- •Лежнюк п.Д.
- •1 Метод контрольних меж
- •1.1 Теоретичні відомості
- •1.1.1 Загальні відомості
- •1.1.2 Коротка історична довідка
- •1.1.3 Невизначеність при проведенні експерименту
- •1.1.4 Стандартна невизначеність при проведенні експерименту
- •1.1.5 Аналіз результатів повторних спостережень
- •1.1.6 Перевірка гіпотези про вид закону розподілу результатів
- •1.1.7 Методи перевірки гіпотез про вид закону розподілу
- •1.1.7.1 Критерій 2 Пірсона
- •Продовження таблиці 1.2
- •1.1.7.2 Складений критерій
- •1.1.7.3 Обробка результатів кількох серій вимірювань
- •1.1.8 Вимірювання невипадкових величин та їх реалізацій Призначення контрольних меж. Рівноточні виміри постійної величини
- •1.1.9 Статистична характеристика якості продукції
- •1.1.10 Статистичний контроль якості продукції
- •1.1.11 Техніка контрольних карт
- •1.1.12 Форма контрольної карти типу "середнє-розмах"
- •2 Однофакторний дисперсійний аналіз
- •2.1 Теоретичні відомості
- •2.1.1 Постановка задачі
- •2.1.2 Постановка задачі в загальному вигляді
- •2.1.4 Ідея дисперсійного аналізу
- •2.1.6 Розкладання сум квадратів
- •2.1.7 Оцінка дисперсій
- •2.1.8 Оцінка впливу фактора
- •2.1.9 Випадок нерівнокількісних спостережень
- •2.1.10 Розрахункові формули для суми
- •3 Багатофакторний дисперсійний аналіз
- •3.1 Теоретичні відомості
- •3.1.1 Постановка задачі
- •3.1.2 Розкладання сум квадратів
- •3.1.3 Оцінка дисперсій
- •3.1.4. Оцінка впливу факторів
- •3.1.5 Розрахункові формули для сум
- •3.1.6. Опорна стрижнева порцелянова ізоляція
- •4.1 Теоретичні відомості
- •4.2 Багатофакторний експеримент
- •4.2.1 Вибір моделі
- •4.2.2 Повний факторний експеримент
- •4.2.3 Дробовий факторний експеримент
- •4.2.4 Проведення експерименту і обробка його результатів
- •4.2.5 Прийняття рішень
- •4.2.6 Випробування при підвищених і граничних навантаженнях
- •5 Лабораторна робота № 1
- •5.2 Хід роботи
- •5.3 Приклад виконання завдання
- •5.3.1 Завдання
- •5.3.2 Рішення задачі
- •5.4 Варіанти завдань
- •5.5 Контрольні питання
- •6 Лабораторна робота № 2 однофакторний дисперсійний аналіз
- •6.2 Хід роботи
- •6.3 Приклад виконання завдання
- •6.3.1 Завдання
- •6.3.2 Рішення задачі
- •6.4 Варіанти завдань
- •6.5 Контрольні питання
- •7 Лабораторна робота № 3 багатофакторний дисперсійний аналіз
- •7.2 Хід роботи
- •7.3 Приклад виконання завдання
- •7.3.1 Завдання
- •7.3.2 Рішення задачі
- •Двофакторний аналіз
- •7.4 Варіанти завдань
- •7.5 Контрольні питання
- •8 Лабораторна робота № 4
- •8.2 Теоретичні відомості
- •8.3 Хід роботи
- •8.4 Контрольний приклад
- •8.4.1 Домашня підготовка
- •8.4.2 Робота в лабораторії
- •8.5 Формули для розрахунку
- •8.6 Варіанти завдань
- •8.7 Контрольні питання
- •Література
- •Навчальне видання
1.1.11 Техніка контрольних карт
Для полегшення процедури статистичного регулювання якості про-дукції в умовах виробництва використовується техніка контрольних карт. Є декілька типів контрольних карт:
карта середніх значень ("карта "),
карта медіан ("карта "),
карта середньоквадратичних відхилень ("карта "),
карта розмахів ("карта ") і ряд комбінованих карт, наприклад, "карта/", "карта/" і т.п. [5].
На контрольній карті середніх значень ("карта ") по осі ординат показують верхнюі нижнюмежі. По середині міжіпроводиться вісь абсцис, на якій через однакові проміжки позначають мо-менти відбору проб і = 1, 2, ... . Значеннядля кожної проби наносяться на карту. Межіірозраховані так, що область значеньміж межами відповідає області прийняття гіпотези.
Якщо ж >або<, то гіпотезавідкидається, і, тому, потрібне зупинення виробничого процесу.
Аналогічно будується карта середньоквадратичних відхилень ("карта "). Вихід розрахункового значення (за верхню межуозначає, що гіпотезавідкидається, і виходить, що точність технологічної системи погіршилася. Потрібна зупинка процесу та аналіз причин розлагодження. За нижню межуна "карті" беруть нульове значення.
Оскільки підрахунок середньоквадратичного відхилення за фор-мулоюдля виробничих умов досить складний, за-мість "карти" зазвичай використовують карту розмахів ("карта"), для якої як вибірковий розмахRi використовують різницю між найбільшим і найменшим значеннями показника якості в пробі:
Ri = yi max - yi min. (1.47)
Гіпотеза відкидається, якщо.
Розглянемо техніку побудови і ведення карти, яка найбільше засто-совується: комбінованої карти "середнє — розмах". Зі співвідношення (1.46) легко одержати формули для розрахунку верхніх і нижніх границь карти середніх:
, (1.48)
де - квантиль нормованого нормального закону розподілу (знаходиться за таблицею для різнихР = ,n- загальна кількість вимірів). У випадку, якщо невідомі значення номіналу y0 і величини , то використовують їхні оцінки і , які були отримані в результаті спеці-ально організованих досліджень. Тоді формула (1.48) приймає вигляд
. (1.49)
Виведення формули для розрахунку границі яка визначає об-ласть прийняття гіпотези, базується на законі розподілу вибіркової функції [8] і на відомому в статистиці співвідношеннідеd - деяка постійна, яка залежить від об’єму вибірки n. Пропускаючи виведення формули для наведемо її кінцевий вигляд:
(1.50)
де d0 - табличне значення коефіцієнта, що залежить від об’єму проби n і обраного рівня значимості . З формул (1.38), (1.39) і (1.40) випливає, що для розрахунку границь комбінованої "карти/" необ-хідно знати такі параметри:
y0 - номінальне значення показника якості або його оцінку ;
2 - характеристику точності роботи технологічної системи або її оцінку , знайдену через оцінку розмаху;
- оцінку розмаху;
n - кількість вимірів показника якості, що містяться в пробі;
1 - рівень значимості для перевірки гіпотези ;
2 - рівень значимості для перевірки гіпотези ;
d0 - табличне значення для коефіцієнта.
Значення перших трьох параметрів або задаються, або визначаються на підставі даних спеціальних попередніх досліджень технологічного про-цесу. Останні чотири параметри вибираються відповідно до рекомендацій ГОСТ 15894-70 “Статистичне регулювання технологічних процесів” [8]. Згідно з ГОСТ 1 = 0,0027, що відповідає 3-м довірчим межам; 2 = 0,012, що відповідає довірчій межі, рівній 2,5. Значення n береться в межах 3-10 в залежності від продуктивності, стабільності та від інших технологічних факторів. У процесі статистичного контролю вибране значення n зали-шається незмінним. Значення коефіцієнта d0 при 2 = 0,012 і вибраному значенні n визначається по таблиці 1.7 [8].
Інтервал часу t між відборами проб також залежить від продук-тивності технологічного процесу, від тривалості циклу між двома розла-годженнями процесу і т.д. Практично t беруть в межах 1-2 години. На практиці справжні значення y0 і 2, як правило, невідомі, і необхідно одержати їх оцінки. Для цього в технологічному процесі проводять так на-зване "попереднє дослідження". В результаті такого дослідження одер-жують вибірку, що містить n0 = 100-150 значень показника якості (а ін-шими словами - вимірюваного параметра) y. Вибірку n0 набирають у вигляді сукупностей проб, наприклад, якщо вибрано n = 5, то кількість проб Для отримання оцінки(для будь-якоїg-ї проби) обчислюється середнє значення.
Таблиця 1.7 - Значення коефіцієнта d0 при 2 = 0,012
n |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
d0 |
2,35 |
2,10 |
1,86 |
1,79 |
1,74 |
1,74 |
1,70 |
1,67 |
(1.51)
Оцінку y0 отримуємо як середнє арифметичне m середніх значень по окремих пробах
(1.52)
Для знаходження оцінки в кожнійg-й пробі визначається розмах
Rg = ygmax - ygmin, g = 1, ..., m, (1.53)
після цього обчислюється оцінка розмаху для генеральної сукупності, як усереднене значення розмахів по окремих пробах
(1.54)
Оскільки відомо [8], що , то незміщена оцінка длямає вигляд
(1.55)
де значення коефіцієнта d залежить від об’єму n проби і визначається по таблиці 1.8 [8].
Таблиця 1.8 - Значення коефіцієнта d
n |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
D |
1,70 |
2,06 |
2,33 |
3,53 |
2,70 |
2,85 |
2,97 |
3,08 |
Рисунок 1.5 - Діаграма з контрольними межами:
а) - середніх значень; б) - розмахів.
Використовуючи дані попередніх досліджень (1.43), (1.44) і (1.45), за формулами (1.51) і (1.52) розраховують попередні контрольні межі , ,, які наносяться на діаграму (див. рис.1.5). На вісі абсцис через рівні проміжки позначаються порядкові номери проб, відібраних у попередніх дослідженнях. Далі на діаграму наносяться значення всіх і. Якщо деякі значенняабовиходять за розраховані контрольні межі, то відповідні їм проби виключаються з даних попередніх досліджень (наприклад, на рис. 1.5 проби 5, 10 і 18), після чого перераховуються оцінки івідповідно виправляються контрольні границі. Це по-яснюється тим, що оцінки,,і контрольні границіповинні відповідати нормальному, стабільному ходові технологічного процесу.