质量检验及抽样技术.docx
《质量检验及抽样技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《质量检验及抽样技术.docx（69页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
质量检验及抽样技术
第四章质量检验及抽样技术
本章要点
抽样检验的基本原理
计数标准型抽样检验
计数调整型抽样检验
计量调整型抽样检验
质量监督抽样检验
第一节质量检验概述
一、质量检验的定义
产品有了技术标准以后，才可以进行生产。
而生产出来的产品是否达到了质量标准的要求，就需要一定的检验。
产品质量检验是实现生产过程，保证产品质量不可缺少的部分，也是质量管理工作中的一项重要内容。
ISO9000：
2000标准对检验的定义是：
“通过观察和判断，适当时结合测量、试验所进行的符合性评价。
”
质量检验就是对产品的一个或多个质量特性进行观察、测量、试验，并将结果与规定的质量要求进行比较，以判断每项质量特性合格与否的一种活动。
通过质量检验，可以决定已生产出来的产品是否合格，投产的原材料是否符合要求，有助于及时发现生产过程中产品质量不稳定的苗头，从而做到“成品不合格不出厂，原材料不合要求不投产，在制品不合格不流入下道工序”，起到提高和保证产品质量的作用。
二、质量检验的主要职能
1．把关职能把关职能是质量检验的最基本的职能。
这种职能是质量检验一出现时就存在的，不管过去、现在还是将来，不管检验的手段和技术如何发展和变化，质量检验的把关作用都是不可缺少的。
只有通过检验把关，在整个制造环节中挑选并剔除不合格品，真正做到不合格的原材料、外购件、外协件不进厂，不合格的半成品不转入下道工序，不合格的零部件不组装，不合格的成品不出厂，才能保证产品质量。
2．预防职能现代质量检验不单纯起把关的作用，同时还起到预防的作用。
预防的职能主要表现在：
（1）在生产过程中，要求首件检验符合规范的要求，从而预防批量产品质量问题的发生；
（2）通过巡回检验及时发现工序的质量失控问题，从而预防出现大的质量事故；
（3）保证检验人员和操作人员统一量仪的量值，从而预防测量误差造成的质量问题；
（4）当最终检验发现质量缺陷时，及时采取改进措施，预防质量问题的再次发生。
3．报告职能对检验中获得的信息认真记录，及时整理、分析，计算质量指标，以报告的形式，反馈给有关管理部门，便于其及时掌握生产中的质量状况和管理水平，做出正确的判断和采取有效的措施。
报告的主要内容如下：
（1）原材料、外购件、外协件进厂验收检验的情况和合格率；
（2）成品出厂检验的合格率、返修率、报废率、相应的金额损失及排列图分析；（3）各生产单位质量情况，如合格率、返修率、报废率、相应的金额损失及排列图分析；（4）产品报废原因的排列图分析；
（5）不合格品的处理情况；
（6）重大质量问题的调查、分析和处理情况；
（7）改进产品质量的建议；
（8）其它有关问题。
三、质量检验的分类
1．按产品形成的阶段分
（1）进货检验进货检验是指对企业购进的原材料、辅料、外购件、外协件和配套件等入库前的接收检验。
它是一种外购物的质量验证活动。
其目的是防止不合格品投入使用，流入生产工序，影响产品质量。
（2）过程检验
过程检验也叫工序检验，是指对生产过程中某一或多个工序（过程）所完成的在制品、半成品、成品，通过观察、试验、测量等方法，确定其是否符合规定的质量要求，并提供相应证据的活动。
过程检验的目的有两个，一是判断产品是否符合规定要求，防止不合格的在制品流入下一工序；另一个目的是判断工序是否稳定。
过程检验通常可分为首件检验、巡回检验和末件检验。
（3）最终检验最终检验是指对制成品的一次全面检验，包括性能、精度、安全性、外观等。
最终检验是产品质量控制的重点，也是产品放行出厂的重要依据。
2．按检验的场所分
（1）固定场所检验固定场所检验是指在企业的生产作业场所、场地、工地设立的固定检验站（点）进行的检验活动。
固定检验站相对工作环境较好，也有利于检验工具或仪器设备的使用和管理。
（2）流动检验流动检验是指检验人员到产品加工制作的操作人员和机群处进行的检验活动。
流动检验适用于检验工具简单，精度要求不高以及产品重量大，不适宜搬运等场合。
它的优点是及时发现问题，可以节省零件的搬运工作量以及操作者排队等待检验的时间。
3．按检验的性质分
（1）破坏性检验破坏性检验是指将受检样品破坏了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。
破坏性检验只能采用抽样检验方式。
（2）非破坏性检验非破坏性检验是指对样品可重复进行检验的检验活动。
随着检验技术的发展，破坏性检验日益减少，而非破坏性检验的使用范围在不断扩大。
4．按检验手段分
（1）理化检验理化检验是指用机械、电子或化学的方法，对产品的物理和化学性能进行的检验。
理化检验通常能测得检验项目的具体数值，精度高，人为误差小。
（2）感官检验感官检验是指凭借检验人员的感觉器官，对产品进行的检验。
对产品的形状、颜色、气味等，往往采用感官检验。
感官检验要求检验人员有较丰富的经验和判断能力。
5．按判断方式分
（1）计数检验计数检验是指根据给定的技术标准，将单位产品简单的分成合格品或不合格品的检验。
（2）计量检验计量检验是指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出具体量值并与标准对比的检验。
6．按检验的数量分
（1）全数检验
全数检验也叫全面检验或100%检验，简称全检。
它是指对全部产品逐个的进行测定，从而判断每个产品是否合格的检验。
全数检验能提供较多的质量信息，而且在人们心理上有一种安全感。
但全数检验工作量大，检验费用高，检验的质量鉴别能力受到各种因素的影响，差错难以完全避免。
全数检验常用于下述场合：
1非破坏性检验
2检验费用低、检验项目少的检验
3精度要求较高的产品和零部件的检验
4对后续工序影响较大的质量项目的检验
5质量不太稳定的工序的检验
（2）抽样检验抽样检验是从一批产品或一个过程中抽取一部分单位产品，进而判断产品批或过程是否合格的活动。
抽样检验主要适用于下列场合：
1破坏性检验；
2数量很多，全数检验工作量很大的产品的检验；
3连续体的检验；
4检验费用比较高时的检验；
5希望促使生产方加强质量管理等场合。
抽样检验是本章主要讨论的问题。
（3）免于检验
2001年11月21日国家质量监督检验检疫总局审议通过了《产品免于质量监督检查管理办法》，对符
合下列条件的产品，实行免于检验。
1企业具备独立的法人资格，产品质量长期稳定，并且有完善的质量保证体系；
2产品市场占有率、企业经济效益在本行业内排名前列；
3产品标准达到或者严于国家标准、行业标准要求；
4产品经省级以上质量技术监督部门连续三次以上（含三次）监督检查均为合格；
5产品符合国家有关法律法规的要求和国家产业政策。
第二节抽样检验概述
一、抽样检验1．抽样检验的概念抽样检验是从一批产品或一个过程中抽取一部分单位产品，进而判断产品批或过程是否合格的活动。
它不是逐个检验批中的所有单位产品，而是按照规定的抽样方案和程序从一批产品中随机抽取部分单位产品组成样本，根据样本测定结果来判定该批产品是否合格。
在生产实践中，工序与工序、库房与车间、生产者与使用者之间进行产品交换时，要把产品划分为批。
一个产品批总是由一定数量的单位产品构成，抽样检验就是从产品批量里抽取一部分产品进行检验，然后根据样本中不合格品数，或质量特性的规定界限，来判断整批产品是否合格。
2．抽样检验的特点因为抽样检验不是检验批中的全部产品，因此，相对于全数检验，它具有如下特点：
（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。
但从统计检验的原理可知，这两类错误都可以被控制在一定的风险以下。
3．抽样检验的分类
（1）抽样检验按检验特性值的属性可以分为计数抽样检验和计量抽样检验，计数抽样检验包括计件抽样检验和计点抽样检验，计件抽样检验是根据样本中包含的不合格品个数来推断整批产品是否合格的活动。
计点抽样检验是根据样本中包含的不合格数的多少来推断整批产品是否合格的活动。
而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。
（2）抽样检验根据最多抽取的样本数可以分为一次抽样检验、二次抽样检验、多次抽样检验和序贯抽样检验，所谓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或两个样本后就必须对该批产品做出批是否接收的结论；多次抽样在抽取三至七个样本后就必须对抽检批做出是否接收的判断；序贯抽样检验不限制抽样次数，但每次抽取一个单位产品，直至按规则做出判断为止。
二、抽样检验常用术语
有关抽样检验的常用术语介绍如下：
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，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。
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。
构成检验批的所有产品应当是同一生产条件下所生产的单位产品。
一般地，当产品质量较稳定时，宜组成较大的批，以节约检验费用。
3．批量
检验批中单位产品的数量。
常用N表示。
一般地，体积小、质量稳定的产品，批量宜大些。
但是批量不宜过大，批量过大，一方面不易取得具有代表性的样本，另一方面，这样的批一旦被拒收，经济损失也大。
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产品。
5.样本量
样本量是指样本中产品的数量。
常用n表示。
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。
根据质量特性的重要性或不符合的严重程度分为：
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。
6•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。
通常分为:
规定了每批应检验的单位产品数和有关批接收准则的一个具体的方案。
三、批质量的表示方法
批质量是指检验批的质量。
由于质量特性值的属性不同，衡量批质量的方法也不一样，计数抽样检验衡量批质量的方法有：
批中不合格单位产品所占的比重（即批不合格品率）；批中每百个单位产品平均包
含的不合格品个数以及批中每百个单位产品平均包含的不合格个数。
1•批不合格品率p
批中不合格的单位产品所占的比例。
即
D
pN
其中，N为批量
D为批中的不合格品数
N=2000台，已知其中1996台是合格品，则不合格品数=2000-1996=4
例4---1有一批电视机，批量
台。
4
0.0022000
批不合格品百分数
100pD100
N
以上两种方法常用于计件抽样检验。
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个数。
即
C
100p100
N
其中，C为批中的不合格数
例4---2有一批电视机，批量N=1000台，已知其中有30台电视机各有一台不合格，有20台各有两
个不合格，则
不合格数=30+20X2=70
100p1007
1000
这种方法常用于计点抽样检验。
4•过程平均
一定时期或一定量产品范围内的过程水平的平均值称为过程平均，它是过程处于稳定状态下的质量水
平。
在抽样检验中常将其解释为：
“一系列连续提交批的平均不合格品率”、“一系列初次提交的建议批的
平均质量（用不合格品百分数或每百单位产品不合格数表示）”。
“过程”是总体的概念，过程平均是不能计算或选择的，但是可以估计，即根据过去抽样检验的数据来估计过程平均。
过程平均是稳定生产前提下的过程平均不合格品率的简称，其理论表达式为：
Dk
Nk
100%
式中，P为过程平均不合格品率
N为第i批产品的批量
D为第i批产品的不合格品数
k为批数
实际上，P值是不易得到的，一般可利用抽样检验的结果来估计。
假设从上述k批产品中顺序抽取大小为ni、n2、nk的k个样本，其中出现的不合格品数分别为di、
d2、dk，如果di/ni、d2/n2、dk/nk之间没有显著差异，则其计算公式为：
100%
d,d2...dk
n,n2...nk
式中，p称为样本的平均不合格品率，它是过程平均不合格品率P的一个估计值。
估计过程平均不合格品率的目的是为了估计在正常情况下所提供的产品的不合格品率。
如果生产过程稳定，这个估计值可用来预测将要交检的产品的不合格品率。
必须注意，经过返修或挑选后再次提交检验的批产品的数据，不能用来估计过程平均不合格品率。
同时，用来估计过程平均不合格品率的批数，一般不应少于20批。
如果是新产品，开始时可以用5-10批的抽检结果进行估计，以后应当至少用20批。
-
般来说，在生产条件基本稳定的情况下，用于估计过程平均不合格品率的产品批数越多，检验的单位产品数量越大，对产品质量水平的估计就越可靠。
四、常用抽样检验标准
抽样检验方案可根据抽样检验的具体要求和概率论与数理统计的原理进行设计，国际标准化组织和国家标准化管理部门将常用的一些抽样方法编写成标准供各方使用。
除非有特殊要求需自己设计抽样方案之外，一般应首选国家推荐的抽样标准进行抽样。
目前我国已颁布的抽样检验方案国家标准如表4-1所示。
表4-1抽样检验方案国家标准
标准名称和编号
计数抽样
GB/T13262《不合格品率的计数标准型一次抽样检查程序及抽样
表》
GB/T13546《挑选型计数抽样检查程序及抽样表》
GB/T2828.1《计数抽样检验程序第1部分按接收质量限（AQL）
检索的逐批检验抽样计划》
方
案
GB/T15239《孤立批计数抽样程序及抽样表》
GB/T8051《计数序贯抽样检查程序及表》
GB/T8052《单水平和多水平计数连续抽样检查程序及表》
GB/T13263《跳批计数抽样检查程序》
GBZT13264《不合格品率的小批计数抽样检查程序及抽样表》
GB/T2829《周期逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于生产过程稳定性的检查）》
GB/T15172《运输包装件抽样检验》
GB/T13732《粒度均匀散料抽样检验通则》
计
量抽样方案
GB/T8053《不合格品率的计量标准型一次抽样检查程序及表》
GB/T8054《平均值的计量标准型一次抽样检验程序及抽样表》
GB/T6378《不合格品率的计量抽样检查程序及图表（适用于连续批的检查）》
GB/T16307《计量截尾序贯抽样检验程序及抽样表（适用于b已知）》
监督抽样方案
GB/T14163《产品质量监督计数抽样程序及抽样表（适用于每百单位产品不合格数为整理指标）》
GB/T14437《产品质量监督计数一次抽样检验程序及抽样方案》
GB/T15482《产品质量监督小总体计数一次抽样程序及抽样表》
GB/T14900《产品质量平均值的计量一次监督抽样程序及抽样
表》
GB/T16306《产品质量监督复查程序及抽样方案》
第三节抽样检验特性曲线
一、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。
当然，p=0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，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。
如果pWpt，则认为这批产品合格，予以接收；如果p>p，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。
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，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（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。
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dwAc,则认为该批产品质量合格，予以接收；如果d>Ac+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
序见图4-1。
、抽样方案的接收概率
使用抽样方案（n,Ac）对产品批验收，应符合批质量的判断准则，即当批质量好于质量标准要求时,应接收该批产品；而当批质量劣于标准要求时，应不接收检验批。
因此，使用抽样检验时，抽样方案对优质批和劣质批的判断能力的好坏是极为关键的，方案的判别能力可以用接收概率、抽检特性曲线和两类风险来衡量。
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。
2.接收概率的计算
（1）超几何分布计算法
率。
当N且pw0.1时，式（6-2）又可用泊松分布来表示。
d
L（p）°（np^enp（e2.71828）d0d!
（4-3）
式（4-3）是计点抽样检验时，计算接收概率的精确公式。
例4---5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%寸的接收概率。
d
15（np）np
L（p）L（10%）e
解：
d0d!
01215
（10）10（10）_1g215
0!
e1!
e2!
e....…15!
e
=0.951
三、抽样检验特性曲线——OC曲线
1.OC曲线的概念
根据L（p）的计算公式，对于一个具体的抽样方案（n,Ac）,当检验批的批质量p已知时，方案的接收概率是可以计算出来的，但在实际中，检验批的不合格品率p是未知的，而且是一个不固定的值，因
此，对于一个抽样方案，有一个p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0C曲线。
如图4-2。
图4-2抽样检验特性曲线
根据接收概率的计算公式可知，0C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0C曲
线，而每条0C曲线又反映了它所对应的抽检方案的特性。
因此，0C曲线也称为抽样检验的特性曲线，它
可以定量地告诉人们产品质量状况和被接收可能性大小之间的关系，也可以告诉人们采用该抽检方案时，具有某种不合格品率p的批，被判为合格的可能性有多大，或者要使检验批以某种概率接收，它应有多大的批不合格品率p。
同时，人们可以通过比较不同抽样方案的0C曲线，从而比较它们对产品质量的辨别能
力，选择合适的抽检方案。
2.0C曲线分析
（1）理想的0C曲线
什么是理想的0C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）=0。
对应的理
想0C曲线如图4-3所示。
但是，理想的0C曲线实际上是不存在的。
只有在100%佥验且保证不发生错检和漏检的情况下才能得
到。
当然，我们也不希望出现不理想的0C曲线。
比如，方案（10,1,0）的0C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%寸，接收概率仍
有50%也就是说，这么差的两批产品中，有一批将被接收。
（2）实际的0C曲线与两类风险
综上分析，理想的0C曲线实际上是不存在的，而不理想的0C曲线判断能力又很差，那么，实际的0C
曲线应当是什么样的呢？
一个好的抽样方案或0C曲线应当是：
当批质量好（p格，予以接收；当批质量差到某个规定界限p>pi时，能以高概率判它不合格，予以拒收；当产品质量变
坏，女口po其0C曲线如图4-5所示。
接近于理想抽检方案的0C曲线，对批质量的保证作用就大。
而倾斜度较小、较平缓的0C曲线，当批
不合格品率p变化时，接收概率变化较小，对批质量的保证作用就小。
只要采用抽样检验，就可能发生两种错误的判断。
当检验批质量比较好（p）时，从图4-5可见，
如果采用抽样检验，就不可能100%的接收（除非p=0），而只能以高概率接收，低概率a拒收这批产品，
这种由于抽检原因把合格批错判为不合格批而予以拒收的错判称为第一类错判。
这种错判给生产者带来损失，这个拒收的小概率a,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。
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（p>pi）时，也不能肯定100%拒收（除
非p=1）这批产品，还有小概率B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“第二类错误”。
这种错判使用户蒙受损失，这个接收的小概率B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。
一个较好的抽检方案应该由生产方和使用方共同协商，对P。
和pi进行通盘考虑，使生产者和使用者的
利益都受到保护。
图4-5实际需要的0C曲线
例4---6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
0C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%寸的接收概率，并列于表4-2
中。
然后用表中的数据画出该抽样方案的0C曲线，如图4-6。
表4-2（N=1000,n=30,Ac=3）
"■-d--.p%
5
10
15
20
0
0.210
0.040
0.007
0.001
1
0.342
0.139
0
升级会员 