控制图小知识:连续15个点聚集C区,为何算异常?

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做质量管控的小伙伴,可能会遇到这样的困惑:控制图上连续15个点都在 C区,没有出界也没有明显趋势波动,怎么就被判定为异常了?

今天就用2分钟讲清楚这个 “反直觉” 的判异规则——背后藏着控制图的核心逻辑。

首先我们需要先搞懂控制图的ABC几个区的划分

C 区:±1σ 之内

B 区:±1σ 到 ±2σ 之间

A 区:±2σ 到 ±3σ 之间

如下图所示:

上、下控制限分别位于中心线的上、下3σ距离处。将控制图分为6个区,每个区的宽度为1σ。6个区的标号依次为A,B,C,C,B,A,分别位于中心线两侧,关于中心线对称。

我们知道控制图的核心作用是判断 “过程是否稳定”,

而稳定的关键是 “波动符合随机规律”

为了直观观察波动规律,控制图以 ±3σ 为控制界限(这是因为正常过程中,99.73% 的点会落在这范围内,剩下 0.27% 属于 “小概率事件”

我们知道,C区是 “波动最小的安全区”,更不容易出界

正常情况下,大约 68.26% 的点会落在这个区间(符合正态分布规律)。

既然 C 区是 “安全区”,为什么点扎堆在这里反而算异常?

关键在 “概率” 两个字

控制图的判异逻辑,本质是寻找 “小概率事件”—— 如果某类现象发生的概率低于 0.27%,就可以判定为异常。

我们来算一下各个点落在C区的概率:

单个点落在 C 区的概率是 P=(1-0.1587*2)^1=68.26%

连续2个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^2=46.59%

连续3个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^3=31.81%

连续4个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^4=21.71%

连续5个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^5=14.82%

连续6个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^6=10.11%

连续7个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^7=6.91%

连续8个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^8=4.7%

连续9个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^9=3.21%

连续10个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^10=2.20%

连续11个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^11=1.50%

连续12个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^12=1.02%

连续13个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^13=0.70%

连续14个点落在C区的概率是P=(1-0.1587*2)^14=0.48%

休哈特为增强使用者的信心,把常规控制图的虚发警报概率α取得特别小,仅为α=0.27%

截止到连续14个点落在C区的概率0.48%大于0.27%,基于休哈特的理论,所以认为是正常的

接下来我们来到15个点这个临界值了

那么连续 15 个点都落在 C 区的概率是 0.3255%

看到这里同学们可能会疑惑:15 个点的概率(0.326%)明明比 0.27% 略高,为啥不算正常?

因为这是控制图的 “实战派” 认为:15个点的概率已经非常接近小概率阈值,这么小的概率但是确实发生了,这种 “过度集中” 往往暗示过程发生了某种变化,属于异常现象。

相比严格卡 0.27% 的理论值,15 个点的标准更能及时捕捉过程波动的异常。

那么遇到这种异常,该怎么办呢?

连续15个点扎堆C区,不一定是坏事,更可能是过程出现了 “特殊变化”:

第一步:先检查数据是否分层

如果样品来自不同生产线、不同班次,或者检测时分组不合理,可能导致数据 “假性集中”。

这时需要重新梳理数据来源,确保样本来自同一总体。

第二步:评估过程是否真的变好

如果排除了数据问题,很可能是过程波动真的减小了(比如设备精度提升、操作更规范)。

这时候需要重新计算控制上下限,用新的标准监控过程 —— 毕竟用旧的 3σ 界限,已经无法反映当前的稳定状态了

我们要明白,控制图的核心不是 “解决问题”,而是 “发现问题”。

连续15个点在C区的异常信号,是在提醒我们:

过程可能已经不一样了,该重新审视现状啦!

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