Определение размера выборки

Размер контрольной выборки для х-, s- и р-диаграмм играет важную роль как для точности среднего значения (или доли), так и для удаленности контрольных пределов от центральной линии. С данной точки зрения, чем больше размер выборки, тем точнее результаты. Однако, справедливо также и то, что чем больше взятая для контроля выборка, тем выше стоимость проводимого контроля качества. Это имеет большое значение при проведении разрушительного тестирования, в результате которого проверенные единицы продукции становятся непригодными для использования. Например, ваша фирма производит автомобили, и одной из проверок качества является тестирование противоударных характеристик передних бамперов. Понятно, что после такой проверки продать машину будет довольно сложно. Остановитесь на таком размере выборки, который не принесет большого материального ущерба, и при этом будет достаточно велик для получения наиболее точных результатов. Точной оценки вы достигнете в том случае, если в результате получите 50-процентную вероятность выхода процесса из-под контроля. 50-процентная вероятность может показаться вам недостаточной, однако не забывайте, что в вашем арсенале имеются различные возможности для выявления проблем. Например, вы контролируете процесс почасово. Если процесс выходит из-под контроля, например, в 10.15, то вы можете обнаружить это в 11.00, 12.00, 13.00 и т.д. При этом вероятность того, что проблема останется незамеченной, например, в 14.00, составит: 0,5х0,5х0,5х0,5 = 0,0625. Следовательно, в данном случае существует практически 94-процентная вероятность того, что выход процесса из-под контроля будет обнаружен. В приведенных выше примерах рассматривались выборки, включающие 8 контрольных замеров для s- и х-диаграмм и 50 – для р-диаграмм. В совокупности со стандартным отклонением процесса эти размеры выборок определяли значения параметров ВКП и НКП. Этот процесс можно рассматривать в обратном порядке, т.е. начинать с определения ВКП и НКП, на основе чего и получать значение необходимого вам размера выборки. Другими словами, вы можете получить ответ на следующий вопрос: "Какая выборка необходима, чтобы параметр ВКП соответствовал определенным критериям?" Предположим, что общая доля несоответствия для данного процесса составляет 0,1, а доля несоответствия, равная 0,25, в данном случае является неприемлемой. Допустим, вы хотите узнать об увеличении доли несоответствия с 0,1 до 0,25 с 50процентной вероятностью. Если средний показатель несоответствия по процессу увеличивается до 0,25, это может означать, что одна половина выборки больше 0,25, а вторая – меньше. (Предполагается, что брак распределяется симметрично относительно среднего показателя. Это является обычным предположением в статистическом методе управления.) В этом случае вы сможете обнаружить отклонения в среднем значении доли несоответствия процесса с 50-процентной вероятностью, т.е. 50% результатов наблюдений будут превышать значение 0,25. Чтобы уравнять долю несоответствия, которую вы хотите обнаружить, следует установить значение параметра ВКП на уровне трех стандартных отклонений над ЦЛ. Диапазон изменений доли несоответствия для обнаружения с заданной вероятностью будет 0,25 – 0,1 = 0,15, на основе чего можно составить следующее уравнение для определения размера выборки: 0,25 – 0,1 = 0,15 = 3* КОРЕНЬ((0,1*(1-0,1)/N)) где N – размер выборки. Преобразовав это уравнение, получаем. N = (3/0,15)2*0,1*(1-0,1) N = 36 В общем виде: N=(s/d)2*р*(1-р) где d – размер отклонения, который вы хотели бы обнаружить, р – доля несоответствия, а s– количество стандартных отклонений над и под ЦЛ для параметров НКП и ВКП. В нашем примере значения НКП и ВКП вычисляются на основе трех стандартных отклонений над и под ЦЛ, среднее значение доли несоответствия процесса равно 0,1, а вероятность обнаружения изменения отклонения с 0,1 до 0,25 – 50%. При этих условиях размер каждой контрольной выборки должен состоять из 36 результатов наблюдений, а формула в рабочем листе Ехсеl примет вид: = (3/0,15)^2*0,1*0,9 Принимая значение показателя вероятности обнаружения доли несоответствия 50%, вы в значительной степени упрощаете уравнение, на основе которого вычисляется необходимый размер контрольной выборки. Если же вы захотите изменить процент вероятности (например, принять 80%), то вам необходимо определить (либо предположить) модель распределения брака, сделать ссылку на теоретическое распределение и дополнить уравнение условием, обеспечивающим увеличение вероятности обнаружения доли несоответствия на 30% (т.е. 80%-50%). За дополнительной информацией по этому вопросу обращайтесь к специальной литературе по статистическим методам анализа.