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(3)資管人看SPC:XBar-R

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XBar-R管制圖(平均值-全距管制圖)常用在製程品質管理,用來同時看「平均值有沒有飄掉」以及「製程波動有沒有變大」。通常適合每組抽樣數約 2~10 個。

實際計算範例
假設某製程每小時抽 5 個產品(n=5),連續抽 3 組之資料表如下:

組別 量測1 量測2 量測3 量測4 量測5 平均值 全距(R)
1 10.1 10.3 10.2 10.4 10.0 10.20 0.4
2 10.2 10.5 10.3 10.4 10.1 10.30 0.4
3 9.9 10.1 10.0 10.2 10.3 10.10 0.4

上面第1組:
平均值=(10.1+10.3+10.2+10.4+10.0)/5=10.20
全距=最大值-最小值=10.4-10.0=0.40

接著算所有組別的平均:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261015/20184741RJrbXwZBuX.png=(10.20+10.30+10.10)/3=10.20

所有組別的全距平均:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261015/20184741u3t6j3TUNK.png=(0.40+0.40+0.40)/3=0.4

計算所有組別平均的Function,以C#為例:

/// <summary>
/// 所有組別的平均
/// </summary>
/// <param name="CollectionData"></param>
/// <returns></returns>
public double CalculateAverageAllValue(List<MeasureDataViewModel> CollectionData)
{
	double total = 0.0;
	double totalAverage = 0.0;
	foreach (var item in CollectionData)
	{
		total += CalculateAverageValue(item.MeasureDataList);
	}
	totalAverage = total / CollectionData.Count;
	return totalAverage;
}

接下來算 UCL / CL / LCL,如果還不知道UCL,CL,LCL是什麼,可以回 (1)資管人看SPC:統計製程管制是什麼? 複習

因為每組 n=5,查 X̄-R 管制圖常數表:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261015/20184741ChLqU3pMY0.png

X̄管制圖:

公式:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261015/201847411kZXZT2OtW.png

代入:
UCL=10.20+0.577(0.40)=10.431
CL=所有組別的平均=10.20
LCL=10.20-0.577(0.40)=9.969

R 管制圖:

公式:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261015/20184741fvn2P87n0L.png

代入:
UCL=(0.40)2.115=0.846
CL=所有組別的全距平均=0.40
LCL=(0.40)0=0

結果如下圖:
https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20261015/20184741wzfA7jILD7.png

最重要的判讀邏輯
可以把它記成:

R 圖 → 看「穩不穩」
X̄ 圖 → 看「準不準/中心有沒有漂移」

實務上通常先看 R 圖。
如果 R 圖已經失控,代表製程變異本身不穩,此時 X̄ 圖的判讀也要特別小心。

參考資料來源:

https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pmc/section3/pmc321.htm

上述的公式寫在後端,將計算好的結果傳送到前端呈現圖表,可以參閱 Vue3 Vite+Javascript引用Plotly.js實作統計圖表-以P-chart不良率管制圖為例。

下一篇再來介紹其它統計製程管制圖種類。

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