Билет№16

1. Гипергеометрическое распределение случайной величины. Гипергеометрическое распределение

Гипергеометрическое распределение имеет место при выборочном контроле конечной совокупности объектов объема N по альтернативному признаку. Каждый контролируемый объект классифицируется либо как обладающий признаком А, либо как не обладающий этим признаком. Гипергеометрическое распределение имеет случайная величина Y, равная числу объектов, обладающих признаком А в случайной выборке объема n, где n<N. Например, число Y дефектных единиц продукции в случайной выборке объема n из партии объема N имеет гипергеометрическое распределение, если n<N. Другой пример – лотерея. Пусть признак А билета – это признак «быть выигрышным». Пусть всего билетов N, а некоторое лицо приобрело n из них. Тогда число выигрышных билетов у этого лица имеет гипергеометрическое распределение.

Для гипергеометрического распределения вероятность принятия случайной величиной Y значения y имеет вид

(20)

где D – число объектов, обладающих признаком А, в рассматриваемой совокупности объема N. При этом y принимает значения от max{0, n - (N - D)} до min{n, D}, при прочих y вероятность в формуле (20) равна 0. Таким образом, гипергеометрическое распределение определяется тремя параметрами – объемом генеральной совокупности N, числом объектов D в ней, обладающих рассматриваемым признаком А, и объемом выборки n.

Простой случайной выборкой объема n из совокупности объема N называется выборка, полученная в результате случайного отбора, при котором любой из  наборов из n объектов имеет одну и ту же вероятность быть отобранным. Методы случайного отбора выборок респондентов (опрашиваемых) или единиц штучной продукции рассматриваются в инструктивно-методических и нормативно-технических документах. Один из методов отбора таков: объекты отбирают один из другим, причем на каждом шаге каждый из оставшихся в совокупности объектов имеет одинаковые шансы быть отобранным. В литературе для рассматриваемого типа выборок используются также термины «случайная выборка», «случайная выборка без возвращения».

Поскольку объемы генеральной совокупности (партии) N и выборки n обычно известны, то подлежащим оцениванию параметром гипергеометрического распределения является D. В статистических методах управления качеством продукции D – обычно число дефектных единиц продукции в партии. Представляет интерес также характеристика распределения D/N – уровень дефектности.

Для гипергеометрического распределения 

Последний множитель в выражении для дисперсии близок к 1, если N>10n. Если при этом сделать замену p = D/N, то выражения для математического ожидания и дисперсии гипергеометрического распределения перейдут в выражения для математического ожидания и дисперсии биномиального распределения. Это не случайно. Можно показать, что

при N>10n, где p = D/N. Точнее, справедливо предельное соотношение

и этим предельным соотношением можно пользоваться при N>10n.

2. Методы случайного отбора выборок штучной продукции. Методы отбора единиц продукции в выборку

    В зависимости от способа представления продукции на контроль применяются следующие методы отбора единиц продукции в выборку:           отбор с применением случайных чисел;           многоступенчатый отбор;           отбор "вслепую";           систематический отбор.        Отбор с применением случайных чисел           Данный метод применяется для однородной продукции, представленной на контроль способом "ряд".           Метод отбора с применением случайных чисел используется и при всех остальных способах представления однородной продукции (если это не ведет к большим трудностям экономического или технического порядка).           Метод предполагает предварительную сплошную нумерацию единиц продукции. Все номера должны иметь одно и то же количество цифр. Существующие номера с разным количеством цифр следует в начале дополнять слева нулями.          При методе отбора единиц продукции в выборку с применением случайных чисел используют:           таблицы случайных чисел по СТ СЭВ 546-77;           карточки (числа в урне)        Многоступенчатый отбор          Метод многоступенчатого отбора единиц продукции применяют для однородной продукции, представленной на контроль в упаковке, т.е. в упаковочных единицах, содержащих одинаковое количество единиц продукции.         При многоступенчатом отборе выборку образуют по ступеням и единицы продукции в каждой ступени отбирают случайным образом из единиц, отобранных в предыдущей ступени.         Кроме объема выборки, следует предварительно указывать и количество упаковочных единиц (первичных, вторичных и т.д.), выбранных для составления выборки. Из этих отобранных упаковочных единиц отбирается выборка.          Выборку составляют из примерно одинаковых объемов продукции, взятых из отобранных упаковочных единиц.          Если первичные упаковочные единицы содержат вторичные и т.д. упаковочные единицы, то сначала отбирают первичную, затем вторичную и т.д. упаковочные единицы. Допускается единицы продукции паковать в первую (вторую и т.д.) упаковочную единицу россыпью.          Для упаковочных единиц следует применять метод отбора с применением случайных чисел. Если продукция находится в "россыпи", то следует применять метод "вслепую".       Отбор "вслепую" (метод наибольшей объективности)          Метод "вслепую" применяется для продукции, представленной на контроль россыпью, а также в том случае, когда применение метода отбора с применением случайных чисел технически затруднительно или экономически невыгодно.          Метод "вслепую" не следует применять в тех случаях, когда бракованные единицы продукции можно определить органолептически.         В выборку должны быть включены единицы продукции из разных частей контролируемой партии.          Единицы продукции следует отбирать независимо от субъективных предположений контролера относительно качества отбираемой единицы.        Систематический отбор            Метод систематического отбора применяется для продукции, представленной на контроль в виде потока.           Единицы продукции следует отбирать через определенный интервал времени или количество единиц продукции. Например, если выборка должна составить 5% от контролируемой партии, то отбирают каждую двадцатую единицу продукции. Начало отсчета определяется случайным образом, например с помощью таблиц случайных чисел по СТ СЭВ 546-77.           Данным методом можно образовать выборку, если имеется определенный порядок следования единиц продукции. При этом необходимо учитывать, что в следующих одна за другой единицах продукции значение контролируемого параметра не должно меняться с той же периодичностью, что и периодичность отбора единиц в выборку.