控制圖是統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)理論與實(shí)踐的核心工具。我們用控制圖來監(jiān)控過程、判斷過程的受控狀態(tài),一旦控制圖出現(xiàn)異常的信息,就可以認(rèn)為過程發(fā)生了異常,從而對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行檢討,尋找原因,制定改善措施,對(duì)過程進(jìn)行修正,直到過程重新達(dá)到質(zhì)量要求。
利用控制圖識(shí)別生產(chǎn)過程狀態(tài)------受控狀態(tài)或失控狀態(tài),是根據(jù)圖上樣本點(diǎn)的位置以及變化趨勢進(jìn)行分析和判斷的。判斷的依據(jù)主要有兩點(diǎn):(1)如果控制圖上點(diǎn)所反映的過程的均值μ和/或方差σ發(fā)生(不允許的)變化,說明生產(chǎn)過程失控;(2)如果控制圖上點(diǎn)的排列發(fā)生了小概率事件,則可以認(rèn)為生產(chǎn)過程失控。通常我們用于判斷控制圖正常還是異常的規(guī)則就是這兩點(diǎn)的具體化。下面分別說明。
(一)當(dāng)均值μ和/或方差σ發(fā)生變化時(shí)判異
SPC理論中,一個(gè)生產(chǎn)過程可以用其產(chǎn)品的計(jì)量型質(zhì)量特性值的分布來表現(xiàn),這個(gè)分布就是最常見的正態(tài)分布。生產(chǎn)過程的穩(wěn)定與否就從這個(gè)分布的均值μ和方差σ的變化或趨勢來判斷。在連續(xù)的一段時(shí)間內(nèi),如果均值μ和/或方差σ的變化是在一個(gè)可以允許的誤差范圍之內(nèi),則認(rèn)為過程是穩(wěn)定的;反之,如果均值μ和/或方差σ發(fā)生(不允許的)變化,則認(rèn)為生產(chǎn)過程失控。
從此出發(fā),我們可以得到過程異常判斷的規(guī)則,包括分別反映均值μ和方差σ的規(guī)則。
反映均值μ變化的規(guī)則如:
a.有多個(gè)樣本點(diǎn)連續(xù)出現(xiàn)在中心線一側(cè);
b.樣本點(diǎn)分布的水平突變;
c.樣本點(diǎn)分布的水平位置漸變;
d.連續(xù)多個(gè)點(diǎn)(7點(diǎn)及以上)上升或下降;
反映方差σ變化的規(guī)則如:
a.有較多的邊界點(diǎn);
b.樣本點(diǎn)的離散度變大;
c.連續(xù)多個(gè)點(diǎn)集中在中心線附近;
d.這些規(guī)則主要是從控制圖上定性地判斷。
(二)當(dāng)點(diǎn)子排列出現(xiàn)小概率事件時(shí)判異
從概率的角度,也可以從控制圖上判斷過程是否受控,而且這種方法給予了在控制圖上定量判斷失控的方法。如果過程正常,我們認(rèn)為小概率事件是不發(fā)生的,但如果控制圖上點(diǎn)子出現(xiàn)了概率極小的排列,這種情況一旦發(fā)生,就認(rèn)為過程中出現(xiàn)了某些系統(tǒng)性原因。正是這些原因,導(dǎo)致了過程偏離了原來的規(guī)律,出現(xiàn)了過程失控。
從此出發(fā),我們也可以得到過程異常判斷的規(guī)則。
a.點(diǎn)子出界;
b.點(diǎn)子頻頻接近控制界限;
c.連續(xù)3個(gè)點(diǎn)中,至少有2點(diǎn)接近控制界限;
d.連續(xù)7個(gè)點(diǎn)中,至少有3點(diǎn)接近控制界限;
e.連續(xù)10個(gè)點(diǎn)中,至少有4點(diǎn)接近控制界限。
(接近控制界限指距中心線的距離為2σ到3σ的區(qū)域,也稱為警戒區(qū))
a.鏈狀排列;
b.在控制圖中心線一側(cè)連續(xù)出現(xiàn)的點(diǎn)稱為鏈,鏈長不少于7時(shí)判斷點(diǎn)子排列非隨機(jī),存在異常因素。
c.點(diǎn)子排列出現(xiàn)間斷鏈;
e.連續(xù)11個(gè)點(diǎn)中,至少有10點(diǎn)在中心線一側(cè);
f.連續(xù)14個(gè)點(diǎn)中,至少有12點(diǎn)在中心線一側(cè);
g.連續(xù)17個(gè)點(diǎn)中,至少有14點(diǎn)在中心線一側(cè);
h.連續(xù)20個(gè)點(diǎn)中,至少有16點(diǎn)在中心線一側(cè)。
點(diǎn)子排列出現(xiàn)傾向。點(diǎn)子逐漸上升或下降的狀態(tài)稱為傾向。當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)不少于7個(gè)點(diǎn)的上升或下降的傾向時(shí),判斷點(diǎn)子排列為非隨機(jī),說明存在異常因素。
點(diǎn)子集中在中心線附近,若連續(xù)15點(diǎn)集中在中心線附近判異。
點(diǎn)子呈現(xiàn)周期性變化。
受控狀態(tài)下,上述情況出現(xiàn)的概率是與0.0027相同數(shù)量級(jí)的小概率事件,比如:P{一個(gè)點(diǎn)子出界}=0.0027;P{連續(xù)3個(gè)點(diǎn)中有2點(diǎn)接近控制界限}=0.0053。
以上兩種判斷失控的方法其實(shí)是一致的,它們之間有著密不可分的關(guān)系,第二種方法通常作為定量的證據(jù)支持第一種判斷方法。在實(shí)際中,判斷控制圖是否失控,往往是將這兩種方法結(jié)合起來應(yīng)用。例如間斷鏈的出現(xiàn)就說明了有多個(gè)點(diǎn)出現(xiàn)在中心線一側(cè),即過程的均值μ發(fā)生了較大的變化,從而就可以判斷過程失控。