質量控制圖

但當某一個結果超出了隨機誤差的允許範圍時,運用數理統計的方法,可以判斷這個結果是異常的、不足信的。

問世數十年來，質量控制圖在眾多現代化工廠中得到了普遍應用，並憑藉其強大的分析功能，為工廠帶來豐厚的實時收益。最初的控制圖分為計量型與計數型兩大類，包含七種基本圖表。

1.Xbar-R chart均值-極差控制圖：對於計量數據而言，這是常用最基本的控制圖。它的控制對象為長度、重量、純度、時間和生產量等計量值的場合，這時的樣本數≤10。

2.Xbar-S chart均值-標準差控制圖：當樣本容量大小n>10時，這時應用極差估計總體標準差的效率降低，需要用S圖來代替R圖。

3.X-MR chart 單值-移動極差控制圖：適合於只能取一個值的控制（如化工等氣體與液體流程式過程，產品均勻的場合，因此它判斷過程變化的靈敏度也要差一些）

1.P 控制圖(不合格率控制):用於控制對象為不合格品率或合格品率、交貨延遲率、缺勤率、差錯率等計數值質量指標的場合。（用於可變樣本量的不合格品率）

2.NP控制圖:用於控制對象為不合格品數的場合。設n為樣本大小，P為不合格品率，則NP為不合格品個數，取NP為不合格品數控制圖的簡記記號。NP圖用於樣本大小相同的場合。（用於固定樣本量的不合格品數）

3.U控制圖:當樣品的大小變化時，應將一定單位中出現的缺陷數換算為平均單位缺陷數後用U控制圖。（用於可變樣本量的單位缺陷數）

4.C控制圖:用於控制一部機器，一個部件，一定的長度，一定的面積或任何一定的單位中所出現的缺陷數目。C圖用於樣本大小相等的場合。（用於固定樣本量的缺陷數）

另一方面，由於質量控制圖可以起到這種監測的仲裁作用。因此實驗室內質量控制圖是監測常規分析過程中可能出現誤差.控制分析數據在一定的精密度範圍內,保證常規分析數據質量的有效方法。

在實驗室工作中每一項分析工作都由許多操作步驟組成,測定結果的可信度受到許多因素的影響,如果對這些步驟、因素都建立質量控制圖,這在實際工作中是無法做到的,因此分析工作的質量只能根據最終測量結果來進行判斷。

對經常性的分析項目,用控制圖來控制質量,編制控制圖的基本假設是:測定結果在受控的條件下具有一定的精密度和準確度,並按正態分佈。若以一個控制樣品,用一種方法,由一個分析人員在一定時間內進行分析,累積一定數據。如這些數據達到規定的精密度、準確度(即處於控制狀態),以其結果一一分析次序編制控制圖。在以後的經常分析過程中,取每份(或多次)平行的控制樣品隨機地編入環境樣品中一起分析,根據控制樣品的分析結果,推斷環境樣品的分析質量。

預期值——即控制圖中的中心線；

目標值——控制圖中上、下警告限之間區域；

實測值的可接受範圍——控制圖中上、下控制限之間的區域；

輔助線——上、下各一線，在中心線兩側與上、下警告限之間各一半處。

控制樣品的濃度和組成，使其儘量與環境樣品相似，用同一方法在一定時間內(例如每天分析一次平行樣)重複測定，至少累積20個數據(不可將20個重複實驗同時進行，或一天分析二次或二次以上)，按下列公式計算總均值(μ )、標準偏差(s)(此值不得大於標準分析方法中規定的相應濃度水平的標準偏差值)、平均極差( )等。

以測定順序為橫座標，相應的測定值為縱座標作圖。同時作有關控制線。

中心線——以總均數 估計 ;

上、下控制限——按 值繪製；

上、下警告限——按 值繪製；

上、下輔助線——按 值繪製。

在繪製控制圖時，落在 範圍內的點數應約佔總點數的68%。若少於50%，則分佈不合適，此控制圖不可靠。若連續7點位於中心線同一例，表示數據失控，此控制圖不適用。

控制圖繪製後，應標明繪製控制圖的有關內容和條件，如測定項目、分析方法、溶液濃度、温度、操作人員和繪製日期等。

根據日常工作中該項目的分析頻率和分析人員的技術水平，每間隔適當時間，取兩份平行的控制樣品，隨環境樣品同時測定，對操作技術較低的人員和測定頻率低的項目，每次都應同時測定控制樣品，將控制樣品的測定結果，根據下列規定檢驗分析過程是否處於控制狀態。

(1)如此點在上、下警告限之間區域內,則測定過程處於控制狀態,環境樣品分析結果有效;

(2)如果此點超出上、下警告限,但仍在上、下控制限之間的區域內,提示分析質量開始變劣, 可能存在“失控',傾向,應進行初步檢查,並採取相應的校正措施:

(3)若此點落在上、下控制限之外,表示測定過程“失控",應立即檢查原因,予以糾正。環境樣品應重新測定;

(4)如遇到7點連續上升或下降時(雖然數值在控制範圍之內),表示測定有失去控制傾向, 應立即查明原因,予以糾正;

(5)即使過程處於控制狀態,尚可根據相鄰幾次測定值的分佈趨勢,對分析質量可能發生的問題進行初步判斷。當控制樣品測定次數累積更多以後,這些結果可以和原始結果一起重新計算總均值、標準偏差,再校正原來的控制圖。

SPC應用在於收集原始的數據，經過一系列複雜的計算，以最簡單、直觀、明瞭的方式表現，便於深入分析質量狀況及預測問題。所以SPC在數據收集過程中必須強調二項原則：真實、及時。

數據的真實性：只有真實的數據才能反映真正的質量狀況，不真實的數據分析出的結果肯定也不正確，易導致決策者失誤。數據的不真實性通常表現在以下幾個方面：

·品檢人員不認真，根本沒有通過實際的檢驗，只根據經驗直接填寫數據；

·品檢人員感覺檢驗數量太多，不願檢驗到規定的數量，而只做一部分，剩下一部分就全都是主觀估計值；

·測量設備有問題，精度不夠，需要靠檢驗人估計；

·檢驗出來的數據不符合規格，人為地改寫數據；

·檢驗人員字跡不清，在輸入電腦過程中輸錯；

·抽樣計劃制定不合理，檢驗數據太少，造成分析無價值；

數據的及時性：因為SPC的主要功能之一就是預測質量，因此，只有及時收集數據，才能及時分析，才可能預測質量，不良品都已經產生，所有的預測都無意義。

數據收集分：計量值的數據收集和計數值數據收集。

1、計量值的數據收集：

按一定時間間隔抽取一定的樣本，然後進行測量，再將測量到的數據記錄下來。計量型數據具有連續性，故它的抽樣計劃與計數值有很大的差異。它通常根據產品要求，對產品的重要特性定時抽取固定樣本個數。

應根據產品的特性和當前質量狀況來確定抽樣頻率，產品特性越易檢驗或越重要，抽樣頻率通常越高，如果當前質量越差相對頻率應加大一些。如果遇到生產時間較短，為了做直方圖，也可適當加大抽樣頻率，常用的抽樣頻率為：每半小時、每小時、每2小時或4小時抽一次，每天抽一次為少見（一般出現在難檢和質量較為穩定的特性）。

抽樣頻率在初始階段相對高一點，在過程中如發現質量受控較穩定時，可視情況酌情減少抽樣頻率，甚至放棄該點的計量監控。例如在第一個月，每小時抽5個；經過1個月的監控，質量已穩定，已經有2周時間是CPK值達到了2.0以上，可採用4個小時抽5個（注：一般不宜採用減少每次抽樣數）；又經過一個月，發現CPK還是在2.0以上，且沒有大幅的週期變化的特性，則可放棄該點做計量控制。

2、計數值數據收集：

根據計數值的理論，計數值具有不連續性，是以某一批產品為母體來抽取樣本數的，但這會使生產人員無法確定下一批檢驗時間。因此，難以做到質量的預測。因此，建議計數值也儘量做到連續抽樣，這樣可以預知下批的檢驗時間，也可以根據圖形預測下一步的質量狀態。

計數值數據在抽取樣本時，樣本數可以一致，也可以不一致，如Pn圖樣本大小一定要相同，P圖樣本大小可相同，也可不相同，但初學者最好選取相同的樣本，U圖每個樣本大小要相同，C圖每個樣本大小不相同。因此，特別強調計數值的樣本組數最好在20組以上。