实验四 控制图的制作和应用

实验四控制图的制作和应用

一、实验目的和要求

掌握Minitab软件用于绘制控制图的基本方法

二、实验环境

硬件：windows 操作系统的计算机

软件：Minitab16、Microsoft Word 2003

三、实验内容

您在汽车发动机组厂工作。部件之一的凸轮轴的长度必须为600mm+2mm 以满足工程规格。凸轮轴长度不符合规格是一个长期以来的问题，它引起装配时配合不良，导致废品率和返工率都居高不下。您的主管要求绘制Xbar-R控制图以监控此特征，于是您在一个月中从工厂使用的所有凸轮轴收集共100个观测值（20个样本，每个样本中5个凸轮轴），并从每个供应商处收集100个测量值。

其中一家供应商A的数据见下表所示，请绘制Xbar-R控制图。

2、若该特性值质量控制限为[5，15]，特性均值标准为10，分析该过程的过程能力。（选作，素质较高学生可以根据自愿原则完成）

四、实验步骤

1、将上述按照表格形式数据输入到Minitab表格中，如下图所示。

2、选择菜单“数据>堆叠列>列”，对数据堆叠成一列。

3、按照上述内容进行设置，则可将所有的样本组数据堆叠成一列。

4、由于Xbar-R是计量型控制图，为保证结论的有效性，首先需要对数据的正态性进行检验。

5、选择菜单“统计>基本统计量>正态性检验”。

将“c22样本数据”选中“变量”后面的文本框中；正态性检验规则。选中“Anderson-Darling”。

6、点击“确定”按钮后，弹出概率图，如下所示。

软件会生成正太概率图并进行假设检验，以检查观测值是否服从正态分布。对于正态性检验，假设为：

HO:数据服从正太分布与H1：数据不服从正太分布

查看上图中的“P值”可知数据是否满足正太分布。若P≤0.05，表示数据服从正太

分布的概率小于或等于5%,属于小概率事件，则拒绝HO，反之，则没有足够证据拒绝HO，即在目前的情况下，接受数据服从正太分布的原假设。

由上图可得到P=0.15，也就是说本次的测量数据满足正态分布，可以进行下一步的工作；

若本次得到的P值小于或等于0.05，则应该分析数据为什么非正太，找出原因，进行改进，再进行下一步的分析工作。

7、选择菜单“统计>控制图>子组的变量控制图>Xbar-R”。

8、在弹出的“Xbar-R”对话框的下位框中选择“图表的所有观测值均在一列中”，双击鼠标左键将左边列表框中的“c22样本数据”选中到“图表的所有观测值均在一列中”下面的文本框中；“子组大小”后面的文本框中输入“5”。

9、点击“Xbar-R”对话框中的“Xbar-R选项”按钮，弹出“Xbar-R控制图-选项”对话框，点击“检验”标签，在标签页面中，选择“对特殊原因进行所有检验。”

10、完成上述设置后，点击各级“确定”按钮，则系统自动弹出所绘制完成的控制图和分析结果。

11、根据控制图所提供的信息，针对不合格情况，分析不合格原因，实施改进。

12、再次收集数据，制作控制图，对过程的稳定性进行判定。若过程稳定了，且工序能力满足要求，则延长此控制限，成为控制用控制图。

五、实验结果及分析

如下图所示：

若控制图有异常，软件会在控制图上把存在异常的点用红色进行标记。从上图可看出，若Xbar图上有3处出现了异常情况，具体原因在“会话”窗口显示，如下图所示。

从上面信息可看出过程处于非稳定状态，具体原因：

★第2、14样本的均值不符合检验规则1，即距离中心线超过了1个标准差；

★从第5到第9样本的均值分布不符合检验规则6，即5点中有4点，距离中心线超过了1个标准差（注意:样本9出现异常，不是因为在控制限上，单点出现在控制限上，属于合格）。

六、实验思考题

1、何使用Minitab进行过程能力分析，写出其步骤。

（1）将上述按照表格形式数据输入到Minitab表格中。

（2）选择菜单“数据>堆叠列>列”，将20个样本选入“堆叠以下列”的框中，并将堆叠的数据存储在当前工作表的c22列，选中“在下标列中使用变量名”，最后点击确定，对数据堆叠成一列。

（3）对数据的正态性进行检验。选择“统计>基本统计量>正态性检验”，在弹出的对话框中将“C22样本数据”选中“变量”后面的文本框中；百分位数线选“无”；正态性检验规则，选中“Anderson-Darling”。

（4）点击确定后，弹出概率图。

（5）选择菜单“统计>控制图>子组的变量控制图>Xbar-R”。

（6）在弹出的“Xbar-R”对话框中的“Xbar-R选项”按钮，弹出“Xbar-R 控制图-选项”对话框，点击“检验”标签，在标签页面中，选择“对特殊原因进行所有检验”。

（7）完成上述设置后，点击各级“确定”按钮，则系统自动弹出所绘制完成的控制图和分析结果。

七、实验心得体会

知道了如何使用Minitab软件绘制控制图