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分层随机抽样在家用可燃气体探测器产品中的应用

2025-04-14 32 上传者：管理员

摘要：随着社会经济的发展，家用可燃气体探测产品作为一种探测家庭日常安全风险的工具，其质量问题正在成为消费者和媒体的关注热点。市场上的家用可燃气体探测器产品价格参差不齐，行业鱼龙混杂，消费者难以通过外观和标识鉴别产品的质量是否可靠。本文以分层随机抽样为切入点，首先介绍区分家用可燃气体探测器的基本依据，其次说明分层随机抽样用于调查家用可燃气体探测器产品的优势，再次探讨前期调研和样本量分层分配的方法，然后介绍制定抽样方案的注意事项，最后总结了抽样方法。

关键词：
分层随机抽样
可燃气体使用安全
安全风险
家用可燃气体探测器
抽样方案
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随着物联网和信息技术的发展,家用可燃气体探测器的技术也在显著提升,它可以通过网络向用户发送警报信号,从而大大提高居住安全｡2024年,可燃气体探测器产品被列入CCC监管目录,一方面体现了广大家庭对可燃气体使用安全的重视程度正在提高,另一方面体现了可燃气体探测报警产品的准确性和可靠性正在受到各级监管部门的高度关注｡

在产品质量监管部门进行产品监管的过程中,抽查是常见的方式之一,抽样工作则是其中最为关键的一环｡然而,家用可燃气体探测产品在质量监督抽样过程中仍然存在一系列的难点,其中最重要的问题就是抽样目标和方案的确定｡家用可燃气体探测器与常规电子产品有所不同,部分当地生产企业的产品直供燃气公司｡因此,仅从流通领域抽样难以代表当地该类产品的真实水平｡另外,部分商家存在恶意压低价格抢占市场份额,不重视产品本身的安全性和可靠性,导致市场中存在“劣币驱逐良币”的现象｡抽样方案的制定必须充分考虑价格因素,如若价格区间设置不合理,将对最终统计结果造成很大影响｡因此,运用随机抽样的数学知识在抽样前期作出科学合理的分析,对于有效完成产品质量抽样调查任务至关重要｡

本文主要以执行标准GB15322.2-2019《可燃气体探测器第2部分:家用可燃气体探测器》为依据｡

1、随机抽样方法介绍

随机抽样可以分为简单随机抽样､分层抽样､分群抽样和系统抽样｡常用的抽样方式是简单随机抽样､分层抽样和系统抽样｡简单随机抽样适用于当总体包含的个体数量有限的情况;分层抽样适用于当总体包含个体存在明显差异的情况;系统抽样适用于总体包含个体偏多的情况｡家用可燃气体探测器产品市场竞争激烈,且一般消费者难以直接判断产品的质量,不少企业为吸引消费者和提高产品销量,使用偷工减料等方式进行低价竞争,导致该产品市场价格差异明显,质量良莠不齐,低价产品的质量合格率偏低｡因此,在价格､功能､质量有明显差异的情况下,选择分层抽样来调查可燃气体探测器产品较为合适｡

家用可燃气体探测器的分层抽样具体步骤如下:(1)确定抽样总体,即家用可燃气体的全部样本数量;(2)根据样本总体特征,划分若干层次,如根据家用可燃气体探测器产品的价格划分;(3)确定每个层次需要抽取的样本数量,可根据前期市场调研情况､层次的重要性以及样本容量的限制而确定;(4)抽取样本,检验样本的质量状况并汇总数据;(5)分析并得出结论,注意在抽样调查过程中,必须保证每个样本都具有相同的机会被抽中,且抽中的样本是独立的｡

2、运用分层随机抽样调查家用可燃气体探测器的方法

2.1前期调研

对分层随机抽样来说,前期调研工作极为重要,下文以某地开展家用可燃气体探测器抽样工作为例｡

首先,必须通过企业查询软件或相关证书查询网站等手段,摸查当地家用可燃气体探测器生产企业的经营状态､营业收入､从业人员等信息[1],制定企业分布表,如表1所示｡

表1企业分布表

其次,筛除经营异常､转产､停产的企业,仅保留存续和正常经营状态的企业信息,根据《统计上大中小微型企业划分办法(2017)》,将企业进一步按照大､中､小､微型划分｡

在初步掌握当地生产企业状况后,继续通过线上商城､电商App摸查线上家用可燃气体探测器价格分布情况,如按照人民币1~20元､21~50元､51~150元､151~300元划分价格区间,再根据探测气体代码进一步划分类别[2],如表2所示｡

表2家用可燃气体探测器价格分布情况表

最后,根据前期调研情况及实际抽样难易程度初步设计出调查计划,如表3所示｡

表3抽样领域分布表(示例)

2.2样本量的分配

目前,国际上普遍接受和认同的样本量分配方法主要有比例分配､最优分配和内曼最优分配3种[3]｡

(1)比例分配是指在分层随机抽样中,h层样本数与层的大小nh成比例,即,n为样本容量,N为总体单元总数,这种分配方式估计形式简单,效率较高｡

(2)最优分配是指在费用一定的情况下,使估计量的方差达到最小,或者对于给定的估计量方差,使得总费用达到最小的各层样本量的分配,最优分配的准则是:倘若h层含单元数较多;第h层内部单位的差异程度较大;第h层每个样本所需的费用较低,则h层需要抽取较多样本｡

(3)内曼分配又称适度法,因1934年美国统计学家内曼给出证明而得名,它是最优分配的特例｡在最优分配中,如各层的单位抽样费用相等时,可以充分考虑对层权和各层变异程度的影响,进而通过公式推导抽样精度最高的理论方案｡但是,在实际的家用可燃气体探测器的抽样过程中,需要兼顾线上和线下的抽样,所以各层的单位抽样费用难以达到相等｡家用可燃气体探测器的样本量分配主要运用比例分配和最优分配原则｡

本文以采用比例分配为例,在已知样本容量为n的情况下,以前期调研的价格区间进行分层｡

根据公式,分别代入N1､N2､N3､N4可求得各层样本量n1､n2､n3､n4｡再以表3为例,(1-20)和(21-50)价格区间涉及电商平台抽样,抽样成本较低且多数产品价格集中在这两个价格区间｡因此,在综合考虑抽样经费限制和精准程度的情况下,n1和n2应适当增加,n3和n4适当减少｡

2.3抽样方案的制定和调整

在经过前期调研后,再根据所作的样本量分配方法,分出所要调查的各层样本量｡在拟定各层抽样领域和抽样路线时,要注意以下三点:一是要以产品的生产产地为原则,唯有调查当地所生产的家用可燃气体探测器产品,才能准确评价当地实际质量水平;二是要充分根据前期调研情况拟定抽样领域和路线,因为部分企业所生产的家用可燃气体探测器产品可能直供燃气公司而不在门店或电商平台销售,所以在设计抽样方案时,应先调查生产领域,再向流通领域进行调查;三是抽样路线的设计应尽量合理,尽可能地减少重复折返抽样的情况,以最大程度节约抽样的时间和经费｡

但是,在实际抽样过程中,抽样方案相较于前期调研情况可能需要作出一定的调整,主要原因包括家用可燃气体探测器受市场行情影响,在一定地区范围内,可能没有销售某功能或者某价位的产品;生产企业及门店拒绝抽样,导致抽样难度上升;在有限的时间或经费范围内,在生产领域无法抽取到指定数量的样本｡因此,抽样方案还需要在前期调研的基础上做出一定的调整｡

3、实际抽样过程

对家用可燃气体探测器进行抽样时,要按照抽样方案将产品根据不同的价位区间和功能分成不同的组别｡抽样人员可以先将产品按照抽样方案所设计的层级进行划分,随后使用单纯随机抽样法或规律性抽样法,单纯随机抽样法即采用掷骰子､抽签､查随机数表进行抽样,而规律性抽样法即指按照一定规律抽取样品｡

4、结语

为真实地反映一个地区某产品的质量水平,抽样工作是较为重要的一个环节,家用可燃气体探测器产品涉及千家万户的生命财产安全,其功能是否有效和稳定,是目前社会大众所普遍关注的问题之一｡然而,一些企业为谋求利润最大化,以偷工减料的方式达到降低售价和抢占市场的目的｡因此,分层随机抽样通过合理地划分价格区间抽样的方式,能够更加清晰地调查出当地不同价位或者不同功能的家用可燃气体探测器的质量情况,一定程度上为监管部门找到监管切入点提供一定的可靠依据,具有很高的实用价值｡

参考文献:

[1]张璇,赵静,丁文兴.大数据背景下产品质量抽样调查的样本量设计[J].系统科学与数学,2022,42(01)∶133-140.

[2]刘爱芹,吴玉香.分层抽样中样本量的分配方法研究[J].山东财政学院学报,2007,(04)∶49-53.

[3]葛晓辉,孙峻岭.火灾报警系统中家用可燃气体探测器的选型及使用[J].智能建筑电气技术,2007,(04)∶50-53.

文章来源:林小杰,陈宇希.分层随机抽样在家用可燃气体探测器产品中的应用[J].质量与认证,2025,(04):63-65.