质控图知识与绘制简介
质控图知识
质控图即质量控制图。控制图又称为管制图。
第一张控制图诞生于1924年5月16日，由美国的贝尔电话实验所的休哈特（W.A.Shewhart)博士在首先提出使用后，管制图就一直成为科学管理的一个重要工具。它是一种有控制界限的图，用来区分引起的偏差原因是偶然的还是系统的，可以提供系统偏差原因存在的资讯，从而判断生产过程状态，使之受控。
控制图按其用途可分为两类，一类是供分析用的控制图，用来控制生产过程中有关质量特性值的变化情况，看工序是否处于稳定受控状态；再一类的控制图，主要用于发现生产过程是否出现了异常情况，以预防产生不合格品。
质控图原理
控制图的要素：
纵坐标：数据（质量特性值或其统计量）
横坐标：按时间顺序抽样的样本编号
上虚线：上控制界限UCL
下虚线：下控制界限LCL
中实线：中心线CL
均值-极差控制图的直观应用
分类
1. 计量控制图（单值控制图、平均值-极差控制图、平均值-标准差控制图、中位数-极差控制图）
2. 计数控制图（不合格品p图、不合格品数np图、不合格数c图、单位产品不合格数u图）
各图应用比较：
过程控制直观示意图：
控制图判断
水质质控图判断：
1、 落入上下辅助线范围内点数占总数的68%，如落入点数小于50%，则表示点的分布不合理，应补充数据，重新计算直至分布合理。
2、 连续七点偏在中心线同侧，表明结果异常，应查明原因，重新积累数据和绘图。
3、 相邻七点递升或递降，表明有明显失控趋势，应查找原因，重新补充数据、计算、绘图。
4、 相邻三点中两点屡屡接近控制限，表明测试质量异常，应终止试验查明原因，予以纠正。
5、 超出控制限的为离群值，应剔除。剔除后，应补充新数据至20个，重新计算、绘图。
《休哈特-常规控制图》GB/T4091-2001中有所修订：将7点链改为9点链、7点趋势改为6点趋势。
标准方法
GB/T4091-2001《常规控制图》
什么是控制图
控制图是根据假设检验的原理构造一种图，用于监测生产过程是否处于控制状态。它是统计质量管理的一种重要手段和工具。
在生产过程中，产品质量由于受随机因素和系统因素的影响而产生变差；前者由大量微小的偶然因素叠加而成，后者则是由可辨识的、作用明显的原因所引起，经采取适当措施可以发现和排除。当一生产过程仅受随机因素的影响，从而产品的质量特征的平均值和变差都基本保持稳定时,称之为处于控制状态。此时,产品的质量特征是服从确定概率分布的随机变量，它的分布(或其中的未知参数)可依据较长时期在稳定状态下取得的观测数据用统计方法进行估计。分布确定以后，质量特征的数学模型随之确定。为检验其后的生产过程是否也处于控制状态，就需要检验上述质量特征是否符合这种数学模型。为此，每隔一定时间，在生产线上抽取一个大小固定的样本，计算其质量特征，若其数值符合这种数学模型，就认为生产过程正常，否则，就认为生产中出现某种系统性变化，或者说过程失去控制。这时，就需要考虑采取包括停产检查在内的各种措施，以期查明原因并将其排除，以恢复正常生产，不使失控状态延续而发展下去。
通常应用最广的控制图是W.A.休哈特在1925年提出的，一般称之为休哈特控制图。它的基本结构是在直角坐标系中画三条平行于横轴的直线，中间一条实线为中线，上、下两条虚线分别为上、下控制界限。横轴表示按一定时间间隔抽取样本的次序,纵轴表示根据样本计算的、表达某种质量特征的统计量的数值，由相继取得的样本算出的结果，在图上标为一连串的点子，它们可以用线段连接起来。
除了上述的休哈特控制图外，近年来出现了某些新形式的控制图,其基本思想与休哈特图相似,但作图根据的原理则各有不同。其中较重要的是累积和控制图，这种控制图的对象，即标在图上的每一点，是在该点以前所有样本统计量的总和。累积和图的提出，是考虑到在休哈特控制图中，判定过程是否处于控制状态全靠最新的一个或几个样本点，而忽略了较早
质量控制图的绘制及使用[2,5,7]
根据误差为正态分布的原理，在统计学上X±1S占正态曲线下面积的%，以此作为上辅助限和下辅助限；X±2S占总面积的%，以此作为上警戒限和下警戒限；X±3S占总面积的%，以此作为控制图的上控制限和下控制限（图）；超过3倍S的概率总共只占%，以乃属于小概率事件，亦即同一总体中出现如此大偏差的概率极小，可以认为它不是这个总体中的一个随机样品，这个结论具有%的把握是正确的。既然不能作为同一总体中的一个随机组成者，而在分析测试中是用同一分析方法，在相同条件下所测得的同一个样品（例如空白试验）的检测值，则必然发生了某种影响较大因素的作用，从而有根据否定这一测定值。
图 质量控制图
图中质量控制图的形式与正态曲线形式完全相同，即将正态曲线向逆时针方向旋转了90度，以正态曲线的中心m被X所代替，作为理想的预期测定值；将%概率保证的置信区间作为目标值（即上、下辅助限之间的区域）；以%概率保证的置信区间作为可接受范围（即上、下警戒限之间的区域）；将上、下警戒限至上、下控制限的区间作为可能存在“失控”倾向，应进行检查并采取相应的校正措施；在上、下控制限以外，则表示测定过程已失去控制，应立即停止检测，待查明原因加以纠正后对该批样品全部重新测定。
对于质量控制检查样品和实验室控制样品的控制图，是把算术平均值作为中心值统计。最初控制限制是用平均值的百分数表示，通常系列测定算术平均值±10%。然而，最少进行7个测定值后才能建立统计控制限度。警戒限度设在来自平均数(X)±2Sx (标准误，来自质量控制样品的95%）；控制限度设在离平均数(X)±3 Sx应包含质量控制样品的%）。
质量控制样品数据的5%将落在警戒限外面，如果两个连续测定值落在警戒限外面被认为是“失控”状态(Taylor, 1987)。由于%的数据应该落在X±3Sx以内，控制限外面的点是最可能失控的，矫正活动是有根据的。例如，如果失控值是标准参考物质或其它质量控制样品，即这一批完整的分析样应重新测定。这可能需要对新的校正标准再分析、或要求通过完整的制备方法采取新的测定部分。然而，如果失控结果是对连续标定检验（CCV），那么前面在控的实验室控制样品需要重测。通常这种状态是由于仪器漂移或其它决定时间特征的因素引起的。
控制图是⽤于确定⽣产或⼯作过程是否处于稳定状态的图形，通过它可以发现并及时消除⽣产和⼯作过程中的失控情况。
控制图是通过对过程中各特性值进⾏测定、记录、评估和监察过程是否处于控制状态的⼀种⽤统计⽅法设计的图。在控制图中有两条平⾏的上下控制界限和中⼼线，并有按时间序列排列的样本统计量数值的描点序列。如果控制图中描点落在控制界限之内，则表明过程正常；若控制图中描点落在控制界限之外或描点序列在界限之间有某⼀种或⼏种不正常的趋势，则表明过程异常。
（⼀）控制图的分类
控制图可以分为两类，即计量值控制图和计数值控制图。计量值控制图所依据的数据均属于由测量⼯具实际测量出来的数据，如长度、重量等控制特性，具有连续性，它包括：
①单值控制图；
②平均值与极差控制图；
③平均值与标准差控制图；
④中位值与极差控制图；
⑤个别值与移动极差控制图。
计数值控制图所依据的数据均属于以单位个数或次数计算，如不合格品数、不合格品率等。它包括：
①不合格品数控制图；
②不合格品率控制图；
③缺陷数控制图；
④单位缺陷数控制图。
（⼆）控制图的应⽤
控制图可⽤于以下⼏⽅⾯：
①预测，通过现有图形的分析和研究可⼤致预测下⼀步可能的位置。
②评价与诊断，可以评价过程的变化情况，评估过程的稳定性，并能与其他⽅法结合，可以找到产⽣状况的原因。
③控制，可对品质状况及时掌控，决定何时需要调整，何时需要保持原有状态。
④确认，⽐较后确认某⼀过程的改进。
[例题8] 控制图可⽤于（ ）
A. 预测，通过现有图形的分析和研究可⼤致预测下⼀步可能的位置
B. 评价与诊断，可以评价过程的变化情况，可以找到产⽣状况的原因
C. 可以显⽰波动的状况
D. 控制，可对品质状况及时掌控，决定何时需要调整，何时需要保持原有状态1
E. 确认，⽐较后确认某⼀过程的改进
答案：ABDE
（三）控制图的作法
（1）选择控制特性。 （2）选择合适的控制图。
（3）选取⼀定数量的数据，在⽣产过程中，定期抽取试样。
