农业工程数据收集与处理实验实验报告x
时间：2020-11-20 12:50:22 来源：勤学考试网 本文已影响 人 
PAGE
PAGE #
农业工程数据收集与处理实验实验报
学院
学号：—姓名：实验日期教师评定
学号：—姓名：实验日期
教师评定
实验项目
实验目的：
熟练R语言和Rstudio工作环境，熟悉基本的数据处理句法。
实验要求：
每个实验分开写，写出代码，并把结果 copy到实验报告。
实验内容:
实验过程：
第四章 质量管理中的统计技术
（10）已知某零件不合格品数统计资料见表 4-25,试画不合格品数控制图（Pn控制图）
4-25某零件不合格品数
组 号
样本大小
（n）
不合格品数（Pn）
组 号
样本大小（n）
不合格品数（Pn）
1
220
17
16
220 "
21
2
220
18
17
220
17
3
220
18
18
220 1
15
4
220
21
19
220
18
5
220
18
20
220
19
6
220
13
21
220
22
7
220
17
22
220
17
8
220
9
23
220
9
9
220
11
24
220 :
15
10
220
14
25
220
18
11
220
16
合计
5500
409
12
220
12
13
220
10
口 y 1 平均
220
16.36
14
220
14
15
220
20
依次点击“分析”“质量控制”“控制”，然后弹出控制图窗口。在控制图窗口中，选择“ P、
np” , “个案为子组”。然后进行定义。
"
"标注子组”框选入“组号”，
在定义窗口中，将“不合格产品数”选入“数目不符合”框，然后 样本尺寸为220,图表栏选择“ np （数目不符合）”，然后确定。
结果显示:
控制图：车會格产晶嫩
0'5 G 7 8 9 *
0'
5 G 7 8 9 * 0 11 1213 14 15 1G 171S * 3 20 21 22 23 24 25
Sigma 木
（11）表4-26为某纺织厂收集的每平方公尺布匹上的斑点数的记录，记有 20个样本
试画缺陷数控制图（C控制图）。
表4-26 斑点数统计表
组 号
缺陷数（C）
组 号
缺陷数（C）
1
5
11
4
2
4
12
7
3
3
13
1
4
5
14
8
5
6
15
2
6
4
16
2
7
7
17
3
■"8-
~3~
T8-
7
9
2
19
4
10
3
20
4
合计
C=84
进入定义窗口，在“特征”栏中选择“缺陷数”，“定义子组”栏中选择“组号”，然后确定。
纟吉果显示:
控制图：缺陷数
r —氏左閏
-亠-U 匚 L= 10.35
-二中￡；?4卫0
LCL= .00
1 2 3 4 S S 7 9 9 1D 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
-J
不符合者的分数
Sigma 水平： 3
某车间收集铁板厚度的数据(见表4-27)，试绘制平均值极差控制图，以便对生产 过程进行控制。
表4-27 铁板厚度数据表
序号
X
X
X
X4
X
1
2.4
2.0
2.0
2.4
1.8
2
1.6
2.3
2.0
2.3
1.9
3
2.0
2.1
2.0
1.8
1.8
4
2.1
2.0
1.9
2.2
2.3
5
2.1
2.2
1.8
1.7
2.0
6
1.9
2.0
1.9
1.8
2.2
7
2.0
2.1
2.1
2.0
1.9
8
2.2
2.4
1.7
2.1
2.1
9
2.2
2.2
2.4
1.6
2.0
10
1.8
2.0
2.4
1.9
2.2
11
1.9
2.1
2.2
2.1
1.8
12
1.9
2.5
1.7
2.1
2.0
|序号
x1
x2
x3
x4
x5
-
1
24
2.0
20
2 4
1.8
2
1.6
2.3
2.0
2.3
1.9
3
2.0
2 1
20
1.8
1.8
4
21
2.0
1.9
2.2
2.3
5
2.1
22
1.8
1.7
2.0
6
19
2.0
1.8
22
7
2,0
2.1
2.1
2.0
1.9
B
2.2
24
17
2 1
2.1
9
2.2
2.2
2.4
1.6
2.0
10
18
20
2 4
1.9
2.2
11
1,9
2.1
2.2
2 1
1.S
12
19
25
17
2 1
2.0
依次点击“分析” “质量控制” “控制”，然后弹出控制图窗口。在控制图窗口中，依次选择“ X条
形图、R、S”，“个案为子组”，然后进行定义。
在定义窗口中，将5组测量数据A1-A5选入“样本”框，然后”标注子组”框选入“序号”，图表栏 选择“ X条形图使用标准差”，然后确定。
结果显示:
控制图：XI
-—K1
2.4-UCL 2.339 :'fl = 2-035 -~LCL = 1.731
2.4-
23-
2.2-
2.0-
1,9-
i.e-
1.7'
8.
Sigma 水
9 10 11 12
3
控制图:X1
? K1
L^UCL= .445
-_-￥m=-213
LCL= .DOD
第七章抽样检验原理与应用
查表求出如下抽样检验方案。
N=30,检查水平为S-2，AQL=0.4%求计数调整型一次抽检方案。
N=1 000,检查水平为U, AQL=1.0%求计数调整型一次抽检方案
解：①一次正常抽查方案：n=3, Ac=0, Re=1。
一次加严抽查方案： n=3, Ac=0, Re=1。
一次放宽抽查方案：n=2, Ac=0, Re=1。
一次特宽抽查方案： n=2, Ac=0, Re=1。
② 一次正常抽查方案： n=80, Ac=2, Re=3。
一次加严抽查方案： n=80, Ac=1, Re=2。
一次放宽抽查方案： n=32, Ac=1, Re=2。
一次特宽抽查方案： n=32, Ac=2, Re=3。
⑸ 设有一批品，批量为5 000,供需双方协定AQI=1.5%,检查水平为U,试求其一 次抽检方案。若按此方案进行正常抽检，连续 10批初检均合格，并且10批中总不合 格批数只有16件，问从第11批开始是否可由正常检验转为放宽检验？为什么？
解：一次正常抽查方案： n=200, Ac=7, Re=&
可以转为放宽检验。因为按此方案进行正常抽检，连续10批初检均合格，并且 10批中总不
可以转为放宽检验。因为按此方案进行正常抽检，连续
合格批数只有16件，根据抽样检验宽严程度转移规则，并且 16W Lr (39),可以从第11批开始
可由正常检验转为放宽检验。
(6)设有一批产品，批量为8 000件，现规定AQ=1.0%,检查水平为川，试求其一 次抽检方案。若按此方案进行放宽抽检，发现一批产品中不合格数为 5件，问此批产
品是否可以判为合格批？为什么？下一批产品是否需要转为正常检验？
解：一次正常抽查方案： n=315，Ac=7， Re=&
若按此方案进行放宽抽检，发现一批产品中不合格数为 5件，此批产品是不可以判为合
格批。因为一次放宽抽查方案： n=125，Ac=3，Re=4。
下一批产品要转为正常检验。
第九章稳健设计
稳健设计是以追求产品质量特性的稳健性、抗干扰性为目的的一种新的优化设计 方法。稳健设计中讨论的问题是：
保证工作性能对环境条件的可能变化不敏感。
保证工作性能对各元件特征的可能变化不敏感。
稳健设计原理：
以信噪比作为稳健性指标，信噪比最大的设计方案就是抗干扰性最强、稳健性 最好的设计方案。
以误差因素模拟三种干扰，特别是模拟内干扰、外干扰。
设计分三个阶段进行，即系统设计一参数设计一容差设计，系统设计是基础， 参数设计是核心。
在参数设计阶段，先进行信噪比分析，通过优选稳定因素，使设计方案稳健性 最好。再进行灵敏度分析，通过调整因素，来调整设计的系统偏差。
以正交表为工具进行内设计、外设计，以此来大幅度地减少试验次数。
在容差设计阶段，来谋求质量与成本的最佳平衡，以此来合理确定参数的公差 范围。
静态稳健设计案例：
1?问题的提出
设计一个电感电路，此电路由电阻 R和电感L组成。当输入交流电压为 V和电源
频率为f
频率为f时，输出电流强度
,R2 (2 二 fL)2
至此完成系统设计。该电感电路要求输出电流 y=10A,波动越小越好，故也为望
目特性。
2.参数设计
制定可控因素水平表
因素
水平1
水平2
水平3
电阻R
0.50
5.00
9.50
电感L
0.01
0.02
0.03
内设计(选用正交表L9(34)进行内设计)
序号
R
L
1
1(0.5)
1(0.01)
2
1
2(0.02)
3
1
3(0.03)
4
2(0.5)
1
5
2
2
6
2
3
7
3(9.5)
1
8
3
2
9
3
3
制定误差因素水平表
V =907；客观环境，电压和频率的水平选为：,50Hz；误差因素有4个，它们是电压V',频率f '电阻R'
V =907；
客观环境，电压和频率的水平选为：,50Hz；
V2 =1007； V3=110V
f2=55Hz; f3=60Hz
电阻R'
电阻R'和电感L'米用二级品，波动为土
10%因此，三个水平分别为：内表给
出的中心值、中心值x 0.9、中心值x 1.1。
内表方案号
水平号
误差因素
R'
L'
V'
f
1
0.45
0.009
90
50
I
2
0.50
0.01
100
55
3
1
0.55
0.45
0.011
0.018
110
90
60
50
2
2
0.50
0.02
100
55
3
0.55
0.022
110
60
1
0.45
0.027
90
50
3
2
0.50
0.03
100
55
3
0.55
0.033
110
60
1
4.5
0.009
90
50
4
2
5.0
0.01
100
55
3
5.5
0.011
110
60
1
4.5
0.018
90
50
5
2
5.0
0.02
100
55
3
5.5
0.022
110
60
1
4.5
0.027
90
50
6
2
5.0
0.03
100
55
3
5.5
0.033
110
60
1
8.55
0.009
90
50
7
2
9.5
0.01
100
55
3
10.45
0.011
110
60
1
8.55
0.018
90
50
8
2
9.5
0.02
100
55
3
10.45
0.022
110
60
1
8.55
0.027
90
50
9
2
9.5
0.03
100
55
3
10.45
0.033
110
60
外设计
选用L9(34)正交表进行外设计，采用内外表直积法
因素
试验
I 2 3 …9
-
1
1/
2
U(30外表
| V
3
f1
4
试验
R
L …
号i
n i
Si
yii
yj2 y>3 …
y i9
1
2 3 4
1
n』
Sl
yn
yis yis
yn
2
U(34)内表
n 2
S2
V2I
Y22 y 即 ***
Y*?Q
J 1 IT
? ■
■直■
■■ ■ I■-
V 1! ?
9
r| m
Sy L_J
ywi
y 界 y^3 *■*
y沖
获得质量特性数据
电流强度可以计算，因此可以直接求出质量特性 y。例如内表第一号方案:
R'
L'
V'
f
y1i
i
1(0.45)
1(0.009)
1(90)
1(50)
31.44
2
1
2(0.010)
2(100)
2(55)
28.69
3
1
3(0.011)
3(110)
3(60)
26.37
4
2(0.5)
1
2
3
29.16
5
2
2
3
1
34.58
6
2
3
1
2
23.47
7
3(0.55)
1
3
2
34.83
8
3
2
2
3
26.25
9
3
3
1
1
25.72
yi1
yi2
yi3
yi4
yi5
yi6
yi7
yi8
yi9
1
31.44
28.69
26.37
29.16
34.58
23.47
34.83
26.25
25.72
2
15.87
14.44
13.24
14.7
17.45
11.81
17.62
13.23
12.98
3
10.6
9.64
8.84
9.81
11.65
7.88
11.77
8.83
8.67
4
16.93
17.62
17.98
16.55
18.63
14.33
17.41
15
13.86
5
12.45
12.13
11.66
11.86
13.7
9.89
13.25
10.72
10.19
6
9.37
8.85
8.31
8.82
10.31
7.23
10.16
7.95
7.67
7
9.99
10.84
11.58
9.91
10.99
8.8
10.09
9
8.18
8
8.78
9.1
9.23
8.57
9.66
7.4
9.05
7.76
7.18
9
7.47
7.44
7.29
7.18
8.22
6.06
7.85
6.49
6.11
计算信噪比和灵敏度
1 2
S^i - 9 (yi1 yi2 … yi9)；
1 9 2
Vei (' yi2 -Smi)；
8 j 4
1
S =10ig9(Smi -Vei)；
1
石(Smi -Vei)
i =10lg 9
yi1
yi2
yi3
yi4
yi5
yi6
yi7
yi8
yi9
n
S
1
31.44
28.69
26.37
29.16
34.58
23.47
34.83
26.25
25.72
17.22
29.22
2
15.87
14.44
13.24
14.7
17.45
11.81
17.62
13.23
12.98
17.12
23.27
3
10.6
9.64
8.84
9.81
11.65
7.88
11.77
8.83
8.67
17.1
19.76
4
16.93
17.62
17.98
16.55
18.63
14.33
17.41
15
13.86
19.76
24.33
5
12.45
12.13
11.66
11.86
13.7
9.89
13.25
10.72
10.19
19.08
21.4
6
9.37
8.85
8.31
8.82
10.31
7.23
10.16
7.95
7.67
18.25
18.82
7
9.99
10.84
11.58
9.91
10.99
8.8
10.09
9
8.18
19
19.93
8
8.78
9.1
9.23
8.57
9.66
7.4
9.05
7.76
7.18
19.77
18.61
9
7.47
7.44
7.29
7.18
8.22
6.06
7.85
6.49
6.11
19.51
17.05
内表的统计分析
序号
R
L
n
S
1
1
1
17.22
29.22
2
1
2
17.12
23.27
3
1
3
17.1
19.76
4
2
1
19.76
24.33
5
2
2
19.08
21.4
6
2
3
18.25
18.82
7
3
1
19
19.93
8
3
2
19.77
18.61
9
3
3
19.51
17.05
获得质量特性数据
主体何st应的检胯
38 ft eta
in捷平万和
「日汪笈
5R?
F
「显着叫
蟆半
3100,910*
5
620J82
2097.611
,000
R
8.903
2
4X51
15.056
.014
L
.276
2
J38
467
.657
缁谋
1.183
4
.296
总计
5102.092
9
乱R平万■ 1.000 （边樂后的R平方-.999）
b）灵敏度的方差分析
主体间效应的檢验
因变■: s
111获平万和
珂万
T"
填甲
[4212.46941
5
842-494
289.757
.000
R
46.347
2
23.174
7.97Q
.040
L
53.465
2
26732
9,194
.032
错逞
11.630
斗
2.90S
蝕计
4224400
9
弗R平S = .997 （谯整JT■的R平方=-994）
因素分类表
因素
信噪比分析
灵敏度分析
因素分类
R
［显著
显著
稳定因素
L
不显著
显著
调整因素
c） 确定最佳参数设计方案
选择信噪比最高的方案，由 R L的三个水平的信噪比比较得知，R的最高信噪比 是R3, L的最高信噪比是L1，因此R3L1是稳定性最好的设计方案。
另外，表中的9种产品设计中第8号设计R3L2是9个方案中信噪比最高的，因此 也可以作为最好的设计方案。
通过灵敏度分析，如果选择的最优方案未能达到想要的目标值，则可通过调整 L
来实现。
d） 验证试验
外表
原方案R2L2
新方案R3L2
1
10.45
9.99
2
12.03
10.84
3
11.66
11.58
4
11.86
9.91
5
13.7
10.99
6
9.89
8.8
7
13.25
10.09
8
9.64
8.1
9
11.32
9.09
n
19.74
18.95
y平均
11.77
9.93
Vi
1.85
1.26
3.容差设计
(1)最佳条件误差因素水平表(R3L2)
V f'
R L'
1
90
50
8.55
0.009
2
100
55
9.5
0.01
3
110
60
10.45
0.011
(2)最佳条件的外设计
序号
V'
f'
R
L'
yi
y' =y-10
1
1
1
1
1
9.99
-0.01
2
1
2
2
2
8.9
-1.1
3
1
3
3
3
8.01
-1.99
4
2
1
2
3
9.89
-0.11
5
2
2
3
1
9.17
-0.83
6
2
3
1
2
10.7
0.7
7
3
1
3
2
10.08
0.08
8
3
2
1
3
11.76
1.76
9
3
3
2
1
10.9
0.9
T1
T2
■ T3
(3)输出特性的方差分析
a)方差分析
宝体间效应的禅验
凶费鼻 Y1
hi y「
已茁蒐
T"
期广
P 10.275*
P 9
1442
*
V
5.685
2
2.843
I
F
.021
2
*010
■
R
"95
Z
L
X34
2
.017
v
.000
0
总计
10,275
9
乳R平方■ 1.000 (遅劉T.的R平方■ J
V 的贡献度=5.685/10.275=55.33% , R'的贡献度=4.495/10.275=43.75%，其它
的贡献度合计为0.92%。
b)容差设计
损失函数建立
本例用户对电流强度的容许范围 10± 4代即4 =4A若超出此范围的善后服务损
失160元，则损失函数为
L(y)羊(y -10)2 =i0(y-i0)2;
4
L =10 —、(yi -10)2
n i 1
确定备选容差设计方案
电阻R米用三级品
电阻R米用二级品
电阻R米用一级品
容差设计方案比较
例子中的电阻采用的是三级品，前面表中 y' =y-10，其平方和为10.28，平均损
失就是 10X 10.28 - 9=11.42
当采用的是二级品时，其容差是三级品的一半，即由 △ =4变成4=2,误差因素的 贡献度减小为原来的1/4。平均损失为 L=10 X 10.28 - 9 X (43.75% X 0.25+56.25%)=7.67
采用二级品的话，成本增加3元，故净增益是：11.42-7.67-3=0.75 元。
如果R采用一级品，其容差为三级品的1/10，即从原来的4=4,变为△ =0.4，此
时误差因素的贡献度是原来的1/100。故平均损失为
L=10X 10.28 -9X (43.75% X 0.01+56.25%)=6.47
丿元。而采用一级品会使成本增加5元，故净增益=11.42-6.47-5=-0.05 综上所述，应选二级电阻。容许范围 R=9.5± 0.475。
丿元。
实验体会:
