________________
* Доля распределения случайной величины в заданном интервале равна вероятности попадания случайной величины в этот интервал. В большинстве практических задач физический смысл, используемый в данном стандарте, имеет понятие - "доля распределения случайной величины в интервале", хотя все приведенные статистические выводы справедливы и для понятия "вероятность попадания случайной величины в интервал".
8.1 Алгоритм вычисления доли распределения случайной величины в заданном интервале и вне его при известных параметрах нормального распределения приведен в таблице 8.1.
Таблица 8.1 - Вычисление доли распределения случайной величины в заданном интервале и вне его при известных параметрах нормального распределения (вспомогательный алгоритм)
Статистические и исходные данные |
Табличные данные и вычисления |
1 Среднее значение (математическое ожидание): |
1 Пересчитанная для стандартного нормального закона эквивалентная нижняя граница интервала: |
|
|
2 Стандартное отклонение: |
2 Пересчитанная для стандартного нормального закона эквивалентная верхняя граница интервала: |
|
|
или дисперсия: |
3 Доля распределения случайной величины, лежащая ниже границы : |
3 Границы интервала: |
|
нижняя |
Если значение не задано, то |
верхняя |
4 Доля распределения случайной величины, лежащая выше границы : |
|
|
|
Если значение не задано, то |
Результаты |
|
1 Доля распределения случайной величины вне интервала : |
|
. |
|
2 Доля распределения случайной величины в интервале : |
|
. |
|
Примечание - Величины и представляют собой значение функции стандартного нормального распределения, которые определяют по таблице А.1 приложения А. |
Для решения данной задачи не используют выборочные данные, а значения параметров и считают известными. Таблица 8.1 содержит вспомогательный алгоритм для решения задач по 8.2-8.9.
Пример - Оценка ожидаемого уровня несоответствий показателя качества продукции (уровня несоответствий) при настройке станка на середину поля допуска или на номинальное значение и известную точность .
8.2 Алгоритм точечного оценивания доли распределения случайной величины в заданном интервале и вне его при известном стандартном отклонении или дисперсии приведен в таблице 8.2.
Таблица 8.2 - Точечное оценивание доли распределения случайной величины в заданном интервале и вне его при известном стандартном отклонении или дисперсии
Статистические и исходные данные |
Табличные данные и вычисления |
1 Объем выборки: |
1 Точечная оценка среднего значения: |
|
|
2 Стандартное отклонение: |
2 Пересчитанные для стандартного нормального закона эквивалентные границы интервала: |
|
нижняя |
или дисперсия |
верхняя |
3 Сумма значений наблюдаемых величин: |
3 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей ниже границы (см. таблицу 8.1): |
|
|
4 Границы интервала: |
Если значение не задано, то |
нижняя |
4 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей выше границы (см. таблицу 8.1): |
верхняя |
|
|
Если значение не задано, то |
Результаты |
|
1 Точечная оценка доли распределения случайной величины вне интервала : |
|
. |
|
2 Точечная оценка доли распределения случайной величины в интервале : |
|
|
|
Примечания - Величины и представляют собой значения функции стандартного нормального закона распределения, которые определяют по таблице А.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 и вне его при неизвестной дисперсии приведен в таблице 8.3.
Таблица 8.3 - Точечная оценка доли распределения случайной величины в заданном интервале и вне его при неизвестной дисперсии
Статистические и исходные данные |
Табличные данные и вычисления |
1 Объем выборки: |
1 Точечная оценка среднего значения: |
|
|
2 Сумма значений наблюдаемых величин: |
2 Вычисляем: |
|
|
3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин: |
3 Точечная оценка стандартного отклонения: |
|
|
4 Границы интервала: |
4 Пересчитанные для стандартного нормального закона эквивалентные границы интервала: |
нижняя |
нижняя |
верхняя |
верхняя |
|
5 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей ниже границы (см. таблицу 8.1): |
|
|
|
Если значение не задано, то |
|
6 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей выше границы (см. таблицу 8.1): |
|
|
|
Если значение не задано, то |
Результаты |
|
1 Точечная оценка доли распределения случайной величины вне интервала : |
|
. |
|
2 Точечная оценка доли распределения случайной величины в интервале : |
|
. |
|
Примечание - Величины и представляют собой значение функции стандартного нормального закона распределения, которые определяют по таблице А.1 приложения А. |
Пример тот же, что в 8.2, но точность станка или технологического процесса неизвестна.
8.4 Алгоритм определения верхней и нижней доверительных границ для доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в одностороннем интервале и вне его с заданной нижней границей приведен в таблице 8.4.
Указанным в таблице 8.4 способом определяют верхнюю доверительную границу для доли распределения вне одностороннего интервала с нижней границей , а также нижнюю доверительную границу для 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 и доверительный интервал для доли распределения случайной величины в этом допуске и вне его. Границы заданного интервала (допуска) и для случайной величины измеряют в тех же единицах величин, какие имеет 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: =45 ед. Роквелла. Оценка получается в виде верхней доверительной границы на долю несоответствующей продукции с твердостью ниже 45 ед. Кроме того, получается нижняя доверительная граница на долю продукции, соответствующей требованию, т.е. на долю деталей с твердостью не ниже 45 ед. Доверительные оценки и в отличие от точечных имеют характеристики достоверности утверждений (с вероятностью 1-):
истинная доля годной продукции - не менее ;
истинная доля несоответствующей продукции - не более .
Таблица 8.4 - Определение верхней и нижней доверительных границ для доли распределения случайной величины в одностороннем интервале и вне его с заданной нижней границей (дисперсия неизвестна)
Необходимые условия: |
|
Статистические и исходные данные |
Табличные данные и вычисления |
1 Объем выборки: |
1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей: |
|
- для и |
2 Сумма значений наблюдаемых величин: |
- для , причем |
|
, |
3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин: |
где = 1, 2, 3, тогда |
|
; |
4 Степени свободы: |
; |
|
; |
5 Выбранная доверительная вероятность: |
. |
|
2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения: |
6 Нижняя граница одностороннего интервала: |
2.1 Интервальная оценка параметра с доверительной вероятностью : |
|
|
|
(см. формулу (2) таблицы 6.2). |
|
2.2 Интервальная оценка параметра с доверительной вероятностью : |
|
|
|
(см. формулу (4) таблицы 7.1). |
|
Примечание - Указанную процедуру повторяют три раза. |
|
3 Интервальная оценка величины при полученных значениях параметров и - (см. таблицу 8.1): |