抽樣檢驗
抽取少量產品進行檢驗的方法
抽樣檢驗又稱抽樣檢查,是從一批產品中隨機抽取少量產品(樣本)進行檢驗,據以判斷該批產品是否合格的統計方法和理論。它與全面檢驗不同之處,在於後者需對整批產品逐個進行檢驗,把其中的不合格品揀出來,而抽樣檢驗則根據樣本中的產品的檢驗結果來推斷整批產品的質量。如果推斷結果認為該批產品符合預先規定的合格標準,就予以接收;否則就拒收。所以,經過抽樣檢驗認為合格的一批產品中,還可能含有一些不合格品。
抽樣檢驗方案(簡稱抽樣方案)是一套規則,依據它去決定如何抽樣(一次抽或分幾次抽、抽多少),並根據抽出產品檢驗的結果決定接收或拒收該批產品。在確定了一個抽樣方案后,可以計算具有指定質量指標(例如批不合格品率p)的一批產品被接收的概率,接收概率L(p)是p的函數,稱為抽查特性函數,簡稱OC函數,其圖形稱為抽查特性曲線)
1、單位產品:是為實施抽樣檢驗的需要而劃分的基本產品單位。
2、樣本大小:樣本中所包含的單位產品數量,一般用n表示。
3、單位產品的質量表示方法:計數、計量
4、不合格和不合格品
(1)不合格:單位產品的任何一個質量特性不滿足規範要求。目前我國國家標準推薦,將不合格分為三個等級。
A類不合格:單位產品極重要的質量特性不符合規定或重要的質量特性極不符合規定。
B類不合格:單位產品重要的質量特性不符合規定或質量特性嚴重不符合規定。
C類不合格:單位產品的一般質量特性不符合規定或質量特性輕微不符合規定。
美國貝爾系統將不合格的嚴重程度性分為四級。
A級——非常嚴重(不合格分值100分)
B級——嚴重(不合格分值50分)
C級——中等嚴重(不合格分值10分)
D級——不嚴重(不合格分值1分)
(2)不合格品:具有一個或一個以上不合格的單位產品。
按不合格的重輕程度可劃分為A類不合格品、B類不合格品、C類不合格品。
5、檢查批及批量
(1)檢查批:是提交進行檢驗的一批產品,也是作為檢驗對象而彙集起來的一批產品。
(2)批量:批中所包含的單位產品數,即提交檢查的一批產品中所包含單位產品的總數,以N表示。
抽樣檢驗的方法有以下三種:簡單隨機抽樣、系統抽樣和分層抽樣。
簡單隨機抽樣是指一批產品共有N件,如其中任意n件產品都有同樣
系統抽樣是指每隔一定時間或一定編號進行,而每一次又是從一定時間間隔內生產出的產品或一段編號產品中任意抽取一個或幾個樣本的方法。這種方法主要用於無法知道總體的確切數量的場合,如每個班的確切產量,多見於流水生產線的產品抽樣。
分層抽樣是指針對不同類產品有不同的加工設備、不同的操作者、不同的操作方法時對其質量進行評估時的一種抽樣方法。在質量管理過程中,逐批驗收抽樣檢驗方案是最常見的抽樣方案。無論是在企業內或在企業外,供求雙方在進行交易時,對交付的產品驗收時,多數情況下驗收全數檢驗是不現實或者沒有必要的,往往經常要進行抽樣檢驗,以保證和確認產品的質量。驗收抽樣檢驗的具體做法通常是:從交驗的每批產品中隨機抽取預定樣本容量的產品項目,對照標準逐個檢驗樣本的性能。如果樣本中所含不合格品數不大於抽樣方案中規定的數目,則判定該批產品合格,即為合格批,予以接收;反之,則判定為不合格,拒絕接收。
按檢驗特性值的屬性可以將抽樣檢驗分為計數型抽樣檢驗和計量型抽樣檢驗兩大類。
有些產品的質量特性,如焊點的不良數、測試壞品數以及合格與否,只能通過離散的尺度來衡量,把抽取樣本后通過離散尺度衡量的方法稱為計數抽樣檢驗。計數抽樣檢驗中對單位產品的質量採取計數的方法來衡量,對整批產品的質量,一般採用平均質量來衡量。計數抽樣檢驗方案又可分為:標準計數一次抽檢方案、計數挑選型一次抽檢方案、計數調整型一次抽檢方案、計數連續生產型抽檢方案、二次抽檢、多次抽檢等。
除了根據抽樣檢驗方法制定適用於各種特定情形的抽樣方案外,抽樣檢驗方法的標準化是一個重要的趨向。這就是制定各種類型的抽樣標準,其內容包括抽樣方案程序及圖表。生產方和使用方只要商定出關於批質量的某個(或某些)特性值,根據抽樣檢驗標準(簡稱抽樣標準)即可得到所需的抽樣方案。使用最廣泛的標準是由國際標準化組織(ISO)通過並頒布的兩個國際標準:ISO2859-1974:《計數抽樣程序及表》和ISO3951-1981:《不合格品率的計量抽樣程序及圖表》。這兩個國際標準的藍本是美國軍用標準MIL-STD-105D和MIL- STD-414。其他國家或直接採用這些標準,或在它們的基礎上修訂出本國的抽樣標準。中國也頒布過幾個標準,如關於計數抽樣的《中華人民共和國國家標準GB-2828-81》。此外,一些國家還制定了適用於連續生產線上的抽樣檢驗的連續抽樣標準。
目前我國現有產品質量監督抽樣檢驗系列國家標準有5個,主要用於質量監督部門定期或不定期對經過驗收檢驗合格的產品總體實施質量監督抽樣檢驗。與驗收抽樣檢驗標準的相同點在於將基礎抽樣檢驗方式分為計數抽樣檢驗和計量抽樣檢驗。但是,每個標準也都有它自身特點:
(1) GB/T 16306—-996《產品質量監督複查程序及抽樣方案》
該標準的作用在於指導規範產品質量監督這一特定場合,複查工作程序及抽樣方案使用。
(2)GB/T 14162-1993《產品質量監督計數抽樣檢驗程序及抽樣表》
該標準規定了對以每百單位產品不合格數為質量指標的監督總體計數一次監督抽樣檢驗程序。
(3)GB/T 14437-1997《產品質量一次計數監督抽樣檢驗程序及抽樣表》
該標準規定了對以不合格品率為質量指標的產品總體進行計件一次監督抽樣檢驗程序。僅適用於產品總體量較大的情形,一般來說,監督總體量應大於250且總體量與之比應大於10。
(4)GB/T 15482-1995《產品質量小總體計數一次抽樣檢驗程序及抽樣表》
該標準規定了對以不合格品數為質量指標的產品總體計數一次監督抽樣檢驗程序。適用於監督總體量大於10小於5的情形。該標準中的主要抽樣參數或指標需要行業或地方監督抽樣標準作具體規定。
(5)GB/T 14900-1994《產品質量平均值的計量一次監督抽樣檢驗程序及抽樣表》
從標準可以看出,檢驗的基本思想是檢驗監督總體的每百單位產品不合格數是否達到規定要求;檢驗監督總體的不合格品率是否達到規定要求;檢驗監督總體的不合格品數是否達到規定要求;檢驗監督總體某個質量特徵的平均值是否達到規定要求。
1、批:相同條件下製造出來的一定數量的產品,稱為“批”。在5M1E(即人、機、料、法、測、環)基本相同的生產過程中連續生產的一系列批稱為連續批;不能定為連續批的批稱為孤立批。
5M1E是指:
①人(man),包括人的質量意識、責任心、技術業務水平、操作熟練程度、身體條件等。②儀器設備(machine),是否已經過檢驗和校正,運行狀況是否正常,是否有嚴格的管理和使用制度等等。③材料(material)包括試劑、藥品、實驗動物等是否標準有效。試劑藥品有無標明生產廠家、有效期、含量;實驗動物是否明確來源、種系、等級、年齡、性別、適應、飼養等情況。④測量(measure),包括測試儀器的精度和測量方法等,是否有明確規定並嚴格執行。⑤方法(method),包括工藝技術路線、操作規程、組織管理方法等是否標準化,規範化、程序化;崗位責任制和考核是否健全;⑥環境(environment),包括溫度、濕度、露點、含塵量、噪音、震動、照明、衛生等對產品質量有影響的條件,該控制的條件是否已得到控制。
2、單位產品:為實施抽樣檢查的需要而劃分的基本單位稱為單位產品。
3、批量和樣本大小:批量是指批中包含的單位產品個數,以N表示。樣本大小是指隨機抽取的樣本中單位產品個數,以n表示。
4、樣本和樣本單位:從檢查批中抽取用於檢查的單位產品稱為樣本單位。而樣本單位的全體則稱為樣本。樣本大小則是指樣本中所包含的樣本單位數量。
5、合格質量水平(AQL)和不合格質量水平(RQL):在抽樣檢查中,認為可以接受的連續提交檢查批的過程平均上限值,稱為合格質量水平。而過程平均是指一系列初次提交檢查批的平均質量,它用每百單位產品不合格品數或每百單位產品不合格數表示;具體數值由產需雙方協商確定,一般由AQL符號表示;在抽樣檢查中,認為不可接受的批質量下限值,稱為不合格質量水平,用RQL符號表示。
6、檢查和檢查水平(IL):用測量、試驗或其他方法,把單位產品與技術要求對比的過程稱為檢查。檢查有正常檢查、加嚴檢查和放寬檢查等。
抽樣檢驗與全數檢驗的不同之處在於,全數檢驗要對整個批量逐一檢驗,剔除不合格品,而抽樣檢驗是根據部分產品的檢驗結果推斷整批的質量狀況。難免犯兩類錯誤,第一類是將合格批錯判為不合格,使生產方蒙受損失,稱為生產者風險;第二類錯誤是將不合格批錯判為合格,使用戶蒙受損失,稱為用戶風險。
抽樣檢驗涉及3個參數,產品的批量N,樣本大小n和不合格判定數Ac,這3個參數就確定了一個抽樣方案。對於一個不合格品率P已知的產品批,按給定的抽樣方案(N,n,Ac)判斷產品為合格品的概率稱為批合格概率,用L(p)表示。
當n,Ac不變時,N變化時兩種風險的分析為了分析N變化對兩種風險的影響,用超幾何分佈來準確計算在抽樣方案為(50,20,0)、(200,20,0)和(1000,20,0)的情況下,批的接收概率L(P)的值,畫出對應的QC曲線(如下圖所示)。當不合格率P較小(比如小於5%時)時,考慮到生產者的利益,應該接收該批產品,由圖1可以看出,當n,Ac不變時,隨著N的增加,批的接收概率L(P)的值在變大,即生產方的風險在減小。當不合格品P率較大(比如大於10%)時,出於對消費者的利益保護,該批產品應該拒收。由圖1可以看出,當n,Ac不變時,隨著N的增加,批的接收概率L(P)的值在變大,拒收的概率在減小消費者的風險在增大。因此,在抽樣檢驗過程中,當n,Ac不變時,批量N越大,生產方風險越小,消費者風險越大;批量N越小,生產方風險越大,消費者風險越小。