抽样检验
1. 抽样检验的由来。
二次世界大战时期,美国军方采购军火时,在检验人员极度缺乏的情况下,为保证其大量军火的品质,专门组织了一批优秀的数理学家,依据数学统计原理建立了一套产品抽样检验模式,满足战时的需要。
在产品的制造过程中,为保证产品符合标准,防止不合格品出厂或流入下道工序,最好对产品全数检验即100%全数检验,但是在许多情况下,全数检验是不现实也是不必要的:例如破坏性实验、批量大、检验时间长和检验费用高的产品,就不能或不宜采用全数检验,此时抽样检验是一种有效的方法。
2. 抽样检验基本理论
2.1 抽样检验是按照规定的抽样方案随机地从一批或一个过程中抽取少量个体(作为样本)进行的检验,其目是判断一批产品或一个过程是否可以接受。
2.2 “检验”的理解:
2.2.1 检验是一种符合性检查,检验前必须明确被检验对象的质量要求;
2.2.2 检验的依据可以是一定性的,如质量体系中的要求,也可以是定量的,如产品尺寸等;
2.2.3 不同的质量特性,可以采用不同的检验手段,如用量具、仪器对产品检测,提供客观证据以证实产品质量状况,以及感官检验等;
2.2.4 检验是一种比较活动,即将检验的结果与规定的要求进行比较,做出是否合格或是否满足要求的判定。
2.3 检验的作用
2.3.1 检验的首要任务是把关。进货检验是防止不合格品流入生产现场,过程检验是不让不合格半成品流入下一道工序,成品检验是不让不合格成品(或外供产品)流入市场。
2.3.2 从某种意义说,检验也能起到一定的预防作用,上道工序质量不好,必然影响以后的工序,甚至最终产品的质量,上道工序质量好,必然会经下道工序创造有利的条件,对批量较大的产品,开展首件检验可以防止批量性不合格。
2.3.3 实践证明:全件未必比一个合理抽样检验方案效果理想。
2.4 制订和实施抽样检验方案前的准备工作
就产品而言,抽样检验就是从一批产品的所有个体(称总体)中抽取部分个体(称样本)进行检验,并根据样本的检验结果来判断整批产品是否合格的活动,是一种典型的统计判断工作。
抽样检验的前提是过程稳定,稳定的过程才能生产出质量稳定的产品,才能使被随机抽取的产品具有代表性。
所谓抽样方案,是为了实行抽样检验而确定的一组规则,一个抽样方案应规定如何抽取样本,抽取多大的样本,以及决定是否接受的判断准则等。
在抽样方案的制订和实施前,首先应明确以下问题;
2.4.1 单位产品
通常将用来检验的每个样品单位称为“单位产品”单位产品是构成产品单位的基础单位。对大多数产品,一个产品就是一个单位产品。
2.4.2 检验批
一般来说,一个生产批就是一个检验批。但是当批量很大连续生产,周期较长,且过程受控(即质量稳定状态下),可以将一个生产批分成若干检验批,但一个检验批不能包含多个生产批,也不能随意组合检验批。
2.4.3 单位产品质量
质量特性有进一步分为计量型和计数型两种,计量特性往往是可通过量具或仪器测量的,如尺寸,铜含量等;计数型特征是离散的,如铸件的气孔数等。
此外,有些产品质量是完全不能定量衡量的,对这类质量特性主要依赖于检验人员凭借自己的感官进行判断。
2.4.4 检验文件
检验文件也称检验规范或检验作业指导书。对抽样检验而言,检验文件应规定抽样的方式,样本容量以及判断准则,检验文件可以单独编写,也可以和其他文件合并编写。
2.4.5 不合格
在抽样检验中,不合格是指单位产品的任何一个质量特性不满足规范的要求,通常根据不合格的严重程度,必要时将他们进行分类,例如:
1) A类不合格:认为最被关注的一种不合格
2) B类不合格:认为关注程度比A类稍低的一种类型的不合格
3) C类不合格:关注程度底于A类和B类的一类不合格
2.4.6 不合格品
在抽样检验中,不合格是指单位产品的任何一个质量特性不满足规范的要求,通常根据不合格的严重程度,必要时将它们进行分类。例如:
1) A类不合格品:有一个或一个以上A类不合格,同时还可能包含B类或C类不合格的产品
2) B类不合格品:有一个或一个以上的B类不合格,也可能有C类不合格,但没有A类不合格的产品
3) C类不合格品: 有一个或一个以上的C类不合格,但没有A类、B类不合格的产品
2.4.7 批质量
指单个提交检验产品的质量,通常用P表示,由于质量特性值的属性的不同,批质量的表示方法也不一样,在计数抽样检验衡量批质量的方法有:
1) 批不合格率P
批的不合格数D除以批量N即 (这里的批量N可以理解为样本量n,因为我们并没有全检,没有全检也就无法准确知道批量N中的不合格数D)
P=D/N
2) 批不合格品百分数
批的不合格数除以批量再乘以100,即100P=100D/N]
3) 批每百单位产品不合格数
批的不合格数C除以批量在乘以100即 100C/N
方法1)和2)常用于计件抽检,方法3)常用于计点检验。
计件抽检和计点抽检是计数抽样检验的两大类,计件抽样检验根据被检样品的不合格产品数量推断整批产品的接受于否;而计点抽样检验是根据被检样本中的产品包含的不合格数,判断整批产品的接受于否。(一个是点,一个是件)。
2.4.8 样本的抽取
这一程序的关键是尽量做到“随机化”,随机抽样方法很多,常用的抽样方法有:
1) 简单随机抽样
这种方法通常所说的随机抽样法,总体中的每个个体被抽到的机会是相同的,优点是抽样误差小,缺点是抽样手续比较复杂,往往由各种客观条件和主观等许多因素综合影响造成的
2) 系统抽样法
系统抽样法有叫等距抽样法或机械抽样法,例:100件产品中抽取10件组成样本,首先,100件产品按1.2.3.4……..100顺序编号,然后用抽签式查随机数表的方法确定1~10号中的哪一件产品入选样本(假设3号),进而,其余依次入选样本产品编号是13.23.33.43…..93.03。
由于系统抽样法操作简单,实施起来不易出差错,因而在生产现场乐意去使用它,如在某道工序上定时去抽一件产品进行检验。
但是系统抽样的抽样起点一旦被确定后整个样本也就完全被确定了(这个和样本抽样的随机化原则相矛盾).因此这种方法容易出现大的误差,比如,一台机床出现了毛病,恰好每隔30个出现不良,而我们的检验人员又正好是每隔30个抽一个进行检查,抽样的起点正好在不良的工件,这样一来,以后抽查的每一段都会有瑕疵,进而就会对整批工件甚至整个工序的质量得出错误的结论。
3) 分层抽样法
分层抽样法也叫做类型抽样法,它是一个可以分为不同总体(或称为层)的总体中,按规定的比例从不同层中随机抽取样本(个体)的方法,比如:有甲、乙、丙三个工人在同一台设备倒班干同一个零件,他们加工好的零件分别堆放于三个地方,如果现在要求抽取15个零件组成样本,采用分层抽样法,应从零件的三个地方分别随机抽取5个零件,合起来一个15个零件组成样本,这中抽法的优点是:样本的代表性好,抽样的误差比较小。缺点是抽样手续较烦。
举个例子说明三种抽样方法的应用:
假设有某种成品零件分别装在20个零件箱中,每箱各装50个,总共1000个。如果想从中取100个零件组成样本进行测试研究,那么我们要怎么样运用上述3中方法进行抽样呢?
1) 将20个箱子零件倒在一起,混合均匀,并将零件从1.2.3.4~~~~~1000编号,然后用随机表抽签的方法从中抽取毫无规则的100个零件组成样本,这就是简单随机抽样。
2) 将20个箱子零件倒在一起,混合均匀,并将零件从1.2.3.4~~~~~1000编号,然后用查随机表式抽签的方法决定起始编号,比如16号,那么后面入样本的零件编号依次为26.36.46.56.66~~~~~~~906.916.926~~~于是就由这样100个零件组成样本,这就是系统抽样。
3) 对所有20箱零件,每箱都随机抽取5个零件,其100组成样本,这就是分层抽样。
3 GB/T 2828.1
3.1 以GB/T2828.1 – 2003为代表的计数调整型抽样检验的主要特点:
3.1.1 主要适用于连续批检验
当前面批的检验结果表明过程已经变坏,就有理由使用转移规则来执行一个更为严格的检验程序;反之若前面结果表明过程稳定或有所好转,则有理由维持或放宽抽样程序
注: 转移规则: 我们的检验严格程度的规定如下:
1) 正常检验:指过程能力平均优于AQL时,使用的抽样方案,此时的抽样方案是过程平均优于AQL的产品批一高概率接受;
我们怎么来理解这句话呢? 过程能力,简单的说就是我们的机加工水平、我们的管理能力等综合起来的能力吧;AQL我现在简单带一下,我们可以把它理解为我们自己给自己定下的质量水平,我们认为我们的产品可以达到这个程度,把这个AQL定下来之后,我们检验的产品才有可能被我们所接受。
2) 加严检验: 比正常检验更严厉的一种抽样方案,当连续批的检验结果表明过程可能劣于AQL值时,应进行加严检验,以更好的保护使用方的利益
3) 放宽检验:放宽检验的样本量比相应的正常检验方案小,因此其鉴别能力小于正常检验,当系列批的检验结果表明过程平均远好于接受质量限时,可使用放宽检验以节省样本量。
将一种检验状态向另一种状态转变的规则称为转移规则。
3.1.2 接受质量限AQL及其作用
前面我带了一下AQL的意义,在GB/T2828.1中接受质量限AQL有特殊的意义,起极其重要的作用,接受质量限是当一个连续批被提交验收抽样时,可允许的最差平均质量水平,在GB/T2828.1中AQL作为一个检索工具,使用这些按AQL检索的抽样方案,来自质量等于或好于AQL的过程的检验批,其大部分可以被接受,AQL是可以接受和不可接受的过程平均之间的界限值。
注:对于AQL,我们习惯又把它叫做允收标准:AQL是对过程平均不合格率规定的,认为满意的最大值的最大值,可以将它看做是可以接受和不可以接受的分界线。
3.2 检验水平的选择
检验水平是抽样方案的一个事先选定的特征,只要作用是明确N(批量)和样本(n)间的关系,当批量N确定时,只要明确检验水平,就可以检索到样本量字码和样本量n
3.3 抽样方案的检索
抽样方案的检索首先根据批量N和检验水平从样本字码表中检索出响应的样本量字码,再根据样本量字码和接受质量限AQL,利用附录的抽检表检索抽样方案。