质量检验及抽样技术理论讲义

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,第,6,章 质量检验及抽样技术,学习目标,:,熟悉质量检验的职能和分类,掌握抽样检验的基本概念,掌握,OC,曲线的内涵、原理和特性,*熟练掌握技术标准型抽样检验方案的设计原理和程序,*熟练掌握计数调整型抽样检验方案的设计原理和程序,第,6,章 质量检验及抽样技术,主要内容,:,第一节 质量检验概述,第二节 抽样检验基础,第三节 抽样特性曲线,*第四节 计数标准型抽样检验,*第五节 计数调整型抽样检验,第一节 概述,质量检验的定义,质量检验的职能,质量检验的内容和意义,质量检验的分类,一、质量检验的定义,质量检验,是指对实体的一个或多个特性进行的诸如测量、检查、试验和度量，并将结果与规定要求进行比较，以确定每项特性合格情况所进行的活动。,ISO 8402-94,二、质量检验的职能,质量检验职能,鉴别职能,把关职能,预防职能,报告职能,监督职能,三、质量检验的内容和意义（,1,）,质量检验工作内容,明确质量标准,测定质量特性,对比测定结果,判定质量状况,处理检验对象,记录检验信息,三、质量检验的内容和意义（,2,）,质量检验工作意义,进货检验可以保证产品原材料的质量符合性,过程检验可以保证工艺过程的质量符合性,最终检验可以保证最终产品的质量符合性,四、质量检验的分类（,1,）,分类,方式,检验方式,特点描述,按生产,过程,次序,分类,进货检验,由检验部门对进厂的原材料、外购件、外协件等进行的入库前的检验,过程（工序）检验,以监督和控制为主要目的的检验，常用于判断工序或生产过程是否正常,完工检验,以验收为主要目的的检验，常用于过程全部结束后的半成品和成品的检验,按检验,人员,特征,分类,自 检,由生产工人自己对零部件或产品质量进行检验,互 检,生产工人之间对所生产的产品进行相互检验,专 检,由专职检验人员进行的质量检验活动,按检验,数量,特征,分类,全数检验,全数检验就是对全部产品逐个进行检验，从而判断每个产品合格与否，主要适用于非破坏性检验、待检验物的数量和费用允许全部检验、待检验项目是产品质量的关键项目等条件,抽样检验,按照规定的抽样方案和程序从待检验的一批产品中随机抽取部分单位产品作为样本进行全检，根据样本的合格情况判定整批待检产品的质量状况。相对于全数检验，抽样检验可以大大减少检验工作量,二、研究内容、创新点,四、质量检验的分类（,2,）,分类,方式,检验方式,特点描述,按检验,后果,特征,分类,破坏性检验,指产品在经过检验后其完整性遭到一定破坏，不再具有原有使用功能的检验。因此破坏性检验在数量特征上常采用属于抽样检验,非破坏性检验,指产品经过检验后完整无损，不影响其使用性能的检验,按检验,手段,特征,分类,器具检验,指利用仪器、量具或检验设备等手段，运用物理或化学的方法对产品的质量特性进行的检验，适用于产品的性能、强度、可靠性等的检验,感官检验,指利用人的感觉器官对质量特性做出评价和判断的检验，常用于对产品外观的颜色、伤痕、锈蚀、物品温度、粗糙度、噪音、气味等特征的检验,按检验,数据,性质,分类,计量值检验,指的是检验获取的数据是连续的，适用于产品的长度、强度、压力、时间等特征检验,计数值检验,指的是检验数据是离散的，不能连续取值，只能用自然数表示，如件数、废品数、点数等,第二节 抽样检验基础,抽样检验的定义,抽样检验中常用名词术语,抽样检验方案的分类,抽样检验的注意事项,抽样检验标准及其应用,一、抽样检验的定义,所谓抽样检验，,是指根据数理统计原理，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，根据对样本的检验结果来判定整批产品质量状况的一种检验方法。,二、常用名词术语,(1),单位产品,1,批和批量,2,指为了实施抽样检验需要而划分的基本单元。,离散产品一般可以自然划分，如一台电视机、一台机床、一个螺钉等；连续产品一般采用人工划分，如一米钢带、一尺布匹等。,为实施抽样检验，从基本相同条件下的产品中汇集起来的众多单位产品统称为,批,。提交检验的一批产品称为交验批，也叫检验批。批中所包含的单位产品的数量称为,批量,。,二、常用名词术语,(2),随机抽样,3,样本,4,为了排除人的主观因素的影响，使构成总体的每一个个体都以等概率出现在样本中的抽样方法叫,随机抽样法,。,常用方法有：,简单随机抽样法、系统抽样法（亦称等距抽样法或机械抽样法）、分层抽样法（亦称类型抽样法）、整群抽样法。,从检验批中抽出供检验用的单位产品称为,样本,。样本中包含的单位产品数为样本大小，常用,n,表示。,二、常用名词术语,(3),抽样方案是指在抽样检验中规定样本量和有关接收准则的一个具体方案，可用（,n,/,C,）、（,n,/,C,R,）、（,N,/,n,/,C,）、（,n,/,K,）表示。,其中，,C,为合格判定数，即在抽样方案中预先规定的判定批产品合格的那个样本中最大允许不合格数；,R,为不合格判定数，即预先规定的判定批产品不合格的那个样本中最小不合格数；,K,为可接受常数，即指用户能够接受的产品批的极限不合格品数。,如果一批产品的合格判定标准用不合格品率,p,表示，则,C,和,p,的关系为：,抽样方案,5,二、常用名词术语,(4),不合格,6,不合格品,7,某一质量特性未满足规定要求时便称为,不合格,。根据质量特性的重要性和未满足要求的程度，不合格可分为多种不同种类和等级。目前，我国国家标准推荐，不合格主要分为,A,、,B,、,C,三个等级。,A:,极重要质量特性值不符合；,B:,重要；,C:,一般质量特性值,包含一个或多个不合格项的产品称为,不合格品,。对应于不合格项的程度，不合格品也可分为,A,类不合格品、,B,类不合格品、,C,类不合格品。,二、常用名词术语,(5),批不合格品率,8,批质量,9,批不合格品率,是指批中不合格品总数,D,占批量,N,的百分比，一般用,p,表示。,由于实行抽样检验时,D,是未知的，因此一般用抽样检验结果进行估计，即,批质量,是指一批产品的总体质量表现状况。,批质量通常用该批产品的,不合格品率,来衡量。显然，不合格品率愈高，则批质量愈差。,二、常用名词术语,(6),接受概率,10,接受概率即某批产品的合格概率，又称批合格概率，是,指根据规定抽样方案把质量为,p,的交验批判断为合格而接受的概率，用符合,L(p),表示。,也可以把接收概率定义为：当该批的质量为给定值,p,，使用一定的抽样方案验收时接受该批的概率。接受概率是批不合格率,p,的函数，因此一般又称,L(p),为抽样检验方案的抽样特性函数。其计算详见本章下一节“抽检特性曲线（,OC,曲线）的计算”。,三、抽样检验方案的分类（,1,）,按检验次数分类,一次抽检方案,二次抽检方案,多次抽检方案,从交验批中只抽取一次样本，根据其检测结果来判定批合格与否，其判定程序如图,6-2,所示。,先从交验批中抽取,n,1,个样本，根据对,n,1,的检验结果判定批合格与否，当不能做出批合格与否的判断时，再抽取,n,2,个样本进行检验，并根据,n,1,和,n,2,中累计不合格品数来判定批合格与否，其判定程序如图,6-3,所示 。,按每次规定的样本容量,n,i,进行检验，以每次抽检的结果与判定基准作比较，判定批合格与否或继续抽检，直到检验进行到规定次数为止，再判定合格与否，其判定程序如图,6-4,所示。,三、抽样检验方案的分类（,1,）,三、抽样检验方案的分类（,1,）,在抽样方案中对供、需双方都规定质量保护和质量保证值（ 或 ； 或 ）（其中， 和 为供方规定的不合格品率和合格品率； 和 为需方规定的不合格品率和合格品率； 和 分别为供方所承担的合格批被判为不合格批的概率风险和需方所承担的不合格批被判为合格批的风险），具有可满足供需双方要求的抽样检验。它适合于偶然市场交易等对产品质量不了解的场合,三、抽样检验方案的分类（,2,）,按抽检实施方式分类,标准型,挑选型,调整型,连续生产型,按事先规定的抽样方案对产品进行抽检，若产品达到判定基准就接受；达不到判定基准就对整批产品进行全数检验，然后将其中的不合格品换成合格品后再出厂。该方案适用于不能选择供货单位时的收获检验、工序间半成品检验和产品出厂检验，而对于抽样检验被判定为不合格批后可以退货或降价处理的产品以及破坏性检验等状况则不宜采用 。,根据供方提供产品质量的好坏来调整检验的宽严程度，一般分为放宽、正常和加严三种方案。调整型抽检方案一般从正常检验开始，然后根据数批的检验结果和转换条件决定采用放宽或加严，这种检验一般适用于连续购进同一供货产品的检验。,它是先从逐个全检的连续检验开始，当合格品连续累计到一定数量后，即转入每隔一定数量抽检一个产品；在继续抽检过程中，如果出现不合格品，则继续恢复到全检状态。这种抽检方案适用于连续流水线生产中的产品检验，并不要求产品形成批。,三、抽样检验方案的分类（,3,）,按抽检特性值分类,计数抽检方案,计量抽检方案,以样本中不合格品数或缺陷数作为判定交验批产品是否合格的依据,以计量数据作为判断依据，通过对样本质量特性的统计分析来判断交验批是否合格,四、抽样检验方案注意事项,抽样检验是对批量进行合格与否的判定，而不是逐一检查批量中的每个产品。所以，如果产品不是作为批量处理时，就不应采用抽样检查。,通过抽样检验后，即使是判定合格的批量，其中也应允许有某种程度的不合格品存在。,抽样检验是以随机抽取式样为基本条件的，如果不能满足这种条件就不适用。因此，采用抽样检验时必须具备能随机取样的具体措施。,五、抽样检验标准及应用,序号,标准号,标准名称,标准内容,适用范围,1,GB2828-87,逐批检查计数抽样程序及抽样表,规定了以合格质量水平为质量指标的一次、二次、五次抽样方案及抽样程序,连续批的检验,2,GB6378-86,不合格品率的计量抽样检查程序及图表,规定以可接受质量水平为质量指标的一次计量抽样方案和检查程序。以不合格品率表示批的质量，并用来控制不合格品率不超过某个指定值,连续批的检验。可用于产品设计、工艺文件、订货合同、产品技术标准、检验规则、合格证、质量管理等有关文件中。使用本标准时，要在上述文件中规定执行的“负责部门”,3,GB8051-87,计数序贯抽样检查程序及抽样表,规定了以合格质量水平或极限质量为质量指标的序贯抽样方案及其实施程序,主要用于检验费时或检验费用较贵，需要尽可能减少抽样量的场合；可用于连续批产品抽样检验；在一定条件下也可用于孤立批的同样检验。当各检验批的质量之间无密切联系或虽有联系但生产的批数较少时，可把检验批作为孤立批来处理,4,GB8052-87,单水平和多水平计数连续抽样检查程序及抽样表,给出了单水平连续抽样方案及多水平连续抽样方案，并给出了它们的全检和抽样检验间的转换程序,对连续提交的在制品进行检验，在合同的质量规定、产品技术标准、工艺文件或其它文件引用本标准时，必须执行其中规定的条款。本标准可将产品的平均质量控制在规定的平均检出质量上限之内,5,GB2829-87,周期检查计数抽样程序及抽样表,规定以不合格质量水平为质量指标的一次、二次、五次抽样方案及抽样程序,生产过程稳定性的检验,6,GB8053-87,不合格品率的计量标准性一次抽样检查程序及图表,规定了以不合格品率为质量指标的计量标准型一次抽样检查程序与实施办法,产品的质量特征以计量值表示且服从或近似服从正态分布的批检验,表,6-3,几种常用的抽样检验标准及其适用范围,第三节 抽检特性曲线（,OC,曲线）,计数抽样检验的基本原理,接受概率曲线（,OC,曲线，,Operating Characteristic Curve）,例:设一批产品的批量为,N=100，,给定的抽样方案为,n=10, Ac=0,这表明我们从这批产品中随机抽取10件产品进行检验，如果没有不合格品，则接收这批产品，否则就拒收这批产品。,-,如果这批产品的不合格率,p=0，,则这批产品总是被接收的。,-,如果这批产品的不合格率,p=1,则这批产品总是被拒收的。,-,如果这批产品的不合格率,p=0.01，,这表明在这批产品中有一个不合格品，那么拒收这批产品的可能性较小，接收这批产品的可能性较大。,接受概率曲线（,OC,曲线）,接受概率是一批产品中的不合格品率,p,的函数，记为,L(p,),。,OC,曲线：对于具有不同的不合格率,p,的交验批产品，采用任何一个单次抽样方案,(,N,n,C,),，都可以求出相应的接受概率,L(p,),。,如果我们建立一个直角坐标系，横坐标为不合格率,p，,纵坐标为,L(p,)，,那么,L(p,),在这个坐标系中的图像称为接收概率曲线，也称为,OC,曲线。,接受概率曲线（,OC,曲线）,有一个抽样方案,(N,n,C),，就有一条,OC,曲线，而且是唯一的一条,OC,曲线与之对应。抽样方案的,OC,曲线直观地反映了采用该方案对不同质量水平的批产品接收和拒收的概率。所以，一条,OC,曲线代表了一个抽样方案对所验收的产品质量的判断能力，也称为,抽样方案的特性,。,接收概率的计算方法,首先对一次计数抽样方案给出接收概率的计算方法。设产品批的不合格品率为,p,，,从批量为,N,的一批产品中随机抽取,n,件，设其中的不合格品数为,X,X,为随机变量，接收概率为,接收概率的计算方法,（1）利用超几何分布进行计算,（2）利用二项分布计算,（3）利用泊松分布来进行计算,接收概率的计算方法,例1：今对批量为50的外购产品批作抽样验收，采用的抽样方案为（5，1），问：批不合格品率,p= 6,时的接受概率是多少？,注：当,N,100,时，可利用超几何概率分布表；当,N100,时，可利用阶乘对数表。,例2：已知,N1000，,求抽样方案（50/1）的,OC,曲线。,例 某产品的批量,N=10,，,p=0.3,。抽检方案为,n=3,c=1,时,求,L(P),。,L(0.3)=, =0.291+0.175=,=0.466,1,d=0,3,C,d,C,3-d,7,C,3,10,C,3,抽样特性曲线（,OC,曲线）特点,(,1).,理想方案的抽样特性曲线,验收抽样方案总是涉及到消费者和生产者双方的利益，对生产者来说，希望达到用户质量要求的产品批能够高概率被接收，特别要防止优质的产品批被错判拒收；而对消费者来说，则希望尽量避免或减少接收质量差的产品批，一旦产品批质量不合格，应以高概率拒收。如图所示，假设用户认为可接收质量水平,AQL,为,P,0,，那么，理想的,OC,曲线应该是当产品批的不合格率,pi P,0,时，对交验的产品批,100,接收，即,L(pi)=1,；而当批不合格率,pi,P,0,时，对交验的产品批,100,拒收，即,L(pi)=0,。,L(p),1,p,0,p(%),p,p,0,时,L(p)=1 p p,0,时,L(p)=0,这种垂直线型,OC,曲线只有在全检情况下才能得到，所以，也称为全检的,OC,曲线。但全检往往是不现实或没有必要的，那么，抽样验收就成为必然。尽管全检的,OC,曲线是不现实的，但它为我们寻找现实的、合理的,OC,曲线指出了方向，那就是消费者和生产者的利益关系。,(2),线性抽样方案,L(p)=1,p,L(p),1,100% p(%),p=0,时，,L(p)=1 p=100%,时，,L(p)=0,(3),实际采用的,OC,曲线,P,0,:,接收上限 对,P,P,0,的产品批以尽可能高的,概率接收,P,1,:,拒绝下限 对,P,P,1,的产品批以尽可能高的,概率拒收,=1-L(,P,0,),生产者风险,=,L(,P,1,),消费者风险,一般,=0.05,=0.1,L(p),P,0,P,1,P,P,0 .,P,1,由,供需双方协商,两种错判,第一类错误判断：,把高质量的产品批判断为不好的产品批而拒收的概率。,对于给定的抽样方案（,n/c,），,当批质量水平,P,为某一指定的可接收值（如,P,0,）,时的拒收概率叫生产方风险,。,第二类错误判断：,把低质量的产品批判断为好的产品批接受的概率。,对于给定的抽样方案（,n/c,），,当批质量水平,P,为某一指定的不可接收值（如,P,1,）,时的接受概率叫使用方风险,。,OC,曲线的影响因素,当样本大小n 和合格判定数C 一定时，批量N 对OC 曲线的影响,它们尽管是三个不同的抽样方案，但其,OC,曲线十分接近。这说明批量,N,的大小对,OC,曲线的影响很小。因此，常常只用（,n,，,C,）两个参数来表示一个单次抽样方案。,A(1000,20,0),B(100,20,0),C(50,20,0),L(P),P(%),(n,c),一定，,N,对,OC,曲线的影响图示,当批量,N,和合格判定数,C,一定时，样本大小,n,对,OC,曲线的影响,n=200,n=100,n=50,L(p),P(%),c=2,(N,c),一定，而,n,不同时的,OC,曲线,P,0,随着,n,变大，,OC,曲线变陡，抽样方案变严格了。例如，当,pi,P0,时，方案,1,、方案,2,和方案,3,的接收概率相差悬殊，反之，随着,n,变小，,OC,曲线倾斜度逐渐变缓，方案变宽松。,由此，我们可以通过样本大小,n,的变化研究采用合理的验收抽样方案。,当批量,N,和样本大小,n,一定时，合格判定数,C,对,OC,曲线的影响,随着,C,的变化，,OC,曲线在水平位置和曲线倾斜度两方面都发生了变化。随着,C,变小，,OC,曲线左移，而且曲线变陡，这说明抽样方案的性能发生了变化。对于同一批交验产品，其不合格率为,p,0,，不合格判定数,C,越小的方案，其接收概率也越低，说明抽样方案变得严格了。至于严格的程度和合理性，应该从实际出发，根据用户（需方）的质量要求和生产者的平均质量水平，对不同的抽样方案的,OC,曲线进行比较分析，确定合理的样本大小,n,和合格判定数,C,。另一方面，随,C,的变大，接收概率在同一,p,0,水平也增大，说明抽样方案变宽松了。,n,N,一定,而,C,不同时的曲线,P(%),L(P),n=100,c=0,c=1,c=2,c=3,c=4,p,0,百分比抽样方案,定义：,不论产品的批量,N,如何，均按同一百分比抽取样品，而在样品中可允许的不合格品数（合格判定数）都是一样的。,是否科学？,今假定有批量不同的三批产品交检，它们都按10抽取样品，于是有下列三种抽样方案：,N=900, n=90, c=0,N=300, n=30, c=0,N=90, n=9, c=0,百分比抽样方案,在不合格品百分率相同的情况下，批量,N,越大，方案越严，批量越小，方案越松。即：对批量大的交检批提高了验收标准，而对批量小的交检批降低了验收标准。,百分比抽样方案是不合理、不科学的，不应当在我国的工厂企业中继续使用。,n=90,n=30,n=9,L(p),P(%),P,0,第四节 计数标准型抽样检验,计数标准型抽检方案设计原理,计数标准型抽检特点分析,计数标准型一次抽检方案的抽检程序,一、计数标准型抽检方案设计原理,概念定义,1,、,计数标准型抽检定义：,是指为了,保证,生产方和需求方,双方利益,，,事先,把生产方风险和需求方风险固定为,某一特定数值,的抽样检验方案。,一、计数标准型抽检方案设计原理,2,、设计原理：,给定接受上限 、拒收下限 以及两种错判概率 ，控制优质批（ ）错判为不合格批的概率不得超过 、劣质批（ ）错判为合格批的概率不得超过 。即计数标准型抽检方案的,OC,曲线必须通过有图中预先规定的两个点（ ）和（ ）。因此，要使抽检方案（,n,，,C,）的,OC,曲线通过预先规定的这两个点，只要,n,和,C,满足右边的联立方程组即可。,p,1,p,0,1.0,p,1 1,-a,设计原理,二、计数标准型抽检方案特点,计数标准型抽样检验的,好处,是能,事先控制两种风险,，可保护供需双方利益；,不足之处,是一般抽取,样本数量较大,，经济上不合算。其主要,适用于孤立批,、,不要求生产方提供过程平均质量及以前检查结果等形势下的状况,。,三、计数标准型抽检方案的抽检程序,确定检验质量标准,确定质量特性不合格的分类标准和不合格品的分类标准,确定,p,0,、,p,1,及,a,、,值,确定批量,N,确定抽检方案（,n,，,C,）,抽取样本,检测样本质量特性值,判定合格与不合格,处理交验批,第五节 计数调整型抽样检验,计数调整型抽检方案设计原理,计数调整型抽检特点分析,计数调整型抽检方案的抽检程序,一、计数调整型抽检方案设计原理,概念定义,1,、计数调整型抽检：,对于连续批，如果产品连续几批抽样检查的结果都较好，则考虑有无可能减少抽样的样本量以减少抽检费用；反之，如果产品从抽检结果来看质量可能不大理想，则考虑是否应加严下几批的抽检以保证接受质量。,2,、设计原理：,当批质量,正常,时，采用一个,正常抽检方案,，以保护供方利益；当批产品,质量下降,或,生产不稳定,时，改用,加严方案,进行检验，以减小需求方承担的风险；当批产品,质量上升,时，改用一个,放宽方案,进行检验，以加强对供方的保护；如果供方不能保持优质产品的历史，在抽检中稍发现有,质量下降,的趋势，就应立即由,放宽转为正常检验,。,设计原理,一、计数调整型抽检方案设计原理,二、计数调整型抽检方案特点,对比其它抽检方案，它能,充分利用,产品检验,历史数据,提供的质量信息；,在同样质量保证的前提下，它比不可调整抽检方案能,节约,更多,工作量,和,费用,；,调整型抽检方案能促进供方为,提高,产品,质量,而,努力,。,三、计数调整型抽检方案的抽检程序,确定检验质量标准,规定合格质量水平,AQL,确定检查水平,确定检查批量,确定检查严格度,确定抽检方式,确定抽检方案,抽取样本,检测样本,判定批是否合格,处置批,放宽,检验,当前的转移分至少足30分,生产过程稳定,主管质量部门同意使用,放宽检验,以上条件同时成立,检验开始,正常,检验,连续不超过5批有,2批不可接收,累计5批,不可接收,加严,检验,暂停,检验,连续5批,可被接收,质量达到或,超过要求，,主管质量部,门同意,一批放宽检验未被接收,生产过程不稳定,主管质量部门认为有必,要回到正常检验,以上任一条件成立,调整型抽样方案的转移规则,ISO2859-1 ：,谢 谢！,