紗線生產(chǎn)屬于大批量流水作業(yè),各工序的各機臺間、各機臺的不同錠間及其它因素的離散性,形成樣品間的不同離散性;紗線檢驗屬于計量抽樣檢驗,抽取一定的紗線產(chǎn)品進行測試,以評估或推斷一批產(chǎn)品的質(zhì)量特性。因抽取的產(chǎn)品只是一批產(chǎn)品中的極少一部分,那么如何抽取樣品,抽取多少樣品,各測試項目試驗多少次,關(guān)系到檢驗評估或推斷的準確性和抽樣檢驗的有效性。本文從測試實踐入手,結(jié)合相關(guān)理論,探討紗線檢驗科學(xué)合理的抽樣程序。
1.抽樣原則--隨機抽樣。
隨機抽樣包含以下兩個含義:
1.1無條件抽樣。紗線檢驗面對的是一批產(chǎn)品中的全部產(chǎn)品,而不是部分產(chǎn)品,因此抽取樣品時不能根據(jù)個人喜好,或樣品形狀,或樣品顏色等有意識的抽取樣品,導(dǎo)致一批紗線的一部分樣品沒有被抽取,這就會形成抽取樣品的檢測信息沒有包含一批產(chǎn)品的全部信息,這種檢驗評估只是對一部分紗線產(chǎn)品的評估或推斷,而不是對一批產(chǎn)品的評估或推斷,這就導(dǎo)致抽樣檢驗的評估或推斷,與一批產(chǎn)品的質(zhì)量特性存在偏離,從而影響到檢驗評估或推斷的準確性與有效性。
1.2樣品間的獨立性。抽取的樣品間應(yīng)是相互獨立的關(guān)系,而不是存在相互影響或相互制約的關(guān)系,這是從提高抽樣檢驗的代表性而言。如果抽取樣品存在相互影響關(guān)系,如抽取了一根錠帶上的四個錠子中的兩個管紗,那么這兩個樣品間的捻度就存在捻度的共性或重復(fù)性。紗線質(zhì)量的離散性決定了要提高抽樣檢驗的有效性,抽取樣品應(yīng)包含構(gòu)成紗線離散性的不同樣品,在取樣數(shù)量一定的情況下,這就可能導(dǎo)致抽取了相互影響的共性樣品,造成了測試的重復(fù)性,而減少了抽取樣品包含全部離散子樣的可能性,從而造成測試評估或推斷信息的不完整與不全面。
2.依據(jù)紗紗線質(zhì)量離散性,確定抽樣數(shù)量與試驗次數(shù)。
現(xiàn)行紗線標(biāo)準的抽樣數(shù)量基本是不考慮批產(chǎn)品質(zhì)量離散性的大小,每生產(chǎn)機臺至少抽取一個樣品,屬于定額抽樣或按比例取樣。眾多的檢驗實踐證明,這種取樣方法可能造成有時取樣數(shù)量偏多,形成產(chǎn)品資源和人力資源的浪費;有時又可能因取樣數(shù)量偏少,檢驗信息不全面或不充分,造成檢驗數(shù)據(jù)的較大偏差,或合格評定的評估錯誤??茖W(xué)的取樣方法應(yīng)該是根據(jù)批產(chǎn)品質(zhì)量的離散性,確定取樣數(shù)量與試驗次數(shù)。
2.1紗線檢驗中的絕大多數(shù)檢驗項目,如百米重量、單紗斷裂強力、捻度檢驗屬于計量檢驗,服從正態(tài)分布,而在正態(tài)分布中,根據(jù)精確的數(shù)學(xué)計算,不論一產(chǎn)品總體的平均值μ與標(biāo)準差σ取值如何,產(chǎn)品質(zhì)量特性值落在[μ-3σ,μ+3σ]范圍內(nèi)的概率是99.73%,這實際上幾乎包括了全部產(chǎn)品,作為抽樣檢驗達到這個精度,檢驗結(jié)果的統(tǒng)計推斷是完全有效的。例如兩個紗線產(chǎn)品的百米重量標(biāo)準偏差σ:甲是0.021與乙是0.054,其均值μ均為1.460,則其取值概率為99.73%的分布區(qū)間分別為[1.388 1.514 ]和[1.289 1.613 ],見圖1兩組不同標(biāo)準偏差樣本的數(shù)據(jù)分布。
不同,其分布區(qū)間大小不同。從圖1可看出產(chǎn)品總體的數(shù)據(jù)分布區(qū)間的大小由其均值與變異系數(shù)決定,通常的檢驗對不同的抽樣數(shù)量與檢驗次數(shù),均值差異較小,而標(biāo)準偏差差異一般較大,因而可以看出,一批產(chǎn)品離散分布區(qū)間的大小,主要決定于標(biāo)準偏差的大小。其標(biāo)準偏差不同,其質(zhì)量特性的數(shù)據(jù)分布區(qū)間就有大、小之別。對于相同數(shù)量的樣本,樣本標(biāo)準偏差不同,則這兩個樣本的代表性也不會相同:離散性小的品種,因其質(zhì)量特征值分布區(qū)間小,一致性好,抽取的樣本也會比較集中,則樣本的代表性相應(yīng)的強一些,檢驗結(jié)果的準確可靠性高;離散性大的品種,因其質(zhì)量特性分散,質(zhì)量特征值分布區(qū)間大,抽取的樣本也會比較分散,則此樣本的代表性相對要差一些,檢驗結(jié)果的準確可靠性低。
看出,一個產(chǎn)品質(zhì)量特性離散程度的大小,直接關(guān)系到該樣品抽樣數(shù)量與檢驗次數(shù)的多少;要想使離散程度不同的各個項目檢驗結(jié)果的準確性都達到一致、可靠,減小檢驗誤差,則要求離散程度不同的各個項目的抽樣數(shù)量、檢驗次數(shù)均應(yīng)因其質(zhì)量特征值分布區(qū)間大小而有所區(qū)別。要使所抽樣品覆蓋所取產(chǎn)品總體的取值區(qū)間(即提高檢驗結(jié)果的代表性),樣品的離散程度不同,則抽樣數(shù)量與檢驗次數(shù)也不應(yīng)該相同。若抽取少量樣品與檢驗次數(shù)去覆蓋大的取值區(qū)間,或以同樣的抽樣數(shù)量與檢驗次數(shù)去覆蓋標(biāo)準偏差不同的產(chǎn)品總體,又想使產(chǎn)品總體檢驗結(jié)果具有較高代表性與準確性,則是不可能的;要想使檢驗結(jié)果準確可靠,則抽樣數(shù)量與檢驗次數(shù)要隨產(chǎn)品質(zhì)量的離散程度的變化而變化。因而,離散程度大的項目要比離散程度小的項目抽樣次數(shù)、檢驗數(shù)量大,這樣才會使各個項目檢驗結(jié)果都具有較高的準確性與可靠性,從而依據(jù)使所抽樣本的質(zhì)量特征值的統(tǒng)計推斷,正確地估計產(chǎn)品的總體信息。
2.2不同線密度的紗線,具有不同的離散性和不同的標(biāo)準差,難以比較離散性的大小,為了比較不同線密度紗線標(biāo)準差的大小,用其標(biāo)準差除以平均值的百分數(shù),即是該檢驗項目的變異系數(shù),同一個檢驗項目,不論其線密度大小,用其變異系數(shù)即可比較不同線密度的紗線產(chǎn)品質(zhì)量離散性的大小.一個產(chǎn)品的變異系數(shù)反映了產(chǎn)品質(zhì)量離散性的大小,也決定了其產(chǎn)品總體數(shù)據(jù)分布區(qū)間的大小。抽樣數(shù)量與檢驗次數(shù)一定,對于變異系數(shù)不同的批產(chǎn)品來說,其代表性與準確性是不同的。要使不同批次、不同離散性的產(chǎn)品檢驗結(jié)果具有等效的準確性與可靠性,并且不同批次、不同品種檢驗結(jié)果間具有準確的可比性,依據(jù)充分可靠的變異系數(shù)估計值確定抽樣數(shù)量與檢驗次數(shù),以此估計或推斷一批紗線產(chǎn)品的質(zhì)量信息,是紗線檢驗科學(xué)合理的設(shè)置方法。
2.3 測試次數(shù)的分配。紗線產(chǎn)品本身的離散性,可以分為兩個方面,一是一個管紗內(nèi)紗線質(zhì)量的離散性,二是不同管紗間紗線質(zhì)量的離散性。兩種離散的程度是不同的,管紗間的離散性大于一個管紗內(nèi)的離散性。以環(huán)錠紡為例,因為管紗內(nèi)部的離散是由被測材料的隨機性及生產(chǎn)設(shè)備的不穩(wěn)定等因素的影響引起,而不同管紗間的離散大小,除上述因素外,還有與不同管紗相關(guān)連的設(shè)備方面的不一致等因素造成的離散,如錠子、鋼領(lǐng)、皮輥、皮圈、搖架等因素的不一致性造成的紗線質(zhì)量的離散性。
想使檢驗結(jié)果準確可靠,首先要求樣本具有代表性,代表性是抽樣檢驗估計推斷準確性的前題。從提高抽樣檢驗結(jié)果代表性而言,檢驗次數(shù)的設(shè)置要盡可能地充分利用樣本,在檢驗次數(shù)一定的情況下,增加已抽樣品利用率,盡可能的兼顧每個樣品,而不是用有限的樣品,通過增加每樣品重復(fù)檢驗次數(shù),滿足總檢驗次數(shù)的要求,則使檢驗結(jié)果對產(chǎn)品總體的統(tǒng)計推斷將更為有效。因而對于一個檢驗次數(shù)不大的檢驗項目,在樣品具備的前提下優(yōu)先安排單次檢驗完成檢驗設(shè)置。抽樣數(shù)量大,一是會影響正常生產(chǎn),二是會提高檢驗成本.考慮檢驗成本及對抽樣數(shù)量大對生產(chǎn)的影響, 針對檢驗次數(shù)較大的品種,在檢驗結(jié)果不發(fā)生明顯差異,抽樣檢驗估計有效的情況下安排重復(fù)檢驗。確定了一種產(chǎn)品總體各項目的檢驗次數(shù)后,作為一種產(chǎn)品總體,根據(jù)各項目間最大的抽樣數(shù)量作為一種產(chǎn)品總體的抽樣數(shù)量;也為與現(xiàn)行標(biāo)準抽樣數(shù)量相銜接,在現(xiàn)行標(biāo)準一般抽取管紗30只的基礎(chǔ)上,也與產(chǎn)品質(zhì)量的離散性相聯(lián)系增加或減少抽樣數(shù)量:與我國紗線相應(yīng)線密度的平均變異系數(shù)作為基礎(chǔ), 與用上述辦法確定的試驗次數(shù)相配套,離散性較大的品種,取大于30只的管紗;離散性較小的品種,取小于30只的管紗。產(chǎn)品抽樣數(shù)量不以百米重量變異系數(shù)作為依據(jù),而注重離散性大、關(guān)系織物后加工與使用的單紗斷裂強力變異系數(shù),作為確定抽樣數(shù)量的變異系數(shù)。
3.樣品選擇
紡織廠用作整經(jīng)、針織、并紗的管紗,為了后加工的需要,還要經(jīng)絡(luò)筒工序?qū)⒐芗喗j(luò)成筒紗。而經(jīng)絡(luò)筒工序的管紗變成筒紗,相比絡(luò)筒前的管紗,其質(zhì)量特性已不同于絡(luò)筒前的管紗。依據(jù)現(xiàn)行紗線標(biāo)準,紗線檢驗的大多數(shù)項目規(guī)定采用管紗檢驗,這難以準確、客觀地反映筒子紗線的真實質(zhì)量水平。
本文通過一組管紗與筒紗的比對試驗,通過檢驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析與對比,探討管紗與筒紗間的條干質(zhì)量變異。
3.1比對試驗
3.1.1試驗?zāi)康?本試驗旨在探討管紗與不同絡(luò)筒機、不同絡(luò)筒速度絡(luò)筒,筒紗與管紗質(zhì)量的條干質(zhì)量的相對變化。
3.1.2樣品選?。罕驹囼炦x取四個品種:C14.6texT CJ14.6texT CJ9.7texT CJ7.3texT。為減少樣品本身的離散性對試驗結(jié)果的影響,分別從相應(yīng)細紗機的一個粗紗、同一個錠子上連續(xù)抽取三個管紗,再從中取二個管紗分別用半自動絡(luò)筒機與全自動絡(luò)筒機絡(luò)成筒紗。
3.1.3執(zhí)行標(biāo)準 GB/T3292-1997
3.1.4試驗儀器:YG135G條干均勻度測試分析儀
3.1.5 溫濕度: 19℃ RH65%
3.1.6試驗次數(shù):為減少一個樣品不同片段的離散性對試驗結(jié)果的影響,本試驗對不同項目進行重復(fù)試驗,各樣品檢驗結(jié)果以平均值進行比較分析,每個樣品各項目試驗次數(shù)為:條干均勻度測試做400m/min,做二次
3.2試驗結(jié)果見表1
3.3分析與討論
從表1可以看出,管紗經(jīng)絡(luò)筒后的質(zhì)量,與絡(luò)筒前的管紗質(zhì)量存在明顯的差異。這是由于絡(luò)筒工序的高速卷繞