揚（yáng）子石油化（huà）工有限公司（sī）計量中心站  李（lǐ）理

　　在過程控製中，運用統計技術的控製圖方法是核心。在最（zuì）新版的（de）JJF1033-2008《計量標準考核規範》C.3.1中明確提出“對於準確（què）度較高且重要的計量標準，如有可能，建議盡量采用控製圖對其（qí）測量過程進行（háng）連續和長期的統計控製。”使得采用控製圖(由於校準過程數據特性一（yī）般使用X-R控製圖，又稱休哈特控製圖)對（duì）檢定/校（xiào）準過程進（jìn）行控（kòng）製成為趨勢。統計過程控製（zhì）在生（shēng）產製（zhì）造過程中被廣泛接受並運用，但在檢定/校準（zhǔn）實（shí）驗室統計過程控製中運用甚少，而（ér）且應用者往往（wǎng）忽視了該（gāi）方法使用的關鍵環節——分析用控製圖繪製。

　　在運用控製圖（tú）的過程（chéng）中，如（rú）果分析（xī）用控製圖的繪製環節被忽視或處理不當，將達不到控製校準過程的目的。    

　　一（yī）、控製圖使用的關鍵——繪（huì）製分析用控製圖

　　控製圖能否發揮（huī）作用，關鍵是分（fèn）析（xī）用控製圖的繪製。控製圖是過程的窗口，從控製圖可以看出（chū）過程處於什（shí）麽狀態。一個檢定/校準過程開始應（yīng）用控製圖時不一定處於穩態，即可（kě）能存在異因。如果以這種非（fēi）穩態下的（de）參數來建立控製圖，控製限的間隔將變（biàn）寬；以這樣的控製圖（tú）來控製校（xiào）準過程，將導致錯（cuò）誤（wù）的結論。因此，一開始總需（xū）要（yào）將非穩態的過（guò）程調（diào）整到穩態，或確（què）定過程已處於（yú）穩態（tài），這就是分析用控製圖（tú）的（de）階段。等到過程調整或（huò）確定到穩態後，才能延長控製圖的控製限（xiàn）作為控製用控製圖，這就是控製用控製圖階段。經計算連續25個點未（wèi）出（chū）界可將過程判為穩定，要求至少（shǎo）考察25組數據，才可作出過程穩定的判斷。許多（duō）論（lùn）述中均未提及這一關鍵點，而是由一組監控數據的前幾組計算控製限，直接繪製控製用圖，用以判斷（duàn）校準過程是否（fǒu）受控（kòng），這會造成控製限過寬，無法複現理想受控狀態，而達（dá）不到真正監控過程的目的。因此，在形成日常使用的控製用控製（zhì）圖前，需要認真繪製分析用控製圖。    

　　二、分析（xī）用控製（zhì）圖的繪製

　　步驟一:取預備數據。(1)至少取25組(根據（jù）判穩準則)；(2)樣本量據國標取（qǔ）4或5；(3)依據合理子組原則:即“組內差異隻由偶因造成，組間差異主要由異因造成”。因此，在取樣本組（zǔ）時應在過程條件保持不（bú）變時來取（qǔ）或在短間隔內取，以避免異因（yīn）進入。
　　步驟二（èr）:計算和R_i，R_i=max{x_i}-min{x_i}。
　　步驟三（sān）:計算總平均值和（hé）平均樣本極差。
　　步驟四:計算R圖控製限並（bìng）作圖。
　　步驟五:將預備數據在（zài）R圖中（zhōng）打點判穩。若（ruò）穩，則進行步驟六；若不穩，則分析原因，進行調整（zhěng）後轉入步驟二重（chóng）新開始。
　　步驟六:計算圖控製限並作圖。將預（yù）備（bèi）數據（jù）在圖中打點，判穩。若穩，則（zé）進入步驟七；若不穩（wěn），則分析原因，進行（háng）調整（zhěng）後轉入步驟二（èr）重新開始。
　　步驟七:延（yán）長控製圖的（de）控製限，作控製用控製圖進行日常（cháng）管理。    

　　三、實際運用舉例

　　工業（yè）壓力表的檢定/校準裝置一般使用頻繁，標準容易發生（shēng）失準，用控製圖監控檢定/校準過程，及時發現並糾正問題，防止長時間偏離而造成大（dà）量（liàng）檢定/校準數據（jù）錯誤，以及所帶來的（de）不合格追溯壓力。
　　首先，我們（men）按（àn）下列步驟建立控製圖:
　　取預備數據，然後將數據合理分成25組。選擇(0～4)MPa精密壓力表（biǎo）的2MPa點作為核（hé）查對象，型號為Y-150B、準確度等級（jí）為1.5級的（de）不（bú）鏽鋼（gāng）工業壓力表作為核查標（biāo）準（zhǔn），選擇在精密壓力表被檢定合格後(確保標準的狀（zhuàng）態)，在短時間內，由熟練（liàn）檢定員（yuán）在實驗室受控環境條件多次（cì）校準（zhǔn）2MPa點，結果如表1所示。
    

表1  校（xiào）準數（shù）據

　　計（jì）算R圖參數:
　　當（dāng）樣本（běn）量n=5，查表得:D₃=0、D₄=2.114，代入（rù）公式，得到（dào）
    
　　值得注（zhù）意的是控製圖的繪製順（shùn）序，如果先作圖，則由於這時R圖還未判穩，的數據不可用，故不可行。如果（guǒ）先作（zuò）R圖，則由於R圖中隻有一（yī）個數據可（kě）行。故作控製圖應倒過（guò）來作，先作R圖，R圖（tú）判穩後（hòu），再作圖。若R圖未判穩，則不能開始作圖。

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　　由圖1發現第20組數據過程極（jí）差失控，分析（xī）原因是測量過程由於疏忽將（jiāng）壓力值加過至（zhì）3.6MPa後減壓至2MPa處，引（yǐn）入回（huí）程誤差造成去除該組數據重新（xīn）計算R圖參數:
      UCL′_R=0.0088
    CL′_R=0.0042  LCL′_R=0
    

 圖（tú）1

　　可見R圖判穩(見圖2)，故接著利用剩餘的24組（zǔ）數據建立圖，當樣本量n=5，查表得:A₂=0.577，代入公式，得到:
    

圖（tú）2

　　發現第8組數據過程均值失控(見圖3)，經檢查分析，是由於校驗台有輕微泄漏，該組數據讀數較慢而引起（qǐ）的。緊（jǐn）固校驗台解（jiě）決其泄漏問題，去除8組數據再重新（xīn）計算R圖和圖參數:
      UCL″_R=0.0087
    CL′_R=0.0041  LCL′_R=0
    

 圖（tú）3

　　可見R圖判穩(見圖4)，於是（shì）計算圖參（cān）數如下（xià）:
      UCL″_X=2.0024
    CL″_X=2.0000  LCL″_X=1.9976
    

 圖4

　　可見判穩(見圖5)，由判穩準則可（kě）知過（guò）程的波動和均值均處（chù）於穩態。由於（yú）依據（jù）檢定規程的要求配（pèi）備標準及環境條件，因此可以不作過程能力判（pàn）斷，延長控製線作為控製用控製圖界限使用。
    

 圖5    

　　四、結束語

　　在短（duǎn）時間（jiān）內，作了25組(每組樣本量為5)數據，在作分析（xī）用控製圖的過（guò）程中，的確碰到（dào）了過程極差失控和過程均值失控的情況，經過原因分析，將（jiāng）異因及失控數（shù）據排除，最後（hòu）剩餘數據判穩並延長使用，作為以後控製用控製圖的判異控製限。可見，分析用控製圖在（zài）調整過程穩定縮小控製範圍方麵（miàn）起著關鍵性的（de）作用，如被忽視或處理不當，將造成控製方法失效甚至無法正常使用。處理好分析用控製圖的繪製（zhì），結合核查標準及核查（chá）時間的（de）科學選擇，再合理運用過程判異準（zhǔn）則對控製用控製圖進行分析，過程控製方法在檢定/校（xiào）準過程的控製（zhì）中（zhōng）一定能夠取得理想的效果。