(Измененная редакция, Изм. № 1).

8.1 Алгоритм вычисления доли распределения случайной величины в заданном интервале [L, М] и вне его при известных параметрах нормального распределения приведен в таблице 8.1.

Таблица 8.1 - Вычисление доли распределения случайной величины в заданном интервале [L, М] и вне его при известных параметрах нормального распределения (вспомогательный алгоритм)

Исходные данные

Табличные данные и вычисления

1 Среднее значение (математическое ожидание):

m0 =

1 Пересчитанная для стандартного нормального закона эквивалентная нижняя граница интервала:

2 Стандартное отклонение

s0 =

или дисперсия

D0 = s20 =

2 Пересчитанная для стандартного нормального закона эквивалентная верхняя граница интервала:

3 Границы интервала:

нижняя L =

верхняя М =

3 Доля распределения случайной величины, лежащая ниже границы L:

qL = Ф(uL)

Если L не задано, то qL = 0


4 Доля распределения случайной величины, лежащая выше границы М:

qM = Ф(-uM)

Если М не задано, то qM = 0

Результаты:

1 Доля распределения случайной величины вне интервала [L, M]:

q = qL + qM

1 Доля распределения случайной величины в интервале [L, M]:

p = 1 - q

Примечание - Величины Ф(uL) и Ф(-uM) представляют собой значения функции стандартного нормального закона распределения, которые определяют по таблице А.1 приложения А

Для решения данной задачи не используют выборочные данные, а значения параметров m и s2 считают известными. Таблица 8.1 содержит вспомогательный алгоритм для решения задач 8.2-8.9.

Пример - Оценка ожидаемого уровня несоответствий показателя качества продукции (уровня несоответствий) при настройке станка на середину поля допуска или номинальное значение и известной точности s20.

8.2 Алгоритм точечного оценивания доли распределения случайной величины в заданном интервале [L, М] и вне его при известном стандартном отклонении или дисперсии приведен в таблице 8.2.

Таблица 8.2 - Точечная оценка доли распределения случайной величины в заданном интервале [L, М] и вне его при известном стандартном отклонении или дисперсии

Статистические и исходные данные

Табличные данные и вычисления

1 Объем выборки:

n =

1 Точечная оценка среднего значения:

2 Стандартное отклонение:

s0 =

или дисперсия D0 = s20 =

2 Пересчитанные для стандартного нормального закона эквивалентные границы интервала:

нижняя:

верхняя:

3 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx =

3 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей ниже границы L (см. таблицу 8.1)

Если L не задана, то

4 Границы интервала:

нижняя L =

верхняя M =

4 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей выше границы М (см. таблицу 8.1)

Если М не задана, то

Результаты:

1 Точечная оценка доли распределения случайной величины вне интервала [L, М]:

2 Точечная оценка доли распределения случайной величины в интервале [L, М]:

Примечание - Величины и представляют собой значения функции стандартного нормального закона распределения, которые определяют по таблице A.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 [L, М] и вне его при неизвестной дисперсии приведен в таблице 8.3.

Таблица 8.3 - Точечная оценка доли распределения случайной величины в заданном интервале [L, М] и вне его при неизвестной дисперсии

Статистические и исходные данные

Табличные данные и вычисления

1 Объем выборки:

n =

1 Точечная оценка среднего значения:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx =

2 Вычисляем:

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2 =

3 Точечная оценка стандартного отклонения:

4 Границы интервала:

нижняя L =

верхняя М =

4 Пересчитанные для стандартного нормального закона эквивалентные границы интервала

нижняя:

верхняя:


5 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей ниже границы L (см. таблицу 8.1):

Если L не задана, то


6 Точечная оценка доли распределения случайной величины, лежащей выше границы М (см. таблицу 8.1):

Если М не задана, то 0

Результаты:

1 Точечная оценки доли распределения случайной величины вне интервала [L, М]:

2 Точечная оценка доли распределения случайной величины в интервале [L, М]:

Примечание - Величины и представляют собой значения функции стандартного нормального закона распределения, которые определяют по таблице A.1 приложения А

Пример тот же, что и в 8.2, но точность станка или технологического процесса неизвестна.

8.4 Алгоритм интервального оценивания доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в одностороннем интервале выше заданной нижней границы L приведен в таблице 8.4. Таким образом определяют верхнюю доверительную границу qв для доли распределения вне одностороннего интервала с нижней границей L, а также нижнюю доверительную границу рн 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 Х и доверительный интервал для доли распределения случайной величины в этом допуске и вне его. Границы заданного интервала (допуска) L и М для случайной величины измеряются в тех же единицах физических величин, что и 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: L = 45 ед. Роквелла. Оценка получается в виде верхней доверительной границы qв на долю несоответствующей продукции с твердостью ниже 45 ед. Кроме того, получается нижняя доверительная граница рн на долю продукции, соответствующей требованию, т. е. на долю деталей с твердостью не ниже 45 ед. Доверительные оценки рн и qв, в отличие от точечных, имеют характеристики достоверности утверждений (с вероятностью 1 - a):

истинная доля годной продукции не менее рн;

истинная доля несоответствующей продукции не более qв.

Таблица 8.4 - Определение верхней qв и нижней рн доверительных границ для доли распределения случайной величины в одностороннем интервале и вне его с заданной нижней границей L (дисперсия неизвестна)

Необходимые условия: Prob{q £ qв} ³ 1 - a, Prob {p ³ pн} ³ 1 - a

Статистические и исходные данные

Промежуточные вычисления и процедуры

1 Объем выборки:

n =

1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx =

- для m и

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2 =

- для s, причем

= 1 - a,

4 Степени свободы:

v = n – 1 =

где j = 1, 2, 3, тогда

a1m = 1/4a

a2m = 1/2a

5 Выбранная доверительная вероятность:

1 - a

a3m = 3/4a

ajs = /

6 Нижняя граница одностороннего интервала:

L =

2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения


2.1 Интервальная оценка параметра m с доверительной вероятностью (1 - am)

(см. формулу (2) таблицы 6.2)


2.2 Интервальная оценка параметра s с доверительной вероятностью (1 - as)

(см. формулу (4) таблицы 7.1)


Примечание - Данную процедуру повторяют три раза


3 Интервальная оценка величины q при полученных значениях параметров m и s - по таблице 8.1:

qjв =


4 После повторения процедуры по пунктам 2 и 3 для j = 1, 2, 3 имеем:

q1в, q2в, q3в

Результаты:

1 Верхняя доверительная граница для q, соответствующая доверительной вероятности (1 - a):

qв = min(q1в, q2в, q3в)

2 Нижняя доверительная граница для р:

рн = 1 - qв

8.5 Алгоритм интервального оценивания доли распределения случайной величины с неизвестной дисперсией в одностороннем интервале ниже заданной верхней границы М приведен в таблице 8.5. Таким образом определяют верхнюю доверительную границу qв для доли распределения вне одностороннего интервала с верхней границей М, а также нижнюю доверительную границу рн для доли распределения случайной величины в указанном интервале.

Таблица 8.5 - Определение верхней qв и нижней рн доверительных границ для доли распределения случайной величины в одностороннем интервале и вне его с заданной верхней границей М (дисперсия неизвестна)

Необходимые условия: Prob{q £ qв} ³ 1 - a, Prob {p ³ pн} ³ 1 - a

Статистические и исходные данные

Промежуточные вычисления и процедуры

1 Объем выборки:

n =

1 Устанавливаем соответственно три пары доверительных вероятностей:

2 Сумма значений наблюдаемых величин:

Sx =

- для m и

3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:

Sx2 =

- для s, причем

= 1 - a,

4 Степени свободы:

v = n – 1 =

где j = 1, 2, 3, тогда

a1m = 1/4a

a2m = 1/2a

5 Выбранная доверительная вероятность:

1 - a

a3m = 3/4a

ajs = /

6 Верхняя граница одностороннего интервала:

М =

2 Процедура доверительного оценивания среднего значения и стандартного отклонения


2.1 Интервальная оценка параметра m с доверительной вероятностью (1 - am)

(см. формулу (1) таблицы 6.2)


2.2 Интервальная оценка параметра s с доверительной вероятностью (1 - as)

(см. формулу (4) таблицы 7.1)


Примечание - Данную процедуру повторяют три раза


3 Интервальная оценка величины q при полученных значениях параметров m и s - по таблице 8.1:

qjв =


4 После повторения процедуры по пунктам 2 и 3 для j = 1, 2, 3 имеем:

q1в, q2в, q3в

Результаты:

1 Верхняя доверительная граница для q, соответствующая доверительной вероятности (1 - a):

qв = min(q1в, q2в, q3в)

2 Нижняя доверительная граница для р:

рн = 1 - qв