一、抽樣檢驗的基礎統計(jì)理論(lùn)
1.抽(chōu)樣(yàng)檢驗與全檢
檢(jiǎn)驗是指用一定方法(技術手段)測量、試驗和計量產品的一種或多種(zhǒng)質量特性,並將測定結果與判別標準相比較,以判別每個產品或每批產(chǎn)品是否合格的過程。按檢驗方式分,可(kě)分為全檢(即100%檢(jiǎn)驗)和抽(chōu)樣檢驗兩種。理論上全檢結果可以達到100%的準確率,但(dàn)實際上抽樣檢驗仍是最常用的檢(jiǎn)驗方法。尤其適用於使用(yòng)破壞性檢驗,檢(jiǎn)驗成本高、或者檢驗時間長的檢驗(yàn)場合。
2.抽(chōu)樣檢(jiǎn)驗中的兩類錯誤與(yǔ)兩種風(fēng)險(xiǎn)
由於抽樣檢驗與全檢不同。隻(zhī)要采取抽樣檢驗就有可能產生兩(liǎng)種錯(cuò)誤的判(pàn)斷:一種是(shì)將合格的(de)批判定為不合格,這(zhè)稱(chēng)為第一類誤(wù)判,相應(yīng)的風險稱為錯判風險;另一種是將不合格的批(pī)判定為(wéi)合格,這稱為第二類誤判,相應的風險稱為漏判風險。由(yóu)於第一類誤(wù)判會對產品生產方造成不利影響,所以又稱為生產方風險,而(ér)第二類誤判會對產(chǎn)品使(shǐ)用方造成損失,所以又稱為使用方風險。
3.抽樣方案
抽樣方案可以分為計數抽樣方案和計(jì)量抽(chōu)樣方案。
(1)計(jì)數抽(chōu)樣方案
判斷規則中,隻利用計(jì)數檢驗的(de)結果,即樣本中不合格品的個數或不合格(gé)數,就稱為計數抽樣方案。
例如,(n;r)便是從(cóng)檢驗批中抽(chōu)取n個樣品進行(háng)檢驗,如果(guǒ)不合格品數目大於或等於r,則判定檢驗批不(bú)通過。
(2)計量抽樣方案
判斷規則中,隻利用計量檢驗(yàn)的結果,如樣(yàng)本均值,就稱為計量抽樣方(fāng)案。
例如(rú),(n;k)。以GB/T14900為例,考慮單側下規格限的情況,則抽取n個樣品(pǐn),測定其平均(jun1)值,計算QL。若QL>k,則判定檢驗批可通過(guò)。QL的計算式如(rú)下:
(1)
式中:——樣品平均值;μL——下限值;σ——標(biāo)準偏差。
4.抽樣方案的接收概率曲線(OC曲線)
圖1 OC曲線
對某一抽樣方案而(ér)言,用(yòng)二項分(fèn)布可計算出當一批產品的不合格品率(lǜ)為p(下(xià)文中p同義)時,可以通過檢(jiǎn)驗的概率Pa(p)。以p為橫坐標、Pa(p)為(wéi)縱坐標(biāo),可以得到一條單調遞減(jiǎn)的曲線,稱為抽樣方(fāng)案的接收概率(lǜ)曲線(Operation Characteristic curve,OC曲線)。如圖1所示。OC曲線有以下兩(liǎng)個特點:
a.不合(hé)格品率p趨於零時,接收(shōu)概率Pa(p)趨於100%;
b.不合格率增大時,接收概率Pa(p)就(jiù)減少。
生產方風險如圖1中α。此時,不合格率(lǜ)p0<AQL(合格質量水平),檢驗批應判(pàn)通過檢驗。但由於OC曲線的特性,仍有一定風險被判為不通過檢驗。風險值為α。
使用方風險如圖1中β。此時,不合(hé)格率p1>AQL,檢驗批應判不通過檢驗。但由於OC曲線的特點,仍會有一定風險判為通過檢驗。風險值為(wéi)β。
由於OC曲線的計算較為複雜,在實際應用中,各類抽樣方案的OC曲線都可以通過相應的技術材料工具書(shū)查到。而(ér)且往往已經簡化為表格,以方便查閱。在決定選取抽樣方案時(shí),則主要考慮控製生產方和使用方兩類風險。使(shǐ)抽樣方案可以(yǐ)滿足(zú)生產(chǎn)方和使用方的需要。
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二(èr)、定量包裝(zhuāng)商品包裝計量(liàng)監督方案分析
1.對單件定量包裝商品的淨含(hán)量要求(qiú)
單件定量包裝商(shāng)品(pǐn)淨(jìng)含量(liàng)如果不符(fú)合《規定》的最大負偏差,可判該件商品不合格。對單件定量包裝商品的淨含量要求是(shì)按計數抽樣(yàng)程序(xù)設計。根據國際計量組織第87號國際建議的設定,結合中國的實際情況。質量合格水平(AQL)設定為1.5%,而(ér)生產方風險(α)不大於(yú)5%,即對於p≤1.5%的檢驗批,通過檢驗(yàn)的概率不小於95%。有對(duì)於(yú)檢驗批中含16%單件不合格包裝的情況,通過檢驗至少(shǎo)有90%的概率能查出,即使用方風險(β)不大於(yú)10%。
在考慮了生產方風險和使用方風險後,根據GB2828-1987給(gěi)出了以下抽樣方案。如果檢(jiǎn)驗批中不合格單件數(shù)小於或等於合格判定數Ac,判該(gāi)檢(jiǎn)驗批通(tōng)過檢驗。
2.對平均淨含量的要求
通過計算樣品的平(píng)均淨含量,以評價檢驗批是否(fǒu)合乎平均淨(jìng)含量的要求。抽樣方案是依照計量抽樣方案。該抽樣方案的(de)生產方風險不(bú)高(gāo)於1%。而使用方的風險不高於10%。
如果(guǒ)檢驗批符合正態分布,而且平均淨含量等於標注淨含量,可以判定這個檢驗(yàn)批通過平均淨含量的檢驗。如果從以上檢驗批中隨機(jī)抽取n個(gè)樣品,測定平均淨含量,重複這樣的檢驗多(duō)次,可以得到如圖2的正態分(fèn)布。該圖(tú)表明有50%的概率,抽(chōu)取的n個樣品的平均淨含量會小於實際批淨含量。
根據ISO2854,對樣品平均淨(jìng)含量,有以(yǐ)下(xià)要(yào)求:
式中:Q0——標注淨含量;s——標準偏差;n——抽樣(yàng)數目(mù)。
圖2 樣品平均值的正態分布
此時,圖2中P′為生產方風險。使用t-分布的原因是基於可能的小批量檢驗批。
如(rú)果設一(yī)個係數,λ=t0.99,(n-1)× (3)
則有以下(xià)數據表(表2)。
由公式(3)可知,n→∞時,λ→0。而實際操作中,如果n不小於30時,λ已足夠小,可以(yǐ)將公式(2)簡化為:
≥Q0 (4)
由此可見,《規定》的相關設定(dìng)是基於一(yī)定統計(jì)學的簡化。
三、定量包裝商(shāng)品計(jì)量監督檢驗(yàn)的特點
1.監督(dū)抽(chōu)樣檢驗的特點
定量包裝商品計量監督檢驗也是一種監督抽樣檢(jiǎn)驗。了解監督抽樣檢驗的特點,有利於更有效地搞好定量包裝商品的檢驗。
(1)監督抽樣檢驗是在(zài)驗收抽樣合格基礎上的一種複檢。主(zhǔ)要作用是監督產品(pǐn)質量和質量管理水平。
(2)由(yóu)於監督抽樣檢驗的主要目的是發現不合格的(de)產品總體,而不是驗收合格(gé)的產品總體。所以,通過檢驗的(de)產品未必(bì)“合(hé)格”。
(3)質量監督檢驗的結(jié)果(guǒ)是行政執法的基礎(chǔ)。檢驗批被判“不合格”後,生產者或銷售者往(wǎng)往被處(chù)以各類行政(zhèng)處罰,如罰款(kuǎn)等,甚至會被新聞曝光。與產品驗收檢驗相(xiàng)比,監督抽樣檢驗的結果更有威懾力。所以,必須嚴格控製(zhì)錯判風險,減少錯判(pàn)對生產(chǎn)者的影響。
2.在定量包裝商(shāng)品計量監督檢驗中應注意的幾個問題
(1)由於檢驗批的數目可能有較大變化,會對樣本量有直接的影響。根據統計(jì)學原理,當N/n≥10時,可以認為受檢驗批的大小(xiǎo)影響較小。所以,在(zài)檢驗過程中(zhōng),應盡量選取檢驗批數目較大(dà)的地點,如廠區庫房、經銷商庫房。至少,檢驗批的(de)大小不(bú)宜小於150件。否(fǒu)則(zé),應當慎重考慮檢驗結果的代表性。
(2)隨機抽樣的實施必須嚴格(gé)按《規則》的規定。隨機抽樣是統計學風(fēng)險評估的重要基礎。隨機抽樣的核心是(shì)每個產品都有相同的概率被確定為(wéi)樣品。如(rú)果(guǒ)這一(yī)假設不成立(lì),錯判和漏判風險控製(zhì)是不可能的。尤其是錯判會使執法部門處於不利的情況。
(3)由於公式(2)僅在(zài)抽樣數目足夠(gòu)大時可以(yǐ)近似簡化為公式(4),應(yīng)當在生產倉庫(kù)進行淨含量計量監(jiān)督檢驗。一般認(rèn)為,抽樣數目不應低於(yú)30個。
例如,對於400g洗衣粉,一般包裝(zhuāng)標準偏差(s)為(wéi)6g。如果在(zài)市(shì)場上(shàng)抽取10個樣品(pǐn)。由表2,樣本平均值的統計誤差可能(néng)是:5.34g(0.89s)。而計量器具最大允許(xǔ)誤差為4g(單件最大負偏查的1/3)。可見,如果以400克進行判定,合格檢驗批將有可能被(bèi)判為“不合格”。然(rán)而,如果檢驗地點是生產(chǎn)倉(cāng)庫。抽樣(yàng)數目為80,由表2,樣本平(píng)均值的統計誤差可能是:1.62g(0.27s)。此時,合格檢驗批被判為“不合(hé)格”的風險較低。