休哈特控制圖在紡織纖維檢驗中的應用

白雪松

摘 要：隨著休哈特控制圖對紡織進行科學有效檢驗，大大縮短檢測時間，保證了檢測的質量，這些都是通過復雜的算法所決定的。

關鍵詞：電力設備；管理人員；配網運行

1.前言

針對紡織纖維檢驗過程，沒有先進手段，檢測不準確，檢測速度慢等特點，我國逐漸對國際先進檢測手段提高重視，而其中較為成熟的技術就是休哈特控制圖。

2.休哈特控制圖

2.1休哈特控制圖的提出

休哈特控制圖簡稱控制圖，由休哈特（WalterShewhart）博士于1924年提出，之后被廣泛應用于實驗室數據控制和生產過程中產品的質量控制。在我國，控制圖在食品、藥品、海關等方面的應用日趨廣泛，但纖維檢驗檢測中還較少見。

2.2控制圖的原理

在根據數理統計理論，控制圖判斷過程的狀態是一種統計判斷。影響質量因素可分成偶然和異常兩類因素。偶然因素始終存在且不易識別，對質量的影響微小；異常因素時而存在且可以識別，對質量影響重大，應采取措施消除。當由偶然因素造成的過程變異時，過程處于統計控制狀態，質量特性值將形成某種典型分布，常見的是正態分布N（μ，δ）2，如圖1所示。

假設H0：μ=μ0，表示過程為穩定狀態。質量特性值落在[μ-3δ，δ+3δ]范圍內的概率為99.73%，落在這個范圍之外的概率為1-99.73%=0.27%，若控制圖上的點絕大多數落在控制線內，且點在控制線內排列隨機，則認為過程存在偶然變異，過程為穩態。若有一定數量的點落在控制線之外，或者點在控制線內非隨機排列，這就發生了小概率事件，如果發生則拒絕H0，認為過程存在異常變異，過程處于失控。控制圖便是基于這種原理產生的。

2.3休哈特控制圖的缺點

休哈特控制圖主要是利用了最后一個點所包含的過程信息而忽略了整個點子序列的信息，也就是說控制圖沒有記憶力。當樣本均值對其目標值的偏移大于1.5倍標準差時，休哈特控制圖的檢出效果很好；當樣本均值對其目標值的偏移小于1.5倍標準差時，檢出效果就不太理想了。

3.在紡織纖維檢驗中的應用

在質量管理過程中，可以應用許多技術和方法，其中統計技術是有價值的。作為發現問題，解決問題和提高質量的手段，統計技術涉及產品生命周期的各個階段和質量管理體系的整個過程。統計技術在生產和服務過程分析中的應用可以及時確定過程的原因和各種異常情況。這有助于解決或甚至防止可能由變化引起的問題，以便該過程可以繼續提供穩定和一致的要求。產出并繼續得到改善。

3.1累積和控制圖參數選取方法

在設計累積和控制圖時，參數k和h的選擇至關重要。根據所需測試的目的，參數選擇的方法不只是一個。由于累積和控制圖與順序概率比檢驗密切相關，當隨機變量x服從正態分布，二項分布，幾何分布，指數分布和泊松分布時，累計和基于序貫概率比檢驗。控制圖參數k和h的選擇不同。下面主要討論當隨機變量服從二項分布時如何選擇參數h和k。下面主要論述一下當隨機變量服從二項分布時參數h和k的選取方法。

用p表示實際過程的不合格率，用p0表示過程控制的目標不合格品率（在抽樣驗收中稱p0為合格質量水平），用p1表示過程的極限不合格品率，p0﹤p1。p0通常用以往若干個合格批獲得的不合格品率的平均值給出，p1應保證產品質量不超過檢驗規范的要求，且p0與p1的比值一般不宜太小，通常在1.5～5之間，否則將會加大每一樣本的容量n。

當過程正常時，可以認為每一個x1來自參數為n和p0的二項分布總體，那么樣本（x1，x2，┅xn）出現的概率為：

如果過程在第i+1次開始，參數變為n和p1的二項總體，此時樣本（x1 ，x2，┅xn）出現的概率為：

令A≈（1-β）/α，其中α和β分別是犯第一類錯誤與第二類錯誤的概率，當L≥A時接受H1認為過程異常。

在L 兩邊取對數，得ln（L）≥ln（A），通過計算有

平均鏈長以及GB4887-85（計數型累積和控制圖）中規定的參數選取方法平均鏈長是指對給定的質量水平p，累積和控制圖從開始到發出警報為止所抽取的平均樣本數。

當過程處于目標質量水平p0時，過程處于受控狀態。如果警報是虛警，則受控過程的平均鏈長由L0表示。在受控狀態下，平均L0采樣時間用于發送警報。這相當于提交了第一種類型的錯誤。像這樣的誤報越少，L0越好，第一類錯誤的概率越好。

當過程處于極限質量水平p1時，表示過程失控，應發出警報，失控過程的平均鏈長由L1表示。也就是說，對L1采樣的平均值進行采樣并發出報警而不是報警。錯誤。為了及時發現失控L1，越小越好，1-1/L1是產生第二類錯誤的概率。

3.2計算并畫圖

根據判異標準計算極差坐標圖的CL，UCL和LCL并繪制它們。觀察范圍圖是否處于統計控制狀態：如果它不處于可控狀態，請查找原因，糾正原因，并防止它再次出現。移除受已識別的可識別原因影響的所有子組，重新計算并繪制新的平均距離和控制線。被排除的小組也應該從X中刪除；如果處于受控狀態，則繼續計算繪制平均圖的CL，UCL和LCL，然后根據歧視性標準判斷平均控制圖是否處于統計控制下。范圍圖和均值圖在可控范圍內，表明檢測過程處于統計控制之下。判斷標準有兩種：1，國家標準GB/T4901-2001給出的1范圍內，包括壓力，正態分布分布內的2分，有8種判別標準：中心線CL和控制線UCL，中心線CL和下控制線LCL之間的區域被等分為三個區域，分別被指定為區域A，區域B和區域C.

4.結束語

休哈特控制圖大大加快了對纖維檢驗的效率，其結果更準確，更快速，在生產生活檢驗中起到了很大作用。

參考文獻：

[1]李海峰.基于休哈特控制圖（SCC）對ICP-OES性能評價的方法研究[J].現代科學儀器，2016，5（10）：82-85.

[2]趙燕滔，李雪琴，岳明祥，等.休哈特控制圖在檢測結果質量控制中的應用[J].信息系統工程，2016（2）：48-51.