应整体的状况。用检验结果与原定检验标准进行比较，利用统计方法判定该批量整体是否合格。注：也可以把全检和免检定为抽检的一种特殊状况。一般在以下状况使用抽样检验：A、破坏性检验；B、允许有少数不合格品；C、节省检验费用及时间；D、受检物品个数很多时；E、全检不可行时，全检影响交货期；F、全检之成本远高于不合格品所造成之成本时；G、受检物品之群体面积很大，不适合全检；H、受检群体为连续性物体，如贴片料带。抽检的优缺点：

优点：◆节约了检验费用；◆适用于破坏性测试；◆所需要的检验人员较少；◆由于拒收整批，而不是仅仅退回不合格品，因此能更有力的促进产品质量的提高。

缺点：◆存在接受“劣质”批和拒收“优质”批的风险；◆增加了计划的工作量；◆样本所提供的产品信息一般少于全数检验。③、免检是指对产品检验时不予检验。理论上，免检是最经济的，可以大量节省人力、物力、财力、时间等资源。在工作中，在有一定保障的基础上尽可能朝免检的方向走。一般会有如下几种状况采用免检：A、时间非常紧急，没时间检验；B、产品一般不重要的特性，使用无影响，也无风险；C、产品无法检验的项目；D、在上游供应商已检验，并对其检验放心，进而无需检验；E、在商业运作中，一直保持交易，并且历史记录非常好，对某一批或某几批可采用免检。这是制造业在

实际运作中要时刻分析的重点。二、抽样检验的类型4、根据检验次数分类：①、单次抽样指在抽样过程中，只从检验批中抽取一次来检验。在商业运作中，大多数都采用一次抽样。②、双次抽样就是在抽样的过程中，从检验批中抽取一组样品来检验后，再从中间又抽一组样品来检验。这中间有两种状况：一是第一组样品检验后，样品不放回去；二是每一组样品检验后，样品又放回原批中再重新抽第二组。通常应用较少，一般是在以下几种状况采用双次抽样：A、此批产品使用较急，且在第一次抽样检验不合格时，再采用第二次抽样；B、批量较大，而又不愿分多个检验批时。③、多次抽样实际上是双次抽样的延续，只是将双次抽样的次数增多而已。④、序贯型抽样

是指在抽样时，不事先规定总的抽样个数（观测或实验次数）,而是先抽少量样本,根据其结果，再决定停止抽样或继续抽样、抽多少，这样下去，直至决定停止抽样为止。主要应用在生态学观测或实验。二、抽样检验的类型5、根据检验严格程度分类：在各种抽检计划中，为了考虑产品的品质可能有连续性和成本等要求，一般都会设立正常检验、加严检验、减量检验三种。①、正常检验是在抽检计划中，在正常状况下使用的检验。②、减量检验在同正常检验所使用的相同品质水平抽样检验方案下，所要求的验收标准相对放宽的检验。在采用正常检验时，如果根据若干批的检验结果可以确信其品质水平比规定的合格品质水平较好，则对所交付检验的产品可适当进行宽松的检验。③、加严检验在同正常检验所使用的相同品质水平抽样检验方案下，所要求的验收标准更加严格的检验。在采用正常检验时，如果根据若干批的检验结果可以确信其品质水平比规定的合格品质水平低劣，则对所交付检验的产品进行更加严格的检验，以确保产品的品质。

二、抽样检验的类型6、根据检验连续性分类在实际运作过程中，根据其时间性和连续的特性，可以分析连续性检验和非连续性检验。①、连续性检验是指检验时间是有一定规律的，透过本次检验就知道下一次的检验时间，如每天生产1000个。该种检验有助于预测产品的各种特性，它是SPC的主要精神之一。②、非连续性检验就是指检验的时间没有一定规律，不知道下一次检验在什么时间或间隔时间较长的检验。如某电子厂购买通用钉子，一次买了1000颗，下一次买就可能要到3个月后。在品质管理上，要尽可能让品质中的检验做到连续性。7、根据抽样方式的不同划分

标准型抽样检验、选择型抽样检验、调整型抽样检验、连续型抽样检验。二、抽样检验的类型所谓随机抽样，即从总体中随机抽取一定数目的个体单位作为样本进行检验，使每个个体单位都有一定的概率被选取入样本，从而使样本所做出的结论对总体具有充分的代表性。随机抽样能有效地避免主观性导致的倾向性误差（系统误差），使得样本资料能够用来有效地估计和推断总体的数量特征，并通过计算抽样误差，说明估计结果的可靠程度。与随机抽样不同的是非随机抽样或称判断抽样。利用判断抽样，检查相关数据的任意样本，计算不合格的百分比。由于判断抽样不是随机的，做出错误结论的风险不能量化。因此，它并不是首选的抽样方法。合理的抽样方法可以减少抽检的数量及增加样本数据之代表性，如何抽样才是合理的方法？

三、随机抽样三、随机抽样1、随机抽样方法①、简单随机抽样简单随机抽样是最基本的一种概率抽样，即指总体中的每一个个体被抽到的机会是机同的。在简单随机样本中，X1，X2……Xn

是互相独立的随机变量，并且与总体有相同的概率分布。简单随机变量可以通过重复从总体中随机抽取得到，显然，有放回地随机抽样得到的样本是简单随机抽样；无放回地随机抽取只要样本量n相对于总体N来说很小，就可以近似地看做一个简单随机抽样。当面对N个个体组成的总体，对其中的N个个体没有更多的了解时，一般采用简单随机抽样。假如从一批1000卷胶带中，无返还地随机选取25卷胶带进行检验测试，则这个定义中的随机性方面得到满足。简单随机抽样是品质管控中利用统计调查的基础，是品质保证分析的有用工具。许多统计分析依赖于抽取随机样本，如果不使用随机样本，很可能会引入偏向。三、随机抽样随机抽样可以利用随机数列表选取样本。比如，可以利用系列数，或将各个单体置于有惟一的行和列编号的托架或盘中，或者将每个单体与一个物理距离相联系，为总体中的每个要素指定一个独一无二的号码。而后以一个系统的方式选择各个号码。这种选择可以从数码表中的任何一点开始，可以向任何方向移动，使用任何一组数字，来达到抽样的目的。简单随机抽样的特点是方法简单直观，由于总体中每个个体抽取的概率相等，计算抽样误差及对总体参数加以推断时比较方便。其缺点是程序比较复杂，在实际工作中做到总体中每个个体都被抽到的机会完全一样是不容易的。三、随机抽样②、分层随机抽样分层随机抽样也称为分类随机抽样，即先将总体按某些重要的特征分成互不交叉重叠的若干层，然后在各层中采用简单随机抽样或其他抽样方式抽取若干个样本单体，邮各层的样本单体组成一个样本。例如：甲、乙、丙三个车间都生产同一种产品，若甲车间的生产量是全部的30%，乙车间占50%。丙车间占20%，需要抽取100件的样本，采用分层随机抽样时则应从甲车间随机抽取30件，从乙车间随机抽取50件，从丙车间随机抽取20件，合起来共100件，组成样本。分层随机抽样会提供与简单随机抽样类似的结果，但使用的样本量更少，它比相同样本量的简单随机抽样会产生更小的估计误差。分层随机抽样的优点是样本代表性好，抽样误差小；其缺点是抽样过程较繁琐。这种方法常适用于产品质量的验收。三、随机抽样③、等距（系统）随机抽样等距随机抽样也称为系统随机抽样或机械随机抽样，即将总体单位按某一标志（如时间）排序，然后按一定间隔来随机抽取样本的方法。等距随机抽样的优点是实施方便，同时能够保证样本对总体的代表性，适合大批量生产的流水线上产品的抽查；缺点是若总体单位排序后呈现一定的规律性甚至周期性，而抽样间隔的周期正好与之吻合，依赖于这样排列的等距抽样就会因此而产生系统性的偏差。三、随机抽样④、整群随机抽样整群随机抽样也称集团随机抽样，即在总体中，不是抽取个别样品，而是随机抽取整群的产品。这种方法是先将总体按某个标志（企业、车间、班组、工序或一段时间内生产的一批零件等）分成若干群，然后随机地抽取若干群，并由抽中的群中的所有个体组成样本。比如，对某产品抽取5%进行检查，每隔20小时抽取1小时的产量组成样本，然后对这些抽出来的样本进行品质检查并推断总体的品质状况。整群随机抽样的优点是：比较方便；当群内的要素不均一时，整群抽样可以产生有效的结果。在这种情况下，每个群都代表整个总体。其缺点是：由于样本只是来自个别几个群体，而不能均匀地分布在总体中，因而代表性较差，抽样误差较大。这种抽样方法多用于过程控制三、随机抽样2、抽样误差抽样中的误差通常由两类原因引起：抽样误差和系统误差（通常称为非抽样误差）。无论如何精心抽取样本，抽样误差总会产生，这通常是由于样本不能总是代表总体而产生的结果。减少抽样误差的惟一方法是扩大从总体中抽取的样本。然而，系统误差可以通过计划来减少或消除。系统误差来源包括：①偏向：从自己的观点看问题或解决方案的倾向。②非可比的数据：数据来自两个总体却被误认为是来自一个总体。③不加鉴别的趋势估计：认为过去发生的未来仍然会发生的假设。④因果关系：由于两个变量有关系，而认为其中一个发生变化必然引起另一个变化的假设。⑤不恰当的抽样：因使用了有误差的数据收集方法，而导致产生偏向。通过了解抽样技术，精心设计抽样方案，能够克服这些误差来源。运用样本均值估计总体均值时，还需要了解这个值与真实的总体均值接近程序如何。抽样误差大小由样本容量确定，所以样本容量是抽样中的关键事项。通常，可以针对所研究问题，确定在一定的置信水平下，根据可接受的抽样误差的大小，确定恰当的样本容量。四、抽样特性曲线及抽样风险

抽样特性曲线（OperatingCharacteristicCurve）是指当一个抽样检验方案（N，n,A）确定后，产品批的接收（确定产品批为合格）概率L（p）与产品批的实际质量水平（合格率p）间的关系曲线。抽样特性曲线也称为OC曲线，曲线所反映的函数关系称为抽样检验方案的检验特性函数，也就是有不同的OC曲线。抽样特性曲线反映了抽样检验方案对各种质量水平的产品批的辨别能力，是制定和评价抽样检验方案的基本工具。典型的OC曲线如下页图所示（以计数标准型抽样检验方案为例）。四、抽样特性曲线及抽样风险

A-----生产方风险点B-----使用方风险点P0-----生产方风险质量P1-----生产方风险质量α-----生产方风险点β-----使用方风险P0P10100P(100%)计数标准型抽样检验的OC曲线αβ四、抽样特性曲线及抽样风险

①、抽样特性曲线的原理。典型的标准型抽样方案是这样确的：希望不合格品率为P1的批量不合格，设其接收概率为L（P1）=β；希望不合格品率为P0

的批尽量合格，设其拒收概率为1-L（P0）=α。一般规定α=0.05,β=0.01,抽样方案的OC曲线通过A、B两点，如图示。如图所示，在抽样检验中，对于一个抽样检验方案（N，n,A），任何规定的产品批接收L（p）或拒收概率1-L（P），对应着一定的产品质量水平P

；而要保证规定的产品质量水平P

时，产品批的接收概率为L（p）。②、两类错误和风险。实际上对于一批数量很大的成品，其质量状况不清楚，通过随机抽取其中的一个样本，来检测，研究该样本的质量状况，以此来推测判断整批成品的质量好坏，然后做出接收或是拒收决定。这种做法会出现下表所示的四种情况。因此，进一步分析发现：四、抽样特性曲线及抽样风险

批成品质量与“接收——拒收”之间的关系批成品质量好坏样本质量好1）允收4）接收（第Ⅱ类错误）坏2）拒收（第Ⅰ类错误）3）拒收第一：对于给定的抽样方案，当批质量水平（如不合格率）为某一指定的可接收值（如可接收质量界限）时的拒收概率。即好的质量批被拒收时生产方所承担的风险，称为α风险或生产方风险，A点为生产方风险点，质量水平P0为抽样方案中与特定的生产方风险水平相对应的质量水平。这种情况下，我们犯了把质量好的一批产品当做质量坏的一批产品去看待、处理的错误，这类错误在统计方法中叫做第Ⅰ类错误，称为“弃真”错误。犯这类错误的概率值用α表示，α则为第Ⅰ类错误的风险率。第二：对于给定的抽样方案，当批质量水平（如不合格品率）为某一指定的不满意值（如极限质量水平）时的接收概率。即质量坏的批被接收时使用方所承担的风险，称为β风险或使用方风险，B点为使用方风险点，质量水平P1为抽样方案中与特定的使用方风险水平相对应的质量水平。在这种情况下，我们犯了把质量坏的一批产品当然质量好的一批产品去看待。处理的错误，这类错误在统计方法中叫做第Ⅱ类错误，称为“取伪”错误。犯这类错误的概率用β表示，β则为第Ⅱ类错误的风险率。从抽样方案的特性曲线看，P0和P1是两个重要的参数，对一批产品进行抽样检验时，可以通过控制A、B两上点，来权衡生产方的利益和风险度与使用方的产品批质量水平和风险度。四、抽样特性曲线及抽样风险

1、抽样转换①、正常至加严：当实行正常检验时，如初始检验之连续2、3、4批或5批中有2批被拒收，即查开始改用加严检验。（不包括复检批）②、加严至正常：当实施加严检验时，如初始检验连续5批中均允收时，即开始改用正常检验。③、正常至减量：当施行正常检验时，如能合乎下列各项条件，即可改用减量检验。a.正常检验之前面10批（或更多批），在初始检验时均已允收者；b.前面10批（或照上述[a]情况所用之其他数字）之样本中，其不良品（或缺点）之总数，等于或小于一定数目者。如果使用双次或多次抽样，所有已经检验过之样本，均应包括在内，并非仅指[第一次]样本；c.生产稳定；d．认为减量检验为适当者。五、检验程序④、减量至正常：当施行减量检验时，如在初始检验中，发生下列任何一种情况，即改用正常检验。a.有1批被拒收；b.按照减量检验的特殊程序，认为可以允收批；c.生产情况呈不规则或迟延者；d.在其他情况下，认为应开始正常检验者。

减量检验之特殊程序：减量检验时，如抽样程序尚未达到允收或拒收准则即可中止。在此等情况下，该批可认为允收，从下一批开始时，需恢复为正常检验。五、检验程序2、检验中止：在初始加严检验时，如果没有允收的连续批数，累积到5批，其允收程序，即告中止。在上述要求下，直至采取矫正措施后，才能恢复检验。3、抽样计划①、检验水准：检验水准决定批量与样本大小间之关系。检验水准用于合约商书面程序中所规定之任何特定需求条件。三种检验水准为：Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ级，通常采用Ⅱ级检验水准。不过，当仅需较低判别时，可采用Ⅰ级水准，当需要较高判别力时，就采用Ⅲ级水准。此外还有四种特殊水准：S-1、S-2、S-3、S-4，也列入同一表中，在必须用较小的样本大小，并能够或必须容忍较大的抽样冒险率时。注：选用检验水准S-1至S-4时，必须注意避免与这些检验水准不相一致之AQL值。换包括说，特殊检验水准的目的，即必须保持小样本时使用。例如，在S-1下的代字不会超过D，相当于大小为8的单次样本，如果AQL为0.10%时，其最小样本为125，此时就不会选用S-1。②、样本代字：样本大小用样本代字来表示。表Ⅰ是用于查求某一批量在指定检验水准下的样本代字。五、检验程序③、抽样计划之查得：