产品质量控制实验报告
学院：机械工程学院
班级：111040801
学号：11104080126
姓名：
指导教师：
日期：2014.3.30
重庆理工大学工业工程系
产品质量控制实验报告
一、实验目的
1、了解产品质量控制的基本内容和方法。
2、掌握SPC的基本原理。
3、掌握控制图的绘制。
4、了解过程能力分析方法。
二、实验原理
控制图也叫质量管理图或监控图，是对过程质量特性值进行测定、记录、评估和监察，绘制在图上，观察它是否超过控制界限来判断过程能否处于稳定状态。
控制图的一般格式如图所示。
质量波动的原因分为两个大类：随机性原因（偶然性原因）和非随机性原因（系统原因）。
4、x—R控制图的原理
x—R控制图是最常用的控制图。
它有两个突出特点：一是适用范围广，二是灵敏度高。
由数理统计知识可知：计量值形式的质量特性值x服从正态分布，样本的平均值x也服从正态分布。
1）、样本平均值x的分布
根据数理统计原理，使用抽样方法，从总体中抽取部分样品进行测试，即以样本来代表总体，可以判断总体的状态。
如果总体的分布服从正态分布N(u，σ)，从总体中抽取n个样本进行测量，可以求出样本的平均值x；当样本n足够大时，其平均值x仍趋于正态分布；且有x = u，σ = √n(式中，σ为样本平均值x的标准差)。
2）、样本极差R的分布
根据数理统计原理，如果总体的分布服从正态分布N(u，σ)，则样本极差R的分布也趋于正态分布；且有R=d2σ，σR=d3σ(式中，R为样本极差的平均值，σR为样本极差R的标准差，d2为随样本大小n而定的常数，d3为随样本大小n而定的常数)。
3）、x控制图的中心值线和上下控制限
CL=x UCL=x+3σ／√n；LCL=x-3σ／√n；
将R=d2σ，σ=R／d2代人，得：
CL=x UCL=x+3R／(d2√n) LCL=x-3R／(d2√n)
令A2=3／d2√n，则有x控制图的中心值线和上下控制限公式：
CL= x UCL=x+A2R LCL=x-A2R
4）、R控制图的中心值线和上下控制限。
R控制图的中心值线和上下控制限为：
CL=R UCL=R+3d3√n=(1+d3/d2)R LCL=R-3d3√n=(1-d3/d2)R
＝1+d3/d2，D3=1+d3/d2，则有R控制图的中心值线和上下控制限公式：
令D
4
CL=R UCL=D4R LCL=D3R
实验是利用计算机的Microsoft Office Excel 软件通过函数、图标等工具结合控制界限系数表，将抽取的样本计算、整理，得出均值控制图、极差控制图。
并通过实验结果与8种检验模式比较，比较出是否有以上8种情况之一。
如有，则表示有异常变异，则想办法予以剔除；若8种检验模式都不符合，说明过程处于稳定状态。
三、实验步骤
（一）、x－R控制图的绘制
1、作图前期工作
数据采集：某金属零件的长度是一个重要的质量特性为了对其控制，在生产现场间隔1小时连续测量n=5件产品的长度。
数据为零件真正的长度与某一特定尺寸之差。
数据要求：在自己学号一致的组号之后增加3组数据（8，9，10组），学号27之后的在（学号-26）的组号之后增加3组数据（24，25，26）
附：控制界限系数表
当n=5时，查到以下参数：A2=0.577，d2=2.326，D4=2.114，D3=0 2、数据统计方法
(1)计算每个子组的平均值x i 和极差R i 。
x i 5
1
x ∑=—
，选择公式-插入函数-Average ，选定数据来源范围（第一行选
择B3：F3即可），然后将鼠标光标移动到求得的值得右下角，垂直向下拖动鼠标，
即可得该列所有均值。
将鼠标拖到‘极差’二字下面，然后函数编辑处编辑=max（B3：F3）-min （B3：F3），按上述方法拖动光标即可。
(2)计算所有样本质量特性值的总平均值x和各子组极差的平均值R。
3、x—R控制图的中心值线和上下控制限计算（编辑公式计算）
(1)按R控制图的中心值线和上下控制限计算公式，分别算出CL，UCL和LCL。
(2)按x控制图的中心值线和上下控制限计算公式，分别算出CL，UCL和LCL。
4、作出x—R控制图。
在工具栏中找到‘图表向导’选项，选择‘折线图’选项，选择‘数据点折线图’选项。
数据区域选择均值、UCL、LCL、CL（前）区域数据，画出均值控制图；同理选择极差、UCL、LCL、CL（后）区域数据，画出极差控制图。
点击均值控制图y轴上的数据（任何一个），在‘数值轴格式’对话框中刻度选项，去掉‘自动设置’所有勾选，将最小值设置为3.43，最大值设置为11.95，主要刻度单位、次要刻度单位均设置为1.42，分类x轴设置为3.43。
点击均值控制图x轴上的数据（任何一个），在‘数值轴格式’对话框中刻度选项，从上到下按数值‘1、3、2’进行设置。
点击极差控制图y轴上的数据（任何一个），在‘数值轴格式’对话框中刻度选项，去掉‘自动设置’所有勾选，将最小值设置为0，最大值设置为15.6，主要刻度单位、次要刻度单位均设置为2.6，分类x轴设置为0。
点击极差控制图x轴上的数据（任何一个），在‘数值轴格式’对话框中刻度选项，从上到下按数值‘1、3、2’进行设置。
四、实验结论
将上述图表与以下8种检验模式比较：
我们可以看到，实验结果的图标不符合以上8种检验模式之一，所以不需要剔除异常正以及修正；因此，根据样本抽测结果的统计计算以及分析图表，可以认为该过程处于稳定状态。