作者：國(guó)工智能研發(fā)部—周曉冬

前言：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工廠中人力作業(yè)逐漸的被大規(guī)模機(jī)械化作業(yè)所替代。在生產(chǎn)力提高的同時(shí)，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也成倍的增加。如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，處理，從而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，成為了企業(yè)亟待解決的問(wèn)題。
控制圖作為SPC(統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制)中的重要工具，可以對(duì)生產(chǎn)關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行分析研究，識(shí)別出過(guò)程結(jié)構(gòu)，確定過(guò)程關(guān)鍵變量，并對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。在生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)品質(zhì)量由于受隨機(jī)因素和系統(tǒng)因素的影響而產(chǎn)生變差；前者由大量微小的偶然因素疊加而成，后者則是由可辨識(shí)的、作用明顯的原因所引起，經(jīng)采取適當(dāng)措施可以發(fā)現(xiàn)和排除。當(dāng)一生產(chǎn)過(guò)程僅受隨機(jī)因素的影響，從而產(chǎn)品的質(zhì)量特征的平均值和變差都基本保持穩(wěn)定時(shí),稱之為處于控制狀態(tài)。

控制圖簡(jiǎn)介：

世界上第一張控制圖是由美國(guó)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室（Bell Telephone Laboratory)質(zhì)量課題研究小組過(guò)程控制組學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人休哈特博士提出的不合格品率p控制圖。隨著控制圖的誕生，控制圖就一直成為科學(xué)管理的一個(gè)重要工具，成了一個(gè)不可或缺的管理工具?？刂茍D是用于分析和判斷過(guò)程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)所使用的帶有控制界限的圖，是具有區(qū)分正常波動(dòng)和異常波動(dòng)的功能圖表，是現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理中重要的統(tǒng)計(jì)工具。常規(guī)控制圖包括計(jì)量值控制圖(包括單值控制圖、平均數(shù)和極差控制圖、中位數(shù)和極差控制圖)和計(jì)數(shù)值控制圖(包括單值控制圖、平均數(shù)和極差控制圖、中位數(shù)和極差控制圖)兩類。
控制圖有三條平行于橫軸的直線：中心線(CL)，上控制限(UCL)和下控制限(LCL)，并由按時(shí)間順序抽取的樣本點(diǎn)。通常，控制限會(huì)設(shè)定在離中心線三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的位置。如果控制圖中的樣本點(diǎn)落在控制限之外，表明過(guò)程異常。
本文所用的EWMA(指數(shù)加權(quán)平均)控制圖是一種針對(duì)較小偏移非常有效的控制圖。由羅伯特于1959年提出，基本思想是在充分利用歷史數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)當(dāng)前樣本的重要性，并逐漸淡化先前樣本所提供的信息。一般控制圖中的標(biāo)繪點(diǎn)即為當(dāng)前的觀測(cè)值，或者當(dāng)前的觀測(cè)值經(jīng)過(guò)某種變換而取得的點(diǎn)，而EWMA的標(biāo)繪點(diǎn)不僅包括當(dāng)前的觀測(cè)值，還包括過(guò)去的樣本，但是會(huì)給較近的樣本值賦予較大的權(quán)重，逐漸淡化過(guò)去樣本的影響。
使用EWMA控制圖可以檢測(cè)過(guò)程均值的小偏移，因此該控制圖對(duì)個(gè)別高值或低值數(shù)據(jù)不敏感，比如生產(chǎn)過(guò)程中如果某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的成本突然增高或者減少，則不會(huì)在控制圖中體現(xiàn)出來(lái)，因此如果想檢測(cè)單個(gè)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定情況，可以使用Xbar_R控制圖或者I_MR控制圖。
案例簡(jiǎn)介：

在化工行業(yè)生產(chǎn)中，原材料的消耗定額和能量的消耗定額，這兩個(gè)指標(biāo)直接影響到生產(chǎn)成本。所以在制造過(guò)程中，對(duì)原材料的耗費(fèi)進(jìn)行監(jiān)控，能夠在宏觀層面上發(fā)現(xiàn)在制造過(guò)程中是否存在材料過(guò)度消耗情況，從而實(shí)現(xiàn)成本控制的目的。
本文以某化工企業(yè)為例，研究員通過(guò)每天記錄某芳香炔類原材料的耗費(fèi)，并將其直接換算為成本(單位：千元)，所得數(shù)據(jù)如圖一所示： 

圖1

數(shù)據(jù)大腦分析過(guò)程：
首先選取數(shù)據(jù)大腦的Excel讀取組件和EWMA控制圖組件，配置好相關(guān)資源，之后點(diǎn)擊左側(cè)的調(diào)試按鈕，如圖2，3所示：

圖2

圖3

結(jié)果分析：

結(jié)果如圖4所示，芳香炔的平均成本大概在3.06左右，整個(gè)過(guò)程圍繞平均成本上下波動(dòng)，但是2，3，4三個(gè)點(diǎn)超出了控制限，由于圖中的點(diǎn)是由當(dāng)前時(shí)間的所有數(shù)據(jù)加權(quán)而來(lái)，所以說(shuō)明前四天的成本可能存在異常，需要檢查超出控制限的原因。 

圖4