理论教育 随机抽样技术:简单与分层抽样方法

随机抽样技术:简单与分层抽样方法

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:简单随机抽样可以做到对批中的全部产品完全做到随机化抽取,但是,它只能用在均匀总体的情况下,因为均匀总体的各个部分都是同分布的。分层随机抽样,即从一个可以分成不同子总体的总体中,按规定的比例从不同的层中随机抽取样本。

随机抽样技术:简单与分层抽样方法

抽样检验中,保证抽样的随机性是十分重要的。所谓随机抽验即总体中的每一个个体,均有同样被抽出的机会,抽样者完全用偶然的方法抽取,而不是事先考虑或选择应抽取哪一个。事实上,合理抽样可以最大限度地减少因抽样而带来的随机误差

一、简单随机抽样

简单随机抽样即从包含N个个体的总体中抽取n个个体,使包含有n个个体所有可能的组合被抽取的概率相等。例如,设总体共有10个个体,并标以A,B,C,…,J,N=10,如果从中抽取n=5的样本,那么总共可能组成个样本,简单随机抽样就指这252个样本中的任何一个样本都有等概率被抽取。

简单随机抽样可以做到对批中的全部产品完全做到随机化抽取,但是,它只能用在均匀总体的情况下,因为均匀总体的各个部分都是同分布的。例如,一个织布车间共有200台工艺条件相同的织机,这些织机的断头分布都服从同一个参数λ的泊松分布,则称这个车间的织机断头的总体是均匀总体。

要获得简单随机样本可采用抽签的方法或借助于随机数表。如果用随机数表,则是在抽取样品前先将交验批的产品逐一编号,编号的次序、方法不受任何限制,然后用铅笔尖在随机数表中任指一点,从所指定号数开始,依次选取与样本容量n相等的号码个数。取样时,按选取的号码,对号抽取样品,以此而组成一个简单随机样本。

二、阶段性随机抽样

阶段性随机抽样亦称多段随机抽样、多级抽样,即事先规定若干抽样单位,每一级抽样单位比上一级抽样单位小,每一级样本是从上一级样本抽取的。按此种方法抽样时,先从总体中随机抽取若干个小部分,然后再从随机抽出的每个小部分中进一步随机抽取若干个个体,最后将抽出的个体合在一起组成一个样本。例如,棉纤维强力试样的抽取分两个阶段进行,该抽样的第一阶段是从N包棉纤维中随机地取出n包,构成初始样本,第二阶段是从抽出的n包棉纤维中再各抽取M根棉纤维进行试验,这些被测试的棉纤维构成“最终样本”。

三、分层随机抽样

对于非均匀总体,采用分层随机抽样是十分适宜的。分层随机抽样,即从一个可以分成不同子总体(或称为层)的总体中,按规定的比例从不同的层中随机抽取样本。由此可见,分层随机抽样首先把一批同类产品划分成若干部分(分层的方法往往带有主观性),然后再从每个部分中随机抽取若干试样,合起来而组成一个样本。

设有某个有限总体,其中有N个个体,若因某种原因而把该总体划分成k个部分总体(子总体),第i个部分有Ni个个体,且有:N=N1+N2+…+Nk,然后从各部分总体中随机抽取ni个个体,而组成一个样本,其容量为:n=n1+n2+…+nk。(www.daowen.com)

例如,检验批量大小为3200个单位产品,这是由A、B、C三条生产线生产的或是由三天生产加工出来的产品。其中:A生产线或第一天加工的产品为1600个,B生产线或第二天加工的产品为1280个,C生产线或第三天加工的产品为320个。现要求抽取150个样品做试验,其分层抽样方法可以是:

从A生产线或第一天加工的产品中抽取:个;

从B生产线或第二天加工的产品中抽取:个;

从C生产线或第三天加工的产品中抽取:个。

再如,若要调查和研究某生产厂的织物强力平均水平,应查阅该厂的织物强力历史资料,如果该厂的织物强力试验是在自然大气条件下进行的,那就不能简单地把历年的试验资料合在一起做随机抽样,而必须首先把历年的试验资料按季节分成四个部分总体,然后再从这四个部分总体中随机抽样,合起来成为一个总样本。

四、规律性取样

规律性取样也称周期系统抽样或系统随机抽样,即将一个总体中的N个个体进行系统排列(如按生产顺序),并编以1至N的号码,那么,包含n个个体的周期系统抽样即是抽取编号为h,h+k,h+2k,…,h+(n-1)k的n个个体。其中,n和k应满足:

h+(n-1)k≤N<h+nk

的整数,通常,h是从1到k的整数中随机抽样的。由此可见,规律性抽样方法就是按一定规律从整批同类产品中抽取样品的抽样方法。例如,有1000包原棉待取样,拟取n=10包,那么平均每100包中应取1包作为样本,假定这1000包原棉已编号,从000号到999号,则在100号内随机确定一个号码,如设作025号,因此在这1000包原棉中凡是逢25号的号码,该包原棉一律取下作为样本,即取025号,125号,…,925号,共10包原棉作为样本。采用规律性取样方法,由于它所抽取的样品在整批产品中的分布是比较均匀性,所以比简单随机抽样更具有代表性,而且操作也比较简单,但这种抽样方法不太适合产品质量缺陷有规律性变化的情况。

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