Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебник с которого Непейвода даёт дз.rtf
Скачиваний:
45
Добавлен:
10.07.2019
Размер:
10 Мб
Скачать
☆

8.2. Гистограммы

Одним из наиболее распространенных методов, помогающих интерпретировать данные по исследуемой проблеме, является гистограмма. Гистограммы позволяют исследовать различные статистические данные, такие как, например, заработная плата в фирме различных категорий работников, изменение роста людей, количество пенсионеров разного возраста и другие. В производстве - это распределение измеряемого параметра, определение размеров классов, причины дефектов, отказов и т. д.

Большая часть всех совокупностей данных подчиняется так называемому «нормальному» распределению [15]. Если собрать все данные о процессе, в котором все факторы (человек, машина, материал, метод и т. д.) строго постоянны, то они оказались бы одинаковыми. Однако в действительности невозможно сохранять постоянство всех факторов. Несмотря на стремление удержать на постоянном уровне условия, подлежащие изменениям, в показателях все-таки наблюдается рассеивание значений. Даже те несколько факторов, которые считаются постоянными, на самом деле будут изменяться. Такого рода рассеивания можно разделить на две категории:

  • неизбежное рассеивание значений,

  • устранимое рассеивание значений.

Неизбежное рассеивание представляет собой случайные погрешности производства, которые возникают либо из-за колебаний в качестве сырья и материалов (в пределах допустимых отклонений), либо из-за изменений в условиях производства (также в пределах допустимых отклонений), устранять эту категорию рассеивания неэкономично.

Устранимое рассеивание представляет собой систематическую погрешность производства, которая возникает либо в результате использования нестандартного сырья и материалов, либо из-за нарушений технологического режима при выполнении операций, либо вследствие осуществления их по технологической документации, которая недоработана, либо в результате неожиданной разладки оборудования. Таким образом, это происходит по определенной причине и представляет собой устранимое явление, которое непременно следует устранять.

Построение диаграммы производится в несколько шагов. Рассмотрим построение гистограммы на конкретном примере [15].

Для исследования распределения диаметров стальных осей, изготовленных на токарном станке, были измерены диаметры 90 осей.

Шаг 1 Необходимо по собранным данным вычислить величину выборочного размаха. Для этого следует выбрать наименьшее и наибольшее значения измеряемых величин. Исходные данные представлены в таблице 10.

Таблица 10

Номер выборки

Результаты измерений, см

1 - 10

2,510

2,517

2,522

2,510

2,511

2,519

2,532

2,543

2,525

2,522

11 - 20

2,527

2,536

2,506

2,541

2,512

2,515

2,521

2,536

2,529

2,524

21 - 30

2,529

2,523

2,523

2,523

2,519

2,528

2,543

2,538

2,518

2,534

31 - 40

2,520

2,514

2,512

2,534

2,526

2,530

2,532

2,526

2,523

2,520

41 - 50

2,535

2,523

2,526

2,525

2,532

2,522

2,501

2,530

2,522

2,514

51 - 60

2,533

2,510

2,542

2,524

2,530

2,521

2,522

2,535

2,540

2,528

61 - 70

2,525

2,515

2,520

2,519

2,526

2,527

2,522

2,542

2,540

2,528

71 - 80

2,531

2,545

2,524

2,522

2,520

2,519

2,519

2,529

2,522

2,513

81 - 90

2,518

2,527

2,511

2,519

2,531

2,527

2,529

2,528

2,519

2,521

Наибольшие и наименьшие значения можно получить следующим образом: сначала надо найти наибольшее и наименьшее значения в каждой строке таблицы исходных данных, а затем взять самое большое из максимумов и самое маленькое из минимумов. Это и будет

максимум и минимум всех наблюдаемых значений (табл. 11): 2,545 и 2,502, соответственно. Выборочный размах равен разности между максимальным и минимальным значениями.

Таблица 11

Номер образца

Результаты измерения, см

Макс. в

строке

Миним. в

строке

1 - 10

2,510

2,517

2,522

2,510

2,511

2,519

2,532

2,543

2,525

2,522

2,543

2,510

11 - 20

2,527

2,536

2,506

2,541

2,512

2,515

2,521

2,536

2,529

2,524

2,541

2,506

21 - 30

2,529

2,523

2,523

2,523

2,519

2,528

2,543

2,538

2,518

2,534

2,543

2,518

31 - 40

2,520

2,514

2,512

2,534

2,526

2,530

2,532

2,526

2,523

2,520

2,534

2,512

41 - 50

2,535

2,523

2,526

2,525

2,532

2,522

2,501

2,530

2,522

2,514

2,535

2,502

51 - 60

2,533

2,510

2,542

2,524

2,530

2,521

2,522

2,535

2,540

2,528

2,542

2,510

61 - 70

2,525

2,515

2,520

2,519

2,526

2,527

2,522

2,542

2,540

2,528

2,542

2,515

71 - 80

2,531

2,545

2,524

2,522

2,520

2,519

2,519

2,529

2,522

2,513

2,545

2,513

81 - 90

2,518

2,527

2,511

2,519

2,531

2,527

2,529

2,528

2,519

2,521

2,531

2,511

Шаг 2 Далее необходимо разделить выборочный размах на интервалы равной ширины: обычно делят от 5 до 20 интервалов. При числе наблюдений 11 и более используют более узкий интервал, при 99 наблюдениях и меньше - более широкий.

Теперь требуется по иному распределить данные, для этого готовят новую таблицу, куда заносят диапазон значений каждого интервала, среднюю точку, подсчет количества (частот) и саму частоту попаданий данных в соответствующий интервал.

Шаг 3 Далее следует определить границы интервалов таким образом, чтобы они включали в себя наименьшее и наибольшее значения. Кроме того, важно, чтобы никакие значения наблюдений не попадали на границу интервала, для этого, если значения данных, например, имеют 2 знака после запятой, то нижняя граница будет иметь 3 знака после запятой (- 0,005) от соответствующего значения.

После этого следует убедиться в том, что первый интервал включает в себя наименьшее значение и что его граничное значение приходится на середину принятой единицы измерения (т. е. число 5 в следующем десятичном разряде). Далее, продолжая прибавлять выбранный интервал к предыдущему значению для получения второй границы, затем третьей и т. д., необходимо удостовериться, что последний интервал включает в себя максимальное значение.

Для получения частот надо подсчитать, какое количество значений из табл. попадает внутрь каждого из интервалов, и записать частоты, приходящиеся на каждый интервал, используя наклонные черточки, сгруппированные по пять, и записать в таблицу.

Шаг 4 На данном шаге строится диаграмма. На листе в клеточку необходимо нанести горизонтальную ось, выбрать масштаб и нанести соответствующие интервалы (табл. 12). Далее строится вертикальная ось, на которой также выбирается масштаб в соответствии с максимальным значением частот.

Номер класса

Класс

Середина класса, х

Подсчет частот

Частота, f

1

2,5005 - 2,5055

2,503

/

1

2

2,5055 - 2,5105

2,508

////

4

3

2,5105 - 2,5155

2,513

//// ////

9

4

2,5155 - 2,5205

2,518

//// //// ////

14

5

2,5205 - 2,5255

2,523

//// //// //// //// //

тттт тттт ТТТТ ТТТТ II

22

6

2,5255 - 2,5305

2,528

ш ш ш ////

19

7

2,5305 - 2,5355

2,533

//// ////

тттт тттт

10

8

2,5355 - 2,5405

2,538

ш

5

9

2,5405 - 2,455

2,543

//// /

6

Итого:

90

Количество измерений: n = 90 Наибольшее значение - 2,545 Наименьшее значение - 2,502

25

20

03

о о

15

10

5

0

2,5 2,51 2,52 2,53 2,54

Диаметр оси, мм

2,55

Рис. 29. Гистограмма распределения измерений

Шаг 5

Теперь необходимо проанализировать полученную гистограмму. Данная гистограмма (рис. 29) подчиняется нормальному распределению. То есть, предварительно можно сказать, что такой процесс встречается чаще всего.

Анализ гистограммы можно провести по трем направлениям.