2 Сравнение степени однородности одной совокупности изделий (т.е. величины разброса показателя качества) с известной заранее степенью однородности, характеризуемой стандартным отклонением .


7.3 Алгоритм решения задачи сравнения дисперсий или стандартных отклонений двух генеральных совокупностей приведен в таблице 7.3.



Таблица 7.3 - Сравнение дисперсий или стандартных отклонений двух генеральных совокупностей


Статистические и исходные данные


Табличные данные и вычисления



Первая выборка


Вторая выборка

1 Вычисляем:

1 Объем выборки:




2 Сумма значений наблюдаемых величин:


3 Сумма квадратов значений наблюдаемых величин:


2 Вычисляем:

4 Степени свободы:



;


5 Выбранный уровень значимости:

3 Квантили распределения Фишера:







Результаты


Сравнение дисперсий двух совокупностей:


1 Двусторонний случай:


Предположение равенства дисперсии или равенства двух стандартных отклонений (нулевая гипотеза) отвергается, если:


или .


2 Односторонний случай:


а) предположение о том, что (нулевая гипотеза) отклоняется, если:


;


б) предположение о том, что (нулевая гипотеза) отклоняется, если:


.


Примечание - Квантили распределения Фишера определяют по таблицам Г.1-Г.9 приложения Г.




Примеры


1 Сравнение точности двух станков-автоматов по результатам контроля геометрических размеров деталей.


2 Соотношение стабильности двух технологий, например отечественного и зарубежного предприятий, на основе сравнения результатов контроля двух выборок из двух соответствующих совокупностей изделий.




8 Точечное и интервальное оценивание доли распределения случайной величины в заданном интервале*

________________

* 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):






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




, , .


Результаты


1 Верхняя доверительная граница для , соответствующая доверительной вероятности :


.


2 Нижняя доверительная граница для :


.