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嘉峪檢測網 2017-09-06 19:43
可靠性驗證試驗中經常需要抽樣,經常有人咨詢關于抽樣的知識,那如何抽樣呢?本文以光器件為例,介紹一下關于抽樣的相關知識。
在光器件的可靠性驗證實驗中,常見的抽樣數量時11或者22個。如果11個樣品都通過測試,代表什么樣的失效水平呢?
可靠性驗證實驗的抽樣計劃是基于LTPD(Lot Tolerance Percent Defective, or Maximum percent defective)的,可以參考MIL-PRF-38535E,下表是從GR-468截取出來的,如表所示,如果11個樣品失效數為0,對應的LTPD為20%,這里還有個隱含的90%的置信度(ConfidenceLevel)。完整的含義是:如果抽樣的數量是11個,完成指定的實驗后失效數位0,那么我們有90%的信心說產品通過指定的實驗項目的失效比例小于20%。您沒有看錯,就是20%,通過Telecordia的驗證要求就是這個水平。
如果想要證明產品的失效率低于0.1%(90%的信心),需要多少個樣品呢?2301個。1%需要230個樣品,0% 需要22個樣品。
如果需要知道任意抽樣和失效數情況下的LTPD值, 就需要用到OC Curve (OperatingCharacteristic Curve)。
舉例來說:產品的失效百分比為p(假定完全服從二項式分布,Binomial distribution),從一個無窮大的批次中抽取n個樣品,抽中的產品沒有任何失效的概率是多大?代入Telecordia常見的樣品數就變為:如果產品的失效百分比為20%,抽取11個產品來做實驗,問這11個產品完全通過實驗的概率是多少?這樣是不是就很熟悉了?
這個問題的計算最簡單:11個產品,第一個產品通過的概率為(1-20%),第二個產品也通過就變為(1-20%)(1-20%),11個產品都通過就成了(1-20%)^1111,計算得到8.59%,四舍五入為10%。這意味著接受這個批次產品的概率為10%,反過來,我們有90%的概率為拒收這批次失效比率等于或者大于20%的產品。
在OC Curve上表示如下:
如果采取100%的測試抽樣方案,這條曲線就變成了理想的OC曲線,只要失效比率大于20%就拒收,小于20% 就接受整批次產品。當然抽樣數越多,OC曲線就越接近理想的OC曲線, 如下圖所示,當n從11,增加到18,再增加到75的時候,OC曲線越來越接近100%抽樣時LTPD=20%的曲線。
在二項式分布的情況下,抽樣為n, 有x個產品失效的概率為
而失效數不大于c的概率為
當然二項式分布(Binomial distribution)的假定在某些情況下并不滿足, 需要考慮 Possiondistribution 和 hypergeometric distribution,用excel可以完成基本的計算。
來源:AnyTesting