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1、第四章 质量检验及抽样技术,引例思考,结合本章引例思考：春兰集团的三个“连环扣”扣住了什么？春兰集团的产品在出厂之前要有十五、六道质量检验工序，说明了什么？,主 要 内 容,第一节 质量检验概述第二节 抽样检验概述第三节 抽样检验特性曲线第四节 计数标准型（一次）抽样方案第五节 计数调整型抽样检验第六节 其他抽样检验,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、原理和特性掌握计数标准型抽样检验方案的设计原理和程序掌握计数调整型抽样检验方案的设计原理和程序,第一节 质量检验概述,第一节质量检验概述,一、质量检验的定义 ISO9000：2005 标准对检验的定义是：
2、“通过观察和判断，适当地结合测量、试验所进行的符合性评价。”朱兰：“所谓检验，就是这样的业务活动，决定产品是否在下道工序使用时适合要求，或是在出厂检验场合，决定能否向消费者提供。”,第一节质量检验概述,这样理解即可：质量检验就是指借助于某种手段和方法，对产品的一项或多项质量特性进行观察、测量、试验，并将结果同规定的产品质量标准进行比较，从而判断其合格与否的一种活动。,第一节质量检验概述,一般而言，检验包括四个基本要素：1.度量：采用试验、测量、化验、分析、感官检查等方法测定产品的质量特性。2.比较：将测定的结果同质量标准进行比较。3.判断：根据比较结果，对检验项目或产品作出合格性的判定。4.处
3、理：对单件受检产品，决定合格放行还是不合格返工、返修或报废。对受检批量产品，决定是接收还是拒收。对拒收的不合格批产品，还要进一步作出是否重新进行全检或筛选甚至是报废的结论。,第一节质量检验概述,二、质量检验的主要职能1.把关职能：最基本的职能。2.预防职能：比把关更进一步。3.改进职能：4.报告职能：信息反馈的职能5.监督职能:自我、用户、社会、法律、国家,第一节质量检验概述,三、质量检验方式及基本类型（一）质量检验方式1.按检验的场所分（1）固定场所检验（2）流动检验2.按检验流程分（1）购入检验（4）出厂检验（2）中间检验（5）库存检验（3）成品检验（6）监督检验,第一节质量检验概述,3.
4、按检验后检验对象的完整性分（1）破坏性检验 受检样品破坏以后才能进行的检验，或在检验过程中，受检样品必然会损坏或消耗的检验，如寿命试验、强度试验等。只能采用抽样检验方式。（2）非破坏性检验 对样品可重复进行检验的检验活动。,第一节质量检验概述,4.按检验的目的分（1）验收检验（把关）（2）监控检验（预防）5.按检验方法分（1）理化检验 用机械、电子或化学的方法，对产品的物理和化学性能进行检验。（2）感官检验,第一节质量检验概述,6.按质量特性值分（1）计数检验 根据给定的技术标准，将单位产品简单地分成合格品或不合格品的检验。（2）计量检验 根据给定的技术标准，将单位产品的质量特性用连续尺度测量
5、出具体量值并与标准进行对比的检验。,第一节质量检验概述,7按检验的数量分：（1）全数检验（全面检验、100%检验，简称全检）含义：对一批待检产品100%地进行检验。优点：一般比较可靠；能提供较完整的检验数据，获得较全面的质量信息；在心理上有一种安全感。缺点：工作量大；周期长；费用高；会出现漏检与错检。,第一节质量检验概述,全数检验常用于下述场合：非破坏性检验。检验费用低、检验项目少的检验。精度要求较高的产品和零部件的检验。对后续工序影响较大的质量项目的检验。质量不太稳定的工序的检验。需要对不合格交验批进行百分之百重检及筛选的情况。,第一节质量检验概述,（2）抽样检验含义：从待检的一批产品或一个
6、过程中抽取一部分单位产品组成样本，根据对样本的检验结果进而判断产品批或过程是否合格的活动。优点：节约工作量；节约费用；缩短检验周期。缺点：存在一定的错判的风险。,第一节质量检验概述,抽样检验主要适用于下列场合：破坏性检验。数量很多，全数检验工作量很大的产品的检验。检验费用比较高时的检验。连续性的检验抽样检验是本章讨论的主要内容。（3）免检,第一节质量检验概述,第一节质量检验概述,（二）质量检验的基本类型1.进货检验:包括首批样品检验、成批进货检验2.过程检验（工序检验）（首检、巡检、末检）3.完工检验,第二节 抽样检验概述,第二节抽样检验概述,一、抽样检验（一）概念概念前面已经给出。注意以下几
7、个方面：1.数理统计是抽样检验的理论基础。2.抽样方案的确定是关键。3.要遵循一定的操作程序。,第二节抽样检验概述,（二）抽样检验的特点1.检验的单位产品数量少、费用少、时间省、成本低。2.检验对象是一批产品。3.合格批中可能包含不合格品，不合格批中也可能包含合格品。4.抽样检验存在两类错判的风险，即把合格批误判为不合格批，或把不合格批误判为合格批的可能。但从统计检验原理知，这两类错误都可以被控制在一定的风险以下。,第二节抽样检验概述,（三）抽样检验常用术语1单位产品单位产品是指为实施抽样检验而划分的基本产品单位。有的单位产品是可以自然划分的，如电视机、电冰箱等。而有的单位产品是不可自然划分的
8、，如铁水、布匹等。对不可自然划分的单位产品必须根据具体情况给出单位产品的定义，如一升自来水、一平方米玻璃等。,第二节抽样检验概述,2检验批检验批是指为实施抽样检验而汇集起来的一定数量的单位产品。检验批的形式有“稳定的”和“流动的”两种。前者是将整批产品存放在一起同时提交检验，而后者的各个单位产品是一个一个地从检验点通过的。构成检验批的同一批产品应当是同型号、同等级、同类、同尺寸、同成分，在基本相同的时段和一致的条件下制造的产品组成。,第二节抽样检验概述,3批量检验批中单位产品的数量，常用 N 表示。批量多大合适？4样本样本是指取自一个批并且提供有关该批的信息的一个或一组单位产品。5样本量样本量
9、是指样本中单位产品的数量，常用 n 表示。,第二节抽样检验概述,6不合格不合格是指单位产品的任何一个质量特性不满足规范要求（有时也称为缺陷），有一个或一个以上不合格的单位产品就是不合格品。根据质量特性的重要性或不符合的严重程度，不合格分为以下 3 种。A 类不合格。被认为应给予最高关注的一种类型的不合格，也可以认为单位产品的极重要的质量特性不符合规定，或单位产品的质量特性极严重不符合规定。B 类不合格。关注程度稍低于 A 类的不合格，或者说单位产品的重要的质量特性不符合规定，或单位产品的质量特性严重不符合规定。C 类不合格。单位产品的一般质量特性不符合规定，或单位产品的质量特性轻微不符合规定。
10、,第二节抽样检验概述,7不合格品有一个或一个以上不合格的单位产品称为不合格品。通常不合格品分为以下 3 种。A 类不合格品。有一个或一个以上 A 类不合格，也可能有 B 类和/或 C 类不合格的单位产品。B 类不合格品。有一个或一个以上 B 类不合格，也可能有 C 类不合格，但没有 A 类不合格的单位产品。C 类不合格品。有一个或一个以上 C 类不合格，但没有 A 类和B 类不合格的单位产品。,第二节抽样检验概述,7不合格品,第二节抽样检验概述,8抽样方案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的方案。（表示法？）9随机抽样随机抽样是指在抽取被调查单位时，每个单位都有同等被抽
11、到的机会，被抽取的单位完全是偶然性的。,第二节抽样检验概述,二、抽样检验的分类（一）按检验特性值的属性分：计数抽样检验包括计件抽样检验和计点抽样检验。计数抽样检验是根据样本中包含的不合格品数来推断整批产品是否合格的活动。计数抽样检验通常是针对离散型产品。如焊点不良数计量抽样检验是通过测量被检样本中的产品质量特性的具体数值并与标准进行比较，进而推断整批产品是否合格的活动计量抽样检验通常是针对连续型产品。如灯管寿命,第二节抽样检验概述,（二）根据抽取的样本次数分为：一次抽样检验就是从检验批中只抽取一个样本就必须对该批产品做出是否接收的判断；二次抽样检验是一次抽样检验的延伸，它要求对一批产品抽取一个
12、或两个样本后就必须对该批产品做出是否接收的结论；多次抽样：允许最多抽取5个样本就必须对检验批作出接收与否的判断；,第二节抽样检验概述,一次抽样检验程序,第二节抽样检验概述,二次抽样检验程序,第二节抽样检验概述,（三）按是否调整抽样方案分类调整型抽样方案：有转移规则，一组抽样方案，充分利用产品的质量历史信息来调整，可降低检验的成本。（挑选型抽样检验、连续型抽样检验、序贯型抽样检验）非调整型方案:只有一个方案，没有转移规则。（标准型抽样检验）,第二节抽样检验概述,（四）按目的分类预防性抽样检验（过程抽样检验、SPC）验收性抽样检验监督抽样检验（如质监局的抽样检查）,第三节抽样检验基本理论,一、批质
13、量(一)表示方法（与质量特性属性有关）对计量特性来讲，可以用批中所有单位产品的该特性值的平均值表示，还可以用其标准差、变异系数等来表示。对计数特性来讲，又可分为两类：对计件产品可用不合格品率或不合格品百分数来表示批质量水平；对计点产品可以用百单位产品的不合格数来表示其批质量水平。,1.批不合格品率 p公式如下：批中不合格单位产品所占的比例，即,式中，N为批量；D为批中的不合格品数。,第三节抽样检验基本理论,例 有一批电视机，批量 N=2000 台，已知其中 1996 台是合格品，则不合格品数=20001996=4台。不合格品率为,第三节抽样检验基本理论,2批不合格品百分数批的不合格品数除以批量
14、，再乘以 100，即,以上两种方法常用于计件抽样检验。,第三节抽样检验基本理论,3批每百单位产品不合格数批中每百个单位产品平均包含的不合格数，即,式中，C为批中的不合格数。例 有一批电视机，批量 N=1000 台，已知其中有 30 台电视机各有一处不合格，有 20 台各有两处不合格，则,这种方法常用于计点抽样检验。,C,第三节抽样检验基本理论,(二)批产品质量的判断过程抽样检验的对象是一批产品，而不是单个产品。在提交检验的一批产品中允许有一些不合格品，可用批不合格品率p作为衡量其好坏的指标。如果p0，当然是理想状态。在抽样检验中，要做到这一点是困难的，从经济上讲，也没有必要。因此，在抽样检验时
15、，首先要确定一个合格的批质量水平，即批不合格品率的标准值pt，然后将交检批的批不合格品率p与pt 比较。,第三节抽样检验基本理论,如果ppt，则认为这批产品合格，予以接收；如果ppt，则认为这批产品不合格，予以拒收。但在实际中通过抽样检验是不可能精确地得到一批产品的批不合格品率p的，除非进行全数检验。所以在保证n对N有代表性的前提下，用样本中包含的不合格品数d的大小来推断整批质量，并与标准要求进行比较。,第三节抽样检验基本理论,因此，对批的验收归结为两个参数：样本量n和样本中包含的不合格（品）数，后者用Ac 表示，称为合格判定数。这样就形成了一个抽样方案（n，Ac）。由此可以看出，用抽样方案（
16、n，Ac）去验收一批产品实际上是对该批产品质量水平的推断并与标准要求进行比较的过程。,第三节抽样检验基本理论,批质量的判断过程是：从批量N中随机抽取n个单位产品组成一个样本，然后对样本中每一个产品进行逐一测量，记下其中的不合格品数d，如果dAc，则认为该批产品质量合格，予以接收；如果dAc+1，则认为该批产品质量不合格，予以拒收。Ac+1 即为不合格判定数，用Re 来表示，且Re=Ac+1。其判断程序如图4.1 所示。,第三节抽样检验基本理论,二、抽样方案的接收概率1接收概率的定义接收概率是指根据规定的抽样方案，把具有给定质量水平的检验批判为合格而接收的概率。即用给定的抽样方案（n，Ac）去验
17、收批量N和批质量p已知的检验批时，把检验批判断为合格而接收的概率。接收概率通常记为L(p)，它是批不合格品率p的函数，随着p的增大而减小。当p一定时，根据不同的情况，可用超几何分布、二项分布、泊松分布来求得L(p)的值,第三节抽样检验基本理论,二、抽样方案的接收概率例：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品率P=0，则这批产品总是接收的。如果这批产品的不合格品率P=0.01，接收这批产品的可能性很大。如果这批产品的不合格品率P=0.1，接收这
18、批产品的可能性降低了。如果这批产品的不合格品率P=0.5，接收这批产品的可能性将变得很小。,第三节抽样检验基本理论,2接收概率的计算(本节不讲)（1）超几何分布计算法。设从不合格品率为p的总体N 中，随机抽取n个单位产品组成样本，则样本中出现d 个不合格品的概率可按超几何分布公式 计算。此时，接收概率的公式为（n，Ac）,（有限总体，当批量N不大，且样本量与批量之比n/N0.1）,第三节抽样检验基本理论,例 设有一批产品，批量N=50，批不合格品率为p=10%，采用方案（5，1）进行验收，求接收概率。解：,第三节抽样检验基本理论,所谓接收概率为0.93，是指使用（50，1）方案对批量N=50，
19、不合格品率为p=10%的产品批进行验收，接收的可能性为0.93；从长远来看，也是在100 次抽检同样的批中，约有93 次判为合格批，7 次判为不合格批。用超几何分布计算接收概率虽然精确，但当N 与n 值较大时，计算很繁琐，一般可用二项分布或泊松分布近似计算。(需要符合一定的条件),第三节抽样检验基本理论,（2）二项分布计算法。当总体为无穷大或近似无穷大（n/N0.1）时，可以用二项概率去近似求超几何概率，故利用二项分布计算接收概率的公式为,（无限总体）,第三节抽样检验基本理论,例 已知N=3000 的一批产品提交作外观检验，若采用（20，1）的抽样方案，当批不合格品率为p=1%，求接收概率。解
20、：,第三节抽样检验基本理论,（3）泊松分布计算法。当n/N0.1 且p较小，np 在0.1-10之间时，又可用泊松分布来计算,(计点抽样检验),第三节抽样检验基本理论,例 有一批产品共计10万个需要进行外观检验，如果采用（100，15）的抽检方案，求p=10%时的接收概率。解：,第三节抽样检验基本理论,三、抽样检验特性曲线(OC)曲线1OC 曲线的概念根据接受概率L(p)的计算方法，对于一个抽样方案，有一个p（p是一个不固定的值）就有一个与之对应的接收概率。如果用横坐标表示自变量p的值，纵坐标表示相应的接收概率L(p)，则p和L(p)构成的一系列点子连成的曲线就是抽样检验特性曲线，简称OC 曲
21、线。如下图 所示。,第三节抽样检验基本理论,OC曲线,p(%),OC曲线与抽样方案是一一对应的，即一个抽检方案对应着一条OC曲线。每条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(抽检方案的特性)。具体而言，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。可以通过不同OC曲线比较来选择合适的抽检方案。,第三节抽样检验基本理论,2OC 曲线的三种情况（1）理想的OC 曲线什么是理想的OC 曲线呢？如果我们规定，当批不合格品率不超过pt时，这批产品是合格的，那么一个理想的抽检方案应当满足：当 ppt 时，接收概率L(p)=1；当ppt 时，接收概率L(p)=0。对应
22、的理想OC 曲线，如图4.3 所示。,第三节抽样检验基本理论,但是，理想的OC 曲线实际上是不存在的。只有在100%检验且保证不发生错检和漏检的情况下才能得到。,理想的OC 曲线,pt,第三节抽样检验基本理论,（2）线性的OC 曲线比如，方案（10，1，0）的OC 曲线为一条直线，如图4.4 所示。,从图中可看出，这种方案的判断能力是很差的。因为，当批不合格品率p 达到50%时，接收概率仍有50%，也就是说，质量很差的产品也可能被接收。,第三节抽样检验基本理论,（3）实际的OC 曲线一个比较好的抽样方案或OC 曲线应当是：当批质量好（pp0）时能以高概率判它合格，予以接收；当批质量差到某个规定
23、界限pp1 时，能以高概率判它不合格，予以拒收；当产品质量变坏，如p0pp1 时，接收概率迅速减小。其OC 曲线如图4.5 所示。,第三节抽样检验基本理论,比较理想的OC曲线,第三节抽样检验基本理论,例 设有一批产品，N=1000，今用（30，3）的抽样方案对它进行检验，试画出此抽样方案的OC曲线。解：利用接收概率的计算公式，分别求出p=5%、p=10%、p=15%、p=20%时的接收概率，并列于表4.2 中。然后用表中的数据画出该抽样方案的OC 曲线，如图4.6 所示。,第三节抽样检验基本理论,第三节抽样检验基本理论,这个抽样方案理想吗？,第三节抽样检验基本理论,3OC 曲线与N、n、Ac
24、之间的关系OC曲线与抽样方案（N，n，Ac）是一一对应的。因此，当N、n、Ac 变化时，OC 曲线必然随着变化。以下讨论OC 曲线怎样随着N、n、Ac 这3 个参数之一的变化而变化。（1）当n、Ac 不变，N 变化时假定有如下3 个抽检方案：（50，20，0）（100，20，0）（1000，20，0）,第三节抽样检验基本理论,下图 表示3 种抽检方案所对应的3 条OC 曲线。,从图中看出，批量大小对OC 曲线影响不大，所以当N/n10 时，就可以采用不考虑批量影响的抽检方案。因此，我们可以将抽检方案简单地表示为（n，Ac）。但这决不意味着抽检批量越大越好。因为抽样检验总存在着犯错误的可能，如果
25、批量过大，一旦拒收，则给生产方造成的损失就很大。,（50，20，0）（100，20，0）（1000，20，0）,第三节抽样检验基本理论,（2）当N、Ac 不变，n 变化时假定有如下3 个抽检方案：（200，2）（100，2）（50，2）图4.8 表示3 种抽检方案所对应的3 条OC 曲线。,第三节抽样检验基本理论,从图中看出，当Ac 一定时，样本大小n 越大，OC曲线越陡，抽样方案越严格。,（200，2）（100，2）（50，2）,第三节抽样检验基本理论,（3）当N、n 不变，Ac 变化时假定有如下4 个抽检方案：（100，2）（100，3）（100，4）（100，5）图4.9 表示的4 种抽
26、检方案所对应的OC 曲线。,第三节抽样检验基本理论,从图中看出，当n一定时，合格判定数Ac 越小，则OC曲线倾斜度就越大，抽样方案越严格。,（100，2）（100，3）（100，4）（100，5）,第三节抽样检验基本理论,四、百分比抽样的不合理性所谓百分比抽样，就是不论产品的批量N如何，均按一定的比例抽取样本进行检验，而在样本中允许的不合格品数（即合格判定数Ac）都是一样的。下面通过实例来说明百分比抽样的不合理性。,第三节抽样检验基本理论,（100，5，0）（200，10，0）（400，20，0）（600，30，0）（2000，100，0）,设供方有批量不同但批质量相同（如批不合格品率均为4%
27、）的5批产品，它们均按5%抽取样本，并规定样本中不允许有不合格品（即Ac=0）。因此，可得到左边5 个抽样方案。,这5 个抽样方案所对应的OC 曲线如图4.10 所示。,第三节抽样检验基本理论,从图上可看出，方案V比方案要严得多。如p=2%时，方案I 的接收概率为90.2%，而方案V 的接收概率仅为13.5%；又如p=10%时，即批中已有1/10 的不合格品，方案I 的接收概率仍可达58.4%，而方案V 的接收概率已很小很小（0.0027%）。可见百分比抽样是大批严，小批宽，即对N 大的检验批提高了验收标准，而对N 小的检验批却降低了验收标准，所以百分比抽样是不合理的，不应当使用。,（100，
28、5，0）（200，10，0）（400，20，0）（600，30，0）（2000，100，0）,第三节抽样检验基本理论,五、抽样方案的确定 抽样方案是指在抽样检验时，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批产品的一组规则。抽样方案中有两个最基本的参数：样本容量n和合格判定数Ac，通常用（n，Ac）或（N，n，Ac）表示一个抽样方案。如何来确定n与Ac呢？(自己设计或查现成的表),第三节抽样检验基本理论,六、抽样检验的两种错误（风险）只要采用抽样检验，就可能发生两种错误的判断。(?)1.第一类错误（弃真错误）从图4.5可知，当检验批质量比较好（pp0）时，如果采用抽样检验，就不可能10
29、0%接收（除非p=0），而只能以高概率接收，低概率拒收这批产品，这种由于抽检原因把合格批判为不合格批而予以拒收的错误称为第一类错判。这种错判给生产者带来损失，这个拒收的小概率，叫做第一类错判概率，又称为生产者风险率。它反映了把质量较好的批错判为不合格批的可能性大小。,第三节抽样检验基本理论,1.第二类错误（纳伪错误）另一方面，当采用抽样检验来判断不合格品率很高的劣质批（pp1）时，也不能肯定100%拒收（除非p=1）这批产品，还有小概率接收的可能。这种由于抽检原因把不合格批错判为合格批而接收的错误称为第二类错判。(纳伪错误)这种错判使用户蒙受损失，这个接收的小概率叫做第二类错判概率，又称为使用者的风险率。它反映了把质量差的批错判为合格批的可能性大小。3.一个较好的抽检方案应由生产方和使用方共同协商，对p0和p1进行通盘考虑，使生产者和使用者的利益都受到保护。,第三节抽样检验基本理论,THE END,
