GB/T 17989.6-2022《生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制統(tǒng)計(jì)方法控制圖
第6部分：指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均控制圖》由國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)批準(zhǔn)發(fā)布（2022年第2號(hào)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公告），已于2022年10月1日起正式實(shí)施。
一、標(biāo)準(zhǔn)制定背景
傳統(tǒng)的制造工藝針對(duì)制造產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程，通過(guò)檢測(cè)最終產(chǎn)品、篩除其中的不合格品來(lái)進(jìn)行質(zhì)量控制。這種檢測(cè)策略通常是浪費(fèi)的、不經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)樗捎檬潞髾z測(cè)，這時(shí)廢品已經(jīng)生產(chǎn)出來(lái)。相反，一開(kāi)始就采取預(yù)防措施、有效防止廢品產(chǎn)生而導(dǎo)致的浪費(fèi)，則會(huì)更加高效。這可以通過(guò)收集和分析過(guò)程信息，在過(guò)程中及時(shí)采取措施實(shí)現(xiàn)。
常規(guī)控制圖是過(guò)程控制中應(yīng)用最廣泛的統(tǒng)計(jì)控制方法，但它對(duì)于監(jiān)測(cè)過(guò)程的小幅偏移較為遲緩。指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均控制圖則能夠及時(shí)迅速地監(jiān)測(cè)過(guò)程的小幅和中幅偏移。
常規(guī)控制圖易于使用，能夠迅速監(jiān)測(cè)到過(guò)程的大幅偏移，然而它并不能高效地監(jiān)測(cè)過(guò)程的小幅、中幅偏移。很多情況下，過(guò)程的變化是緩慢、逐漸發(fā)生的（尤其是連續(xù)生產(chǎn)的情況）。為了防止過(guò)程嚴(yán)重偏離目標(biāo)值，需要提早監(jiān)測(cè)到這種變化。有兩種方法可以提高常規(guī)控制圖監(jiān)測(cè)小幅和中幅偏移的有效性：
——最簡(jiǎn)便的方法是增大抽取的子組大小，但往往不夠經(jīng)濟(jì)。當(dāng)生產(chǎn)率較低、耗費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或檢測(cè)成本過(guò)高時(shí)，抽取子組大小大于1的子組是不可行的，這一方法無(wú)法使用。
——為了發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程中的異常波動(dòng)，可以在過(guò)程控制中將此前的檢測(cè)結(jié)果考慮在內(nèi)。常規(guī)控制圖僅對(duì)樣本觀測(cè)值獨(dú)立地予以考慮，忽視了觀測(cè)結(jié)果整個(gè)序列所包含的信息，導(dǎo)致常規(guī)控制圖對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程小幅偏移不靈敏。引入之前觀測(cè)結(jié)果的方法可以提高監(jiān)測(cè)小幅偏移的有效性。
本標(biāo)準(zhǔn)給出了理解和應(yīng)用指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均（EWMA）控制圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的指南。EWMA控制圖是一種用于監(jiān)測(cè)過(guò)程均值的小幅波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)。它能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)程均值的小幅和中幅波動(dòng)。EWMA控制圖以對(duì)全部歷史數(shù)據(jù)的樣本均值進(jìn)行指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均的方式，對(duì)過(guò)程均值進(jìn)行評(píng)價(jià)。EWMA按與當(dāng)前位置由近及遠(yuǎn)、以幾何遞減的方式對(duì)樣本進(jìn)行加權(quán)，離當(dāng)前越近的樣本權(quán)重越大影響越大，而越遠(yuǎn)的樣本權(quán)重越小影響越小，具體的權(quán)重大小取決于平滑參數(shù)（λ）。
二、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容
該標(biāo)準(zhǔn)的核心技術(shù)內(nèi)容包括計(jì)量數(shù)據(jù)的EWMA，控制圖的選用，實(shí)施EWMA控制圖的程序。與常規(guī)控制圖不同，EWMA控制圖無(wú)法基于樣本給出檢測(cè)過(guò)程偏移的概率。因?yàn)檫@一概率值不是常數(shù)，它受先前樣本的影響。針對(duì)每個(gè)樣本都可以計(jì)算出該概率值，但概率值的變化次數(shù)過(guò)多，沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
因此，用ARL（檢測(cè)出偏移所需的平均連續(xù)樣本數(shù)）來(lái)衡量EWMA控制圖的有效性。
如果過(guò)程處于受控狀態(tài)，那么，希望虛發(fā)警報(bào)的概率很低，即虛發(fā)警報(bào)前的平均樣本數(shù)應(yīng)該較大（通常ARL_0在100到1000之間取值）。
另一方面，如果過(guò)程出現(xiàn)了偏移，希望EWMA能盡快發(fā)現(xiàn)，即從偏移發(fā)生到出現(xiàn)第一個(gè)超出控制限的點(diǎn)之間的樣本數(shù)應(yīng)盡可能�。ˋRL_1較�。�。
與常規(guī)控制圖相比，EWMA控制圖對(duì)小幅和中等幅度的偏移更為有效：λ值越小，有效性越高。而常規(guī)控制圖對(duì)于監(jiān)測(cè)突然、大幅的偏移更有效。
EWMA控制圖的有效性與子組大小有關(guān)，n越大，有效性越高。
EWMA控制圖的實(shí)施與其他控制程序相同。EWMA控制圖的程序是基于如下假定：“好的”歷史數(shù)據(jù)已表明過(guò)程受控。EWMA控制圖用來(lái)檢驗(yàn)來(lái)自相同生產(chǎn)過(guò)程的后續(xù)數(shù)據(jù)是否與歷史數(shù)據(jù)的分布一致。使用EWMA控制圖之前，需用歷史數(shù)據(jù)估計(jì)過(guò)程均值的目標(biāo)值和過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)差。之后進(jìn)入控制階段，計(jì)算EWMA統(tǒng)計(jì)量并檢測(cè)其是否超出控制限。
單值控制圖和EWMA控制圖均可用于子組大小為1的情形。但是單值控制圖對(duì)非正態(tài)數(shù)據(jù)較為敏感，而設(shè)計(jì)合理的EWMA控制圖對(duì)正態(tài)假設(shè)并不敏感。
三、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施意義
通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，將為生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)過(guò)程均值的小幅波動(dòng)監(jiān)控與分析問(wèn)題提供解決辦法，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行更及時(shí)準(zhǔn)確的判斷，對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)警，從而達(dá)到提高生產(chǎn)過(guò)程水平的效果。該標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)我國(guó)高速鐵路、裝備制造、復(fù)雜產(chǎn)品制造等系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)和產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，提升系統(tǒng)安全可靠性。