項(xiàng)目二試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)處理.ppt

項(xiàng)目二、試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)處理,工程質(zhì)量的評價(jià)是以試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)為依據(jù)的。試驗(yàn)檢測采集得到的原始數(shù)據(jù)類多量大，有時(shí)雜亂無章，甚至還有錯(cuò)誤，因此，必須對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理才能得到可靠的試驗(yàn)檢測結(jié)果。本章以數(shù)理統(tǒng)計(jì)與概率論為基礎(chǔ)，介紹試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)的處理方法。,情境一、認(rèn)識誤差,二 誤差的表示,相對誤差,過失誤差,隨機(jī)誤差,系統(tǒng)誤差,多數(shù)情況下是由儀器或試驗(yàn)方法引起的； 誤差的數(shù)值和符號有較明顯的規(guī)律。 可通過試驗(yàn)或分析掌握其變化規(guī)律，在測量結(jié)果中加以修正。,是由許多難以控制的微小因素造成的，具有較強(qiáng)的偶然性； 誤差的數(shù)值和符號沒有明顯的規(guī)律； 可用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析和處理，以獲得可靠的測量結(jié)果。,是由于試驗(yàn)人員測錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)或計(jì)算錯(cuò)誤等疏忽大意、不小心造成的；或環(huán)境條件、試驗(yàn)對象的異常變化而引起的。 誤差的數(shù)值明顯的偏離試驗(yàn)結(jié)果 利用一定的準(zhǔn)則先判定，然后從測得的數(shù)據(jù)中剔除。,三、誤差的分類,四、誤差的來源,裝置誤差,方法誤差,環(huán)境誤差,人為誤差,情境二、抽樣檢驗(yàn),1、總體：又稱母體，是統(tǒng)計(jì)分析中所要研究對象的全體。 有限總體：可以用數(shù)量來衡量的總體。 無限總體：一批產(chǎn)品，一道工序或一個(gè)連續(xù)的整體。 2、個(gè)體：組成總體的每個(gè)單元稱為個(gè)體。 3、樣本：從總體中抽取一部分個(gè)體就是樣本。 4、樣品：組成樣本的每一個(gè)個(gè)體叫做樣品。,一、基本概念,5、樣本容量：是指樣本中所含樣品的數(shù)量，通常用n來表示。樣本容量越大，可靠性越大，工作量越大，花費(fèi)越多。 6、總體與樣本的關(guān)系： 7、檢驗(yàn)的基本意義： 、對各個(gè)物品的檢驗(yàn)： 各個(gè)產(chǎn)品試驗(yàn)與質(zhì)量判定標(biāo)準(zhǔn)比較判定優(yōu)良品與不良品 、對批進(jìn)行檢驗(yàn)： 批抽樣對樣品進(jìn)行檢驗(yàn)與批的判定標(biāo)準(zhǔn)作比較判定批的合格與否,二、抽樣檢驗(yàn)的意義,檢測設(shè)備,破損性,非破損性,破壞性檢驗(yàn)是不可能對全部產(chǎn)品都作檢驗(yàn)的,非檢驗(yàn)儀具器械的種類少，性能難以穩(wěn)定,四、抽樣檢驗(yàn)常用方法,情境三、數(shù)據(jù)的修約規(guī)則,一、計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)和計(jì)量值數(shù)據(jù),二、有效數(shù)字,有效數(shù)字的概念：由數(shù)字組成的一個(gè)數(shù)，除最末一位數(shù)字是不確切值或可疑值外，其他數(shù)字皆為可靠值或確切值，則組成該數(shù)的第一個(gè)不是0的數(shù)字開始的所有數(shù)字包括末位數(shù)字稱為有效數(shù)字，除有效數(shù)字外其余數(shù)字為多余數(shù)字。,0812、0.0762、3.54、2.00、3.54103,有效數(shù)字位數(shù),三位,三、質(zhì)量數(shù)據(jù)的修約規(guī)則,擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一位數(shù)字等于5，而后面的數(shù)字并非全部為0時(shí)，則進(jìn)1，即所留下的末位數(shù)字加l。,擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一位數(shù)字小于5時(shí)，則舍去，留下的數(shù)字不變。,擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一位數(shù)字大于5時(shí)，則進(jìn)1，即所留下的末位數(shù)字加1。,擬舍去的數(shù)字并非單獨(dú)的一個(gè)數(shù)字時(shí)，不得對該數(shù)值連續(xù)進(jìn)行修約，應(yīng)按擬舍去的數(shù)字中最左面的第一位數(shù)字的大小，照上述各條一次修約完成。,擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一位數(shù)字等于5，而后面無數(shù)字或全部為0時(shí)，所保留的數(shù)字末位數(shù)為奇數(shù)則進(jìn)1，如為偶數(shù)則舍去。,情境四、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征與分布,一、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特征,一、算術(shù)平均值,三、極差,四、標(biāo)準(zhǔn)偏差,五、變異系數(shù),二、數(shù)據(jù)的分布特征,1、正態(tài)分布 正態(tài)分布是應(yīng)用最多、最廣泛的一種概率分布，而且是其他概率分布的基礎(chǔ)。,平均值是f（x）曲線的位置參數(shù)，它決定曲線最高點(diǎn)的橫坐標(biāo)。標(biāo)準(zhǔn)偏差是f（x）曲線的形狀參數(shù)，它的大小反映了曲線的寬窄程度。越大，曲線低而寬，說明觀測值落在附近的概率越小，觀測值越分散。越小，曲線高附近的概率越大，觀測值越集中。,2、t分布,t分布有如下特征： 以0為中心，左右對稱的單峰分布； t分布是一簇曲線，其形態(tài)變化與n大小有關(guān)。自由度n越小，t分布曲線越低平；自由度n越大，t分布曲線越接近標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布（分布）曲線。,情境五、可疑數(shù)據(jù)的取舍方法,工程質(zhì)量常會發(fā)生波動情況。由于質(zhì)量的波動，自然會引起質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)的參差不齊，有時(shí)還會發(fā)現(xiàn)一些明顯過大或過小的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為可疑數(shù)據(jù)。因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之前，應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法判別其真?zhèn)危Q定取舍。,方案一、拉依達(dá)法,方案二、肖維納特法,肖維納特法可疑數(shù)據(jù)舍棄的標(biāo)準(zhǔn)為：,方案三、格拉布斯法,格拉布斯法假定測量結(jié)果服從正態(tài)分布，根據(jù)順序統(tǒng)計(jì)量來確定可疑數(shù)據(jù)的取舍。例如做n次重復(fù)試驗(yàn)，測得結(jié)果為x1，x2，xn，而且xi服從正態(tài)分布。,按值由小到大順序重新排成，得：,當(dāng)最小值x1可疑時(shí)，則,當(dāng)最大值xn可疑時(shí)，則,在指定的顯著性水平（一般0.05）下，求得判別可疑值的臨界值 g0（ ，n），格拉布斯法的判別標(biāo)準(zhǔn)為：,gg0（，n）,情境六、質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法,質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，就是運(yùn)用統(tǒng)計(jì)性規(guī)律，收集、整理、分析、利用數(shù)據(jù)，并以這些數(shù)據(jù)作為判斷、決策和解決質(zhì)量問題的依據(jù)。,方案一、直方圖法,頻數(shù)的統(tǒng)計(jì)方法的兩種：一是以單個(gè)數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即某個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)就是它的頻數(shù)；二是按區(qū)間數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，即是在已收集的數(shù)據(jù)中按照一定劃分范圍把整個(gè)數(shù)值分成若區(qū)間，按每個(gè)區(qū)間內(nèi)數(shù)值重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)作為這個(gè)區(qū)間的頻數(shù)。在質(zhì)量控制中，一般多采用第二種方法，也就是按區(qū)間進(jìn)行頻數(shù)統(tǒng)計(jì)。,繪圖步驟： （1）收集數(shù)據(jù) 一般應(yīng)不少于50100個(gè)數(shù)據(jù)，本例為100個(gè)數(shù)據(jù)。 （2）數(shù)據(jù)分析與整理 從收集的數(shù)據(jù)中找出最大值與最小值，并計(jì)算其極差。 （3）確定組數(shù)與組距 通常先定組數(shù)，后定組距。組數(shù)用B表示，應(yīng)根據(jù)收集數(shù)據(jù)總數(shù)而定。當(dāng)數(shù)據(jù)為50以下時(shí)，B57組；總數(shù)為50100時(shí)，B610組；總數(shù)為100250時(shí)，B712組；總數(shù)為250以上時(shí)，B1020組。 組距用h表示，其計(jì)算公式為：,（4）確定組界值 為避免數(shù)據(jù)恰好落在組界上，組界值要比原數(shù)據(jù)的精度高一位。 第一組的下界值= xmin-h/2 第一組的上屆值= xmax-h/2 第一組的上界值就是第二組的下界值，第二組的下界值加上組距h，即為第二組的界值，依次類推。 （5）統(tǒng)計(jì)頻數(shù) 組界值確定后按組號統(tǒng)計(jì)頻數(shù)、頻率（相對頻數(shù)）。 （6）繪制直方圖 以橫坐標(biāo)為質(zhì)量特殊性，縱坐標(biāo)為頻數(shù)（或頻率）作直方圖。,方案二、控制圖法,直方圖是質(zhì)量控制的靜態(tài)分析法，反映的是質(zhì)量在某一段時(shí)間里的靜止?fàn)顟B(tài)。然而工程都是在動態(tài)的產(chǎn)生施工過程中形成的，因此，在質(zhì)量控制中單用靜態(tài)分析法是不夠的，還必須有動態(tài)分析法。采用這種方法，可隨時(shí)了解產(chǎn)生過程中質(zhì)量的變化情況，及時(shí)采取措施，使生產(chǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài)?？刂茍D法就是典型動態(tài)分析法。,繪制步驟 ： 收集數(shù)據(jù)并整理。原則上要求收集50100個(gè)以上數(shù)據(jù)。 把數(shù)據(jù)按時(shí)間和分批的順序排列、分組。 計(jì)算各組的平均值、極差 ，并列于表中。 計(jì)算各組平均值的平均值、極差的平均值 。 計(jì)算控制界限 。 建立坐標(biāo)，畫出控制圖。中心線用實(shí)線表示，控制界限用虛線示，并將樣本數(shù)據(jù)按抽樣順序描在圖上 。,方案三、相關(guān)圖法,1、繪圖步驟： 數(shù)據(jù)收集。成對地收集兩種特性的數(shù)據(jù)做成數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)應(yīng)在30組以上。 設(shè)計(jì)坐標(biāo)。在坐標(biāo)紙上以原因作x軸，結(jié)果(特性)作y軸，找出x、y的最大值和最小值，以最大值與最小值的差定坐標(biāo)長度，并定出適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)刻度。 數(shù)據(jù)打點(diǎn)入座。將集中整理后的數(shù)據(jù)依次相應(yīng)用“”標(biāo)出縱橫坐標(biāo)交點(diǎn)。 注說明。在圖中適當(dāng)位置寫明數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)、收集時(shí)間、工程部位名稱、制圖人和制圖日期等。,2、相關(guān)圖的幾種基本類型： 、正相關(guān)。隨著x的增加，y也明顯增加； 、弱正相關(guān)。隨著x的增加，y大體上也增加，但不像正相關(guān)那樣呈直線狀； 、負(fù)相關(guān)。隨著x的增加，y也明顯減??； 、弱負(fù)相關(guān)。隨著x的增加，y大體上減小，但不像負(fù)相關(guān)那樣呈直線狀； 、不相關(guān)。x的增減對y無影響，即x與y沒有關(guān)系； 、非線性相關(guān)。點(diǎn)的分布呈曲線狀。,圖片,繼續(xù),相關(guān)圖的基本形式,返回,3、回歸分析 做出相關(guān)圖后，即可根據(jù)回歸分析揭示兩個(gè)變量（因素）之間的相關(guān)關(guān)系，并可確定它們之間的定量表達(dá)式回歸方程。 在實(shí)際問題中，有時(shí)兩個(gè)變量之間的關(guān)系是線性，而有時(shí)兩個(gè)變量之間則存在非線性關(guān)系。因此，一般情況下，試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)學(xué)表示包括三個(gè)方面的工作： 確定回歸方程的類型。 確定回歸方程中的回歸系數(shù)。 回歸方程相關(guān)關(guān)系的判斷。,一元線性回歸是工程中常遇到的配直線的問題。通過試驗(yàn)，可以得到若干組的對應(yīng)數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)畫出相關(guān)圖，當(dāng)點(diǎn)大致分布在一條直線附近時(shí)，說明兩變量之間存在線性關(guān)系，即可以用一條適當(dāng)?shù)闹本€來表示這兩個(gè)變量的關(guān)系。此直線方程為： Y a+ bX 根據(jù)這個(gè)條件可以求得：,任何兩個(gè)變量x、y的若干組試驗(yàn)數(shù)據(jù)，都可以按上述方法配置一條回歸直線，假如兩變量x、y之間根本不存在線性關(guān)系，那么所建立的回歸方程就毫無實(shí)際意義。因此，需要引入一個(gè)數(shù)量指標(biāo)來衡量其相關(guān)程度，這個(gè)指標(biāo)就是相關(guān)系數(shù)，用r表示：,式中：,相關(guān)系數(shù)r是描述回歸方程線性相關(guān)的密切程度的指標(biāo)，其取值范圍為11。的絕