在统计抽样测试里,一旦我们选定了某个测试方案(n|Ac),我们就可以算出任意不合格品率p对应的接收概率L(p)。把各种可能的p值对应的L(p)连成一条曲线,这就是测试方案(n|Ac)的操作特性曲线。比如,方案(80|1)的操作特性曲线长这个样子:
实际上,最理想的操作特性曲线是阶跃形的:
只要实际不合格率比期望的阈值pt小,接收概率就是1;否则接收概率就是0。怎么才能做到这种效果呢?只能用枚举测试——我不抽样了,整批100件,我挨个测直径,这样才能确切地得到整批的不合格率。当然实际上一般都是做不到的。
另一个极端是这种线性曲线:
该曲线对应的方案是(1|0),意思是,无论批量大小,只抽取一个样品,如果这个样品合格,就判定整批合格;否则判定整批不合格,非常的简单粗暴,当然弊端也很明显:比如当实际不合格率是50%的时候,接收概率竟然也达到了50%,也就是说,即使批里有一半是不合格品,仍然有一半的概率会接收,这对于使用方来说,风险太高了。主要原因就在于,这个方案的样本量太少了。
如果增加样本量,但阈值还是0,可以得到这样的尖型曲线:
这种曲线,生产方肯定不待见,因为即便p很小,接收概率也不高。
实际工程里比较常见的操作特性曲线,是长这个样子:
它有点像理想曲线的阶跃形状,但是更圆滑了——就像一个理想主义者被现实磨平了棱角。这条曲线里有4个关键参数,p0、p1、α、β:
① p0和p1这两个参数,实际上是把理想曲线里的期望阈值Pt做了模糊化,变成了一个区间。如果实际不合格率p小于p0,我们认为批的质量比较好,应该接收这一批;如果p大于p1,我们认为批的质量比较差,应该拒收这一批;如果p在p0和p1之间,说明批的不合格率很接近阈值——接收了,问题不大,不接收,也说得过去;
② α是p0对应的拒收概率,也就是最大的生产方风险;β是p1对应的接收概率,也就是最大的使用方风险。有了这两个值,我们就知道了,用这样的测试方案,虽然结论可能是错的,但错误造成的影响是已知的、限于一个受控范围的。这对于那些关心我们测试结论的人来说,是一个非常重要的补充信息。有了这个补充信息,我们的测试结论就会更靠谱,更让人信服,“测试可信性问题”也就得到了缓解。
p0、p1、α、β这四个关键参数,都是由生产方和使用方协商确定的。一旦这些参数定下来了,就可以通过求解如下方程组,计算出样本量n和不合格品数阈值Ac:
这样,我们就可以得到相对合理的统计抽样测试方案了。