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:
=(10.20+10.30+10.10)/3=10.20
所有組別的全距平均:
=(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:
X̄管制圖:
公式:
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:
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:
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。