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第三节 控制图原理基础知识
一、基础知识——直方图作法
步骤1:找出最大值和最小值
步骤2:确定组数
步骤3:确定组距
步骤4:确定各组的边界
步骤5:确定各组的频数
步骤6:作直方图
步骤7:对直方图的观察
二、正态分布的基础知识
1.若数据越多,分组越密 如图12-5所示直方图也越趋近一条光滑曲线。连续值最常见的分布为正态分布,其特点为中间高、两头低、左右对称并延伸到无穷。
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图12-5 直方图趋近于光滑曲线
2.正态分布是一条曲线,讨论起来不方便,故用其两个参数:平均值(μ)和标准差(σ)来表示,参见图12-6与图12-7。平均值(μ)和标准差(σ)的变化对于正态分布曲线的影响,分别参见图12-6与图12-7。由图12-6可见,若平均值(μ)增大,则正态曲线向右移动。由图12-7可见,若标准差(σ)越大,则加工质量越分散。注意,标准差(σ)与质量有着密切的关系。
正态分布的两个参数平均值(μ)和标准差(σ)是互相独立的。事实上,不论平均值(μ)如何变化都不会改变正态分布的形状,即标准差(σ);反之,不论正态分布的形状,即标准差(σ)如何变化,也决不会影响数据的对称中心,即平均值。注意,二项分布与泊松分布就不具备上述特点,它们的两个参数平均值(μ)和标准差(σ)是不独立的。
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图12-6 正态曲线随着平均值(μ)变化
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图12-7 正态曲线随着标准差(σ)变化
正态分布有一特性在质量管理中经常要用到,即不论μ与σ取值为何,产品质量特性值落在μ±3σ之间的概率为99.73%,这是数学计算的精确值,参见图12-8。99.73%这个数值经常要用到,应该牢牢记住!于是产品质量特性值落在μ±3σ之外的概率为100%-99.73%= 0.27%,而超过一侧,即大于μ+ 3σ或小于μ-3σ的概率为0.27%/2= 0.135%≈1‰,美国休哈特就是根据这一点发明了控制图。
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图12-8 正态分布曲线下的面积
3.控制图的形成 首先把图12-8按顺时针方向旋转90°,如图12-9(a)所示。由于图中数值上小下大不合常规,故再把图12-9(a)上下旋转180°而成图12-9(b),这样就得到了一张控制图,具体说是单值(x)控制图,参见图12-10。图中的UCL=μ+ 3σ为上控制界限,CL=μ为中心线,LCL=μ-3σ为下控制界限。
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图12-9 控制图的演变
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图12-10 单值(x)控制图