抽样方法

质量管理——抽样方法Page1of20抽样方法产品质量检验通常可分成全数检验和抽样检验两种方法。全数检验是对一批产品中的每一件产品逐一进行检验，挑出不合格品后，认为其余全都是合格品。这种质量检验方法虽然适用于生产批量很少的大型机电设备产品，但大多数生产批量较大的产品，如电子元器件产品就很不适用。产品产量大，检验项目多或检验较复杂时，进行全数检验势必要花费大量的人力和物力，同时，仍难免出现错检和漏检现象。而当质量捡验具有破坏性时，例如电视机的寿命试验、材料产品的强度试验等，全数检验更是不可能的。抽样检验是从一批交验的产品（总体）中，随机抽取适量的产品样本进行质量检验，然后把检验结果与判定标准进行比较，从而确定该产品是否合格或需再进行抽检后裁决的一种质量检验方法。过去，一般采用百分比抽样检验方法。我国也一直沿用原苏联40年代采用的百分比抽样检验方法。这种检验方法认为样本与总体一直是成比例的，因此，把抽查样本数与检查批总体数保持一个固定的比值如5％，0.5％等。可是，实际上却存在着大批严、小批宽的不合理性，也就是说，即使质量相同的产品，因检查批数量多少不同却受到不同的处理，而且随着检查批总体数量的增多，即使按一定的百分比抽样，样本数也是相当大的，不能体现抽样检验在经济性方面的优点。因此，这种抽样检验方法已被逐步淘汰。人们经过对百分比抽样检验方法的研究，获知百分比抽样检验方法不合理的根本原因是没有按数理统计科学方法去设计抽样方案。因此，逐步研究和设计了一系列建立在概率论和数理统计科学基础上的各种统计抽样检验或统计抽样检查方案，并制订成标准抽样检查方案。1949年，美国科学家道奇和罗米格首先发表了《一次抽样与二次抽样检查表》；1950年美国军用标准MIL－STD—105D是世界上有代表性的计数抽样检查方法标准；日本先后制定了JISZ9002，JISZ9015等一系列抽样检查方法标准；英国、加拿大等国也相继制订了抽检方法标准；ISO和IEC又分别制订了抽样检查方法国际标准，如ISO2859、IEC410等。实践证明,上述抽样检查方法标准应用于产品质量检验时，虽然也存在着误判的可能，即通常所说的存在着生产方风险和使用方风险，但可以通过选用合适的抽样检查方案，把这种误判的风险控制在人们要求的范围之内，符合社会生产使用的客观实际需要，因此，很快地在世界各国得到广泛推行，取代了原先的不合理的百分比抽样检验方法。我国至今已制定的抽样方法标准有：GB10111利用随机数骰子进行随机抽样的方法GB13393抽样检查导则GB6378不合格品率的计量抽样检查程序及图表（对应于ISO3951）GB8051计数型序贯抽样检验方案（适用于检验费用昂贵的生产上连续批产品抽样检查）GB8052单水平和多水平计数连续抽样程序及抽样表（适用于输送带上移动产品的检查）GB8053不合格品率的计量标准型一次抽样检查程序及表GB8054平均值的计量标准型一次抽样检查程序及表GB13262不合格品率的计数标准型一次抽样极查程序及抽样表GB13263跳批计数抽样检查及程序GB13264不合格品率的小批计数抽样检查程序及抽样表GB13546挑选型计数抽样检查程序及抽样表GB14162产品质量监督计数抽样程序及抽样表GB14437产品质量计数一次监督抽样检验程序GB14900产品质量平均值的计量一次监督抽样检验程序及抽样表等标准。这些抽样方法标准分别对企业的抽样检验与国家行业与地方的质量监督抽样检验方法作出明确的规定。本节将以计数和计量抽样检查方法国家标准为主，介绍在质量检验中常用的几种抽样检查方法标准。一、抽样检查方法的分类目前，已经形成了很多具有不同特性的抽样检查方案和体系，大致可按下列几个方面进行分质量管理——抽样方法Page2of20类。1．按产品质量指标特性分类衡量产品质量的特征量称为产品的质量指标。质量指标可以按其测量特性分为计量指标和计数指标两类。计量指标是指如材料的纯度、加工件的尺寸、钢的化学成分、产品的寿命等定量数据指标。计数指标又可分为计件指标和计点指标两种，前者以不合格品的件数来衡量，后者则指产品中的缺陷数，如一平方米布料上的外观疵点个数，一个铸件上的气泡和砂眼个数等等。按质量指标分类，产品质量检验的抽样检查方法也分成计数抽检和计量抽检方法两类。（1）计数抽检方法是从批量产品中抽取一定数量的样品（样本），检验该样本中每个样品的质量，确定其合格或不合格，然后统计合格品数，与规定的“合格判定数”比较，决定该批产品是否合格的方法。（2）计量抽检方法是从批量产品中抽取一定数量的样品数（样本），检验该样本中每个样品的质量，然后与规定的标准值或技术要求进行比较，以决定该批产品是否合格的方法。有时，也可混合运用计数抽样检查方法和计量抽样检查方法。如选择产品某一个质量参数或较少的质量参数进行计量抽检，其余多数质量参数则实施计数抽检方法，以减少计算工作量，又能获取所需质量信息。2．按抽样检查的次数分类按抽样检查次数可分为一次、二次、多次和序贯抽样检查方法。（1）一次抽检方法该方法最简单，它只需要抽检一个样本就可以作出一批产品是否合格的判断。（2）二次抽检方法先抽第一个样本进行检验，若能据此作出该批产品合格与否的判断、检验则终止。如不能作出判断，就再抽取第二个样本，然后再次检验后作出是否合格的判断。（3）多次抽检方法其原理与二次抽检方法一样，每次抽样的样本大小相同，即n1=n2=n3…=n7，但抽检次数多，合格判定数和不合格判定数亦多。ISO2859标准提供了7次抽检方案。而我国GB2828、GB2829都实施5次抽检方案。（4）序贯抽检方法相当于多次抽检方法的极限，每次仅随机抽取一个单位产品进行检验，检验后即按判定规则作出合格、不合格或再抽下个单位产品的判断，一旦能作出该批合格或不合格的判定时，就终止检验。3．按抽检方法型式分类抽检方法首先可以分为调整型与非调整型两大类。调整型是由几个不同的抽检方案与转移规则联系在一起，组成一个完整的抽检体系，然后根据各批产品质量变化情况，按转移规则更换抽检方案即正常、加严或放宽抽检方案的转换，ISO2859、ISO3951和GB2828标准都属于这种类型，调整型抽检方法适用于各批质量有联系的连续批产品的质量检验。非调整型的单个抽样检查方案不考虑产品批的质量历史，使用中也没有转移规则，因此它比较容易为质检人员所掌握，但只对孤立批的质量检验较为适宜。无论哪种抽样方法，它们都具有以下三个共同的特点：（1）产品必须以“检查批”（简称“批”）形式出现，检查批分连续批和孤立批，连续批是指批与批之间产品质量关系密切或连续生产并连续提交验收的批。如：①产品设计、结构、工艺、材料无变化；②制造场所无变化；③中间停产时间不超过一个月。单个提交检查批或待捡批不能利用最近已检批提供的质量信息的连续提交检查批，称为孤立批。（2）批合格不等于批中每个产品都合格，批不合格也不等于批中每个产品都不合格。抽样检查只是保证产品整体的质量，而不是保证每个产品的质量。也就是说在抽样检查中，可能出现两种“错误”或“风险。一种是把合格批误判为不合格批的错误，又称为“生产方风险”，常记作α，一般α值控制在1％、5％或10％。另一种是把不合格批误判为合格批的错误，又称为“使用方风险”，常记作β，一般β控制在5％、质量管理——抽样方法Page3of2010％。（3）样本的不合格品率不等于提交批的不合格率。样本是从提交检查批中随机抽取的。所谓随机抽取是指每次抽取时，批中所有单位产品被抽取可能性都均等，不受任何人的意志支配。样本抽取时间可以在批的形成过程中，也可以在批形成之后，随机抽样数可以按随机数表查取，也可以按GB10lll等标准确定。二、抽样检查中的基本术语1．单位产品为实施抽样检查的需要而划分的基本单位称为单位产品。例如一个齿轮，一台电视机，一双鞋，一个发电机组等。它与采购、销售、生产和装运所规定的单位产品可以一致，也可以不一致。2．样本和样本单位从检查批中抽取用于检查的单位产品称为样本单位。而样本单位的全体则称为样本。而样本大小则是指样本中所包含的样本单位数量。3．合格质量水平（AQL）和不合格质量水平（RQL）在抽样检查中，认为可以接受的连续提交检查批的过程平均上限值，称为合格质量水平。而过程平均是指一系列初次提交检查批的平均质量，它用每百单位产品不合格品数或每百单位产品不合格数表示。具体数值由产需双方协商确定，一般由AQL符号表示。在抽样检查中，认为不可接受的批质量下限值，称为不合格质量水平，用RQL符号表示。4．检查和检查水平（IL）用测量、试验或其它方法，把单位产品与技术要求对比的过程称为检查。检查有正常检查、加严检查和放宽检查等。当过程平均接近合格质量水平时所进行的检查，称为正常检查。当过程平均显著劣于合格质量水平时所进行的检查，称为加严检查。当过程平均显著优于合格质量水平时所进行的检查，称为放宽检查。由放宽检查判为不合格的批，重新进行判断时所进行的检查称为特宽检查。5．抽样检查方案样本大小或样本大小系列和判定数组结合在一起，称为抽样方案。而判定数组是指由合格判定数系列和不合格判定数或合格判定数系列和不合格判定数系列结合在一起。抽样方案有一次、二次和五次抽样方案。人次抽样方案是指由样本大小n和判定数组（Ac、Re）结合在一起组成的抽样方案。Ac为合格判定数。判定批合格时，样本中所含不合格品（d）的最大数称为合格判定数，又称接收数（d≤Ac）。Re为不合格判定数，是判定批不合格时，样本中所含不合格品的最小数，又称拒收数（d≥Re）。二次抽样方案是指由第一样本大小n1，第二样本大小n2，…和判定数组（Ac1；Ac2，Re1；Re2)结合在一起组成的抽样方案。五次抽样方案则是指由第一样本大小n1，第二样本大小n2，…第五样本大小n5和判定数组（A1，A2，A3，A4，A5，R1，R2，R3，R4，R5）结合在一起组成的抽样方案。三、计数抽样方法1．计数抽样方法概述按抽样次数，分为一次、二次和多次计数抽样检查方法。（1）计数一次抽样检查方法这是一种最基本和最简单的抽样检查方法，它对总体N中抽取n个样品进行检验，根据n中的不合格品数d和预先规定的允许不合格品数C对比，从而判断该批产品是否合格。下图表示了其基本内容。质量管理——抽样方法Page4of20（2）计数二次抽样检查方法这种抽检方法是在一次抽检方法的基础上发展起来的。它是对交验批抽取两个样本n1，n２（GB2828中规定n1＝n２）对应也有二个合格判定数c1和c２，不合格判定数为γ1，γ2，两次样本中的不合格数分别为d1和d2,其抽检和判断过程如下：①先抽取第一个样本n1，检验后如不合格品数是d1≤c1,判为合格，如d1≥γ1,判为不合格，当c1≤d1≤γ1,则需由第二个样本来判定。②n2中的不合格品数d2,由d2和d1加在一起与c2的γ2进行比较，如d1+d2≤c2,判为合格，当d1+d2≥γ2判为不合格。如下图所示：（3）计数多次抽样检查计数多次抽样检查的程序与计数二次抽检相似，但抽检次数多，合格判定数和不合格判定数亦多，因每次抽取样本大小相同，因此抽检次数多的样本小。我国GB2828和GB2829规定是五次抽检方案，而MIL-STD-105D和ISO2859标准原规定的却是七次。但到1987年9月通过了中国提案后，也改为五次。2.计数抽样检查的程序产品批不同，抽检方案不同，适用范围不同，其抽检程序也是不同的。根据我国标准GB2828、GB2829和GB13264的规定，它们的计数抽检程序分别如表所示：抽检程序逐批检查计数抽检方案周期检查计数抽检方案（适用于生产过程稳定性检查）适用于连接批适用于孤立批GB2828GB13264GB2829质量管理——抽样方法Page5of20123456789101112规定单位产品的技术要求规定不合格的分类规定合格质量水平规定检查水平组成与提出检查批规定检查的严格度选择抽样方案类型检索抽样方案抽取样本检查样本判断逐批检查合格或不合格逐批检查后的处置规定双方风险质量规定抽样方