Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Толстов это все дал / GOST_R_50779_21-96.doc
Скачиваний:
113
Добавлен:
02.04.2015
Размер:
2.09 Mб
Скачать

8 Точечное и интервальное оценивание доли распределения случайной величины в заданном интервале*

___________

* Доля распределения случайной величины в заданном. интервале равна вероятности попадания случайной величины в этот интервал. В большинстве практических задач физический смысл имеет понятие «доля распределения случайной величины в интервале», используемый в данном стандарте, хотя все приведенные статистические выводы справедливы и для «вероятности попадания случайной величины в интервал».

(Измененная редакция, Изм. № 1).

8.1 Алгоритм вычисления доли распределения случайной величины в заданном интервале [L,М] и вне его при известных параметрах нормального распределения приведен в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Вычисление доли распределения случайной величины в заданном интервале [L,М] и вне его при известных параметрах нормального распределения (вспомогательный алгоритм)

Исходные данные

Табличные данные и вычисления

1 Среднее значение (математическое ожидание):

m0=

1 Пересчитанная для стандартного нормального закона эквивалентная нижняя граница интервала:

2 Стандартное отклонение

s0=

или дисперсия

D0=s20=

2 Пересчитанная для стандартного нормального закона эквивалентная верхняя граница интервала:

3 Границы интервала:

нижняя L=

верхняя М=

3 Доля распределения случайной величины, лежащая ниже границы L:

qL=Ф(uL)

Если Lне задано, тоqL= 0

 

4 Доля распределения случайной величины, лежащая выше границы М:

qM=Ф(-uM)

Если Мне задано, тоqM= 0

Результаты:

1 Доля распределения случайной величины вне интервала [L,M]:

q=qL+qM

1 Доля распределения случайной величины в интервале [L,M]:

p= 1 -q

Примечание - Величины Ф(uL) иФ(-uM) представляют собой значения функции стандартного нормального закона распределения, которые определяют потаблице А.1 приложения А

Для решения данной задачи не используют выборочные данные, а значения параметров mиs2считают известными.Таблица 8.1содержит вспомогательный алгоритм для решения задач 8.2-8.9.

Пример - Оценка ожидаемого уровня несоответствий показателя качества продукции (уровня несоответствий) при настройке станка на середину поля допуска или номинальное значение и известной точности s20.

8.2 Алгоритм точечного оценивания доли распределения случайной величины в заданном интервале [L,М] и вне его при известном стандартном отклонении или дисперсии приведен в таблице 8.2.

Таблица 8.2 - Точечная оценка доли распределения случайной величины в заданном интервале [L,М] и вне его при известном стандартном отклонении или дисперсии

Статистические и исходные данные

Табличные данные и вычисления

1 Объем выборки:

n=

1 Точечная оценка среднего значения:

2 Стандартное отклонение:

s0=

или дисперсия D0=s20=

2 Пересчитанные для стандартного нормального закона эквивалентные границы интервала:

нижняя:

верхняя:

3 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx=

3 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей ниже границы L(см.таблицу 8.1)

Если Lне задана, то

4 Границы интервала:

нижняя L=

верхняя M=

4 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей выше границы М(см.таблицу 8.1)

Если Мне задана, то

Результаты:

1 Точечная оценка доли распределения случайной величины вне интервала [L,М]:

2 Точечная оценка доли распределения случайной величины в интервале [L,М]:

Примечание - Величины и представляют собой значения функции стандартного нормального закона распределения, которые определяют потаблице A.1 приложения А

Пример - Оценка уровня несоответствия показателя качества продукции, который следует ожидать при работе станка или технологического процесса при установленном допуске и неизвестном уровне настройки. При этом считают, что точность станка или технологического процесса известна или достаточно точно оценена заранее.

8.3 Алгоритм точечного оценивания доли распределения случайной величины в заданном интервале [L,М] и вне его при неизвестной дисперсии приведен в таблице 8.3.

Таблица 8.3 - Точечная оценка доли распределения случайной величины в заданном интервале [L,М] и вне его при неизвестной дисперсии

Статистические и исходные данные

Табличные данные и вычисления

1 Объем выборки:

n=

1 Точечная оценка среднего значения:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx=

2 Вычисляем:

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2=

3 Точечная оценка стандартного отклонения:

4 Границы интервала:

нижняя L=

верхняя М=

4 Пересчитанные для стандартного нормального закона эквивалентные границы интервала

нижняя:

верхняя:

 

5 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей ниже границы L(см.таблицу 8.1):

Если Lне задана, то

 

6 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей выше границы М(см.таблицу 8.1):

Если М не задана, то 0

Результаты:

1 Точечная оценки доли распределения случайной величины вне интервала [L,М]:

2 Точечная оценка доли распределения случайной величины в интервале [L,М]:

Примечание - Величины и представляют собой значения функции стандартного нормального закона распределения, которые определяют потаблице A.1 приложения А

Пример тот же, что и в 8.2, но точность станка или технологического процесса неизвестна.

8.4 Алгоритм интервального оценивания доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в одностороннем интервале выше заданной нижней границы Lприведен втаблице 8.4. Таким образом определяют верхнюю доверительную границуqвдля доли распределения вне одностороннего интервала с нижней границейL, а также нижнюю доверительную границурндля доли распределения случайной величины в указанном интервале.

Примечание - Здесь и далее следует различать заданный изначально односторонний или двусторонний интервал (допуск) с известной границей (границами) для случайной величины Хи доверительный интервал для доли распределения случайной величины в этом допуске и вне его. Границы заданного интервала (допуска)LиМдля случайной величины измеряются в тех же единицах физических величин, что и случайная величина, например: в миллиметрах, граммах и т. п. Границы получаемого доверительного интервала являются безразмерными, как и сама вероятность.

Примеры

1 Определение уровня несоответствий для показателя «толщина гальванопокрытия». Случай, когда необходимо иметь определенную уверенность в том, что уровень несоответствий не превышает установленного предельного процента.

2 Оценка доли годных и несоответствующих деталей по показателю качества «твердость после термической обработки». Требование (допуск) одностороннее: L= 45 ед. Роквелла. Оценка получается в виде верхней доверительной границыqвна долю несоответствующей продукции с твердостью ниже 45 ед. Кроме того, получается нижняя доверительная границарнна долю продукции, соответствующей требованию, т. е. на долю деталей с твердостью не ниже 45 ед. Доверительные оценкирниqв, в отличие от точечных, имеют характеристики достоверности утверждений (с вероятностью 1 -a):

истинная доля годной продукции не менее рн;

истинная доля несоответствующей продукции не более qв.

Таблица 8.4 - Определение верхнейqви нижнейрндоверительных границ для доли распределения случайной величины в одностороннем интервале и вне его с заданной нижней границейL(дисперсия неизвестна)

Необходимые условия: Prob{q£qв} ³ 1 -a,Prob{p³pн} ³ 1 -a

Статистические и исходные данные

Промежуточные вычисления и процедуры

1 Объем выборки:

n=

1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx=

- дляmи

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2=

- дляs, причем

= 1 -a,

4 Степени свободы:

v=n– 1 =

где j= 1, 2, 3, тогда

a1m= 1/4a

a2m= 1/2a

5 Выбранная доверительная вероятность:

1 - a

a3m= 3/4a

ajs= /

6 Нижняя граница одностороннего интервала:

L=

2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения

 

2.1 Интервальная оценка параметра mс доверительной вероятностью (1 -am)

(см. формулу (2) таблицы 6.2)

 

2.2 Интервальная оценка параметра sс доверительной вероятностью (1 -as)

(см. формулу (4) таблицы 7.1)

 

Примечание - Данную процедуру повторяют три раза

 

3 Интервальная оценка величины qпри полученных значениях параметровmиs- потаблице 8.1:

qjв=

 

4 После повторения процедуры по пунктам 2 и 3 для j= 1, 2, 3 имеем:

q1в,q2в,q3в

Результаты:

1 Верхняя доверительная граница для q, соответствующая доверительной вероятности (1 -a):

qв=min(q1в,q2в,q3в)

2 Нижняя доверительная граница для р:

рн= 1 -qв

8.5 Алгоритм интервального оценивания доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в одностороннем интервале ниже заданной верхней границы Мприведен в таблице 8.5. Таким образом определяют верхнюю доверительную границуqвдля доли распределения вне одностороннего интервала с верхней границейМ, а также нижнюю доверительную границурндля доли распределения случайной величины в указанном интервале.

Таблица 8.5 - Определение верхнейqви нижнейрндоверительных границ для доли распределения случайной величины в одностороннем интервале и вне его с заданной верхней границейМ(дисперсия неизвестна)

Необходимые условия: Prob{q£qв} ³ 1 -a,Prob{p³pн} ³ 1 -a

Статистические и исходные данные

Промежуточные вычисления и процедуры

1 Объем выборки:

n=

1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx=

- дляmи

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2=

- дляs, причем

= 1 -a,

4 Степени свободы:

v=n– 1 =

где j= 1, 2, 3, тогда

a1m= 1/4a

a2m= 1/2a

5 Выбранная доверительная вероятность:

1 - a

a3m= 3/4a

ajs= /

6 Верхняя граница одностороннего интервала:

М=

2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения

 

2.1 Интервальная оценка параметра mс доверительной вероятностью (1 -am)

(см. формулу (1) таблицы 6.2)

 

2.2 Интервальная оценка параметра sс доверительной вероятностью (1 -as)

(см. формулу (4) таблицы 7.1)

 

Примечание - Данную процедуру повторяют три раза

 

3 Интервальная оценка величины qпри полученных значениях параметровmиs- потаблице 8.1:

qjв=

 

4 После повторения процедуры по пунктам 2 и 3 для j= 1, 2, 3 имеем:

q1в,q2в,q3в

Результаты:

1 Верхняя доверительная граница для q, соответствующая доверительной вероятности (1 -a):

qв=min(q1в,q2в,q3в)

2 Нижняя доверительная граница для р:

рн= 1 -qв

Пример - Определение уровня несоответствий для показателя «процент примесей» в металлургии или в фармакологии. Случай, когда необходимо иметь определенную уверенность в том, что уровень несоответствий не превышает установленного предельного процента.

8.6 Алгоритм интервального оценивания доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в заданном интервале [L,М] приведен в таблице 8.6. Таким образом определяют верхнюю доверительную границуqвдля доли распределения вне интервала [L,М], а также нижнюю доверительную границуpндля доли распределения случайной величины в данном интервале.

Таблица 8.6 - Определение верхнейqви нижнейpндоверительных границ для доли распределения случайной величины в заданном интервале [L,М] и вне его (дисперсия неизвестна)

Необходимые условия: Prob{q£qв} ³ 1 -a,Prob{p³pн} ³ 1 -a

Статистические и исходные данные

Промежуточные вычисления и процедуры

1 Объем выборки:

n=

1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx=

- дляmи

- дляs, причем

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2=

= 1 -a,

где j= 1, 2, 3, тогда

a1m= 1/4a

4 Степени свободы:

v=n– 1 =

a2m= 1/2a

a3m= 3/4a

5 Выбранная доверительная вероятность:

1 - a

ajs= /

6 Границы интервала:

L=

М=

2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения

 

2.1 Интервальная оценка параметра mс доверительной вероятностью (1 -am)

,

(см. формулы (1),(2) таблицы 6.2)

 

2.2 Наихудшая точка :

=mн, еслиmнА£В-mв

=mв, еслиmнА>В-mв

 

2.3 Интервальная оценка параметра s,соответствующая доверительной вероятности (1 -as)

(см. формулу (4) таблицы 7.1)

 

Примечание - Данную процедуру повторяют три раза

 

3 Интервальная оценка величины qпри полученных значениях параметровmиs- потаблице 8.1:

qjв=

 

4 После повторения процедуры по пунктам 2 и 3 для j= 1, 2, 3 имеем:

q1в,q2в,q3в

Результаты:

1 Верхняя доверительная граница для q, соответствующая доверительной вероятности (1 -a):

qв=min(q1в,q2в,q3в)

2 Нижняя доверительная граница для р:

рн= 1 -qв

Пример из 8.2, но точность станка заранее неизвестна. Случай, когда необходимо иметь определенную уверенность в том, что уровень несоответствий не превышает установленного предельного значения.

8.7 Алгоритм интервального оценивания доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в одностороннем интервале выше заданной нижней границы Lприведен в таблице 8.7. Таким образом определяют нижнюю доверительную границуqндля доли распределения вне одностороннего интервала с нижней границейL, а также верхнюю доверительную границурвдля доли распределения случайной величины в указанном интервале.

Таблица 8.7 - Определение нижнейqни верхнейрв, доверительных границ для доли распределения случайной величины в одностороннем интервале и вне его с заданной нижней границейL(дисперсия неизвестна)

Необходимые условия: Prob{q³qн} ³ 1 -a,Prob{p£pв} ³ 1 -a

Статистические и исходные данные

Промежуточные вычисления и процедуры

1 Объем выборки:

n=

1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx=

- дляmи

- дляs, причем

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2=

= 1 -a,

где j= 1, 2, 3, тогда

a1m= 1/4a

4 Степени свободы:

v=n– 1 =

a2m= 1/2a

a3m= 3/4a

5 Выбранная доверительная вероятность:

1 - a

6 Нижняя граница одностороннего интервала:

L=

2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения

 

2.1 Интервальная оценка параметра mс доверительной вероятностью (1 -am)

(см. формулу (2) таблицы 6.2)

 

2.2 Интервальная оценка параметра sс доверительной вероятностью (1 -as)

(см. формулу (3) таблицы 7.1)

 

Примечание - Данную процедуру повторяют три раза

 

3 Интервальная оценка величины qпри полученных значениях параметровmиs- потаблице 8.1:

qjн=

 

4 После повторения процедуры по пунктам 2 и 3 для j= 1, 2, 3 имеем:

q1н,q2н,q3н

Результаты:

1 Нижняя доверительная граница для q, соответствующая доверительной вероятности (1 -a):

qн=max(q1н,q2н,q3н)

2 Верхняя доверительная граница для р:

рв= 1 –qн

Пример - Доказательство (с заданной вероятностью) того, что уровень несоответствий по данному показателю качества превышает установленное в нормативной документации предельное значение. Случай предъявления рекламаций на серийную или массовую продукцию по определенному показателю качества.

8.8 Алгоритм интервального оценивания доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в одностороннем интервале ниже заданной верхней границы Мприведен в таблице 8.8. Таким образом определяют нижнюю доверительную границуqндля доли распределения вне одностороннего интервала с верхней границейМ, а также верхнюю доверительную границурвдля доли распределения случайной величины в указанном интервале.

Таблица 8.8 - Определение нижнейqни верхнейрв, доверительных границ для доли распределения случайной величины в одностороннем интервале и вне его с заданной верхней границейМ(дисперсия неизвестна)

Необходимые условия: Prob{q³qн} ³ 1 -a,Prob{p£pв} ³ 1 -a

Статистические и исходные данные

Промежуточные вычисления и процедуры

1 Объем выборки:

n=

1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx=

- дляmи

- дляs, причем

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2=

= 1 -a,

где j= 1, 2, 3, тогда

a1m= 1/4a

4 Степени свободы:

v=n– 1 =

a2m= 1/2a

a3m= 3/4a

5 Выбранная доверительная вероятность:

1 - a

6 Верхняя граница одностороннего интервала:

М=

2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения

 

2.1 Интервальная оценка параметра mс доверительной вероятностью (1 -am)

(см. формулу (2) таблицы 6.2)

 

2.2 Интервальная оценка параметра sс доверительной вероятностью (1 -as)

(см. формулу (3) таблицы 7.1)

 

Примечание - Данную процедуру повторяют три раза

 

3 Интервальная оценка величины qпри полученных значениях параметровmиs- потаблице 8.1:

qjн=

 

4 После повторения процедуры по пунктам 2 и 3 для j= 1, 2, 3 имеем:

q1н,q2н,q3н

Результаты:

1 Нижняя доверительная граница для q, соответствующая доверительной вероятности (1 -a):

qн=max(q1н,q2н,q3н)

2 Верхняя доверительная граница для р:

рв= 1 –qн

8.9 Алгоритм интервального оценивания доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в заданном интервале [L,М] приведен в таблице 8.9. Таким образом определяют нижнюю доверительную границуqндля доли распределения вне интервала [L,М], а также верхнюю доверительную границурвдля доли распределения случайной величины в данном интервале.

Таблица 8.9 - Определение нижнейqни верхнейрв, доверительных границ для доли распределения случайной величины в заданном интервале [L,М] и вне его (дисперсия неизвестна)

Необходимые условия: Prob{q³qв} ³ 1 -a,Prob{p£pн} ³ 1 -a

Статистические и исходные данные

Промежуточные вычисления и процедуры

1 Объем выборки:

n=

1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx=

- дляmи

- дляs, причем

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2=

= 1 -a,

где j= 1, 2, 3, тогда

a1m= 1/4a

4 Степени свободы:

v=n– 1 =

a2m= 1/2a

a3m= 3/4a

5 Выбранная доверительная вероятность:

1 - a

ajs= /

6 Границы интервала:

L=

М=

2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения

 

2.1 Интервальная оценка параметра mс доверительной вероятностью (1 -am)

или

,

(см. формулы (1),(2) таблицы 6.2)

 

2.2 Наихудшая точка :

=mв, если (2.2.1)

=mн, если (2.2.2)

, если формулы (2.2.1) и (2.2.2) не выполняются

 

2.3 Интервальная оценка параметра sс доверительной вероятностью (1 -as)

(см. формулу (3) таблицы 7.1)

 

Примечание - Данную процедуру повторяют три раза

 

3 Интервальная оценка величины qпри полученных значениях параметровmиs- потаблице 8.1:

qjн=

 

4 После повторения процедуры по пунктам 2 и 3 для j= 1, 2, 3 имеем:

q1н,q2н,q3н

Результаты:

1 Нижняя доверительная граница для q, соответствующая доверительной вероятности (1 -a):

qн=max(q1н,q2н,q3н)

2 Верхняя доверительная граница для р:

рв= 1 –qн

Соседние файлы в папке Толстов это все дал