基于高质量过程的WMedian-EWMA控制图的统计设计及应用

针对事件间隔时间(Time Between Events,TBE)服从威布尔分布的高质量过程,设计WMedian-EWMA控制图监控过程的小偏移.首先,给出WMedian-EWMA控制图的设计方法及控制限参数的估计方法;其次,通过平均运行链长的均值AARL (Average of Average Run Length)和平均运行链长的标准差SDARL(Standard Deviation of Average Run Length)分析了参数估计对所设计的控制图性能的影响,结果表明当形状参数β≥1时,所设计的控制图受参数估计的影响小,对过程偏移有较好的探测能力;最后,通过算例说明所设计的控制图在实际中的使用.     

单边合格品链长中位数控制图设计

针对过程数据存在异常值的问题,为了监控过程均值的偏移,采用中位数统计量(X)代替传统均值(X)统计量,提出了一种单边合格品链长X(Sided Sensitive Conforming Run Length X, SCRL & X)控制图。采用马尔科夫链方法研究了SCRL & X控制图的性能,首先推导出其一步状态转移矩阵,进一步根据马尔科夫链的性质得到其平均链长(Average Run Length, ARL)。为了获得控制图的最优设计参数和性能指标值,保证其处于过程受控状态下的性能,并使其处于过程失控状态下的平均链长最小。研究结果表明,提出的SCRL & X控制图的统计性能优于传统的双边合格品链长X(Conforming Run Length, CRL & X)控制图,尤其针对过程均值产生较小偏移的情形,其优势较为明显。     

基于APL的EWMA控制图经济统计优化设计

为了提高指数加权移动平均(EWMA)控制图监控效率评价的精确性和全面性,提出用一个质量周期内的平均产品个数替代平均抽样个数来进行控制图的经济性和统计性综合评价,建立了一种基于平均产品长度(APL)的更为精确的EWMA控制图经济统计多目标优化设计模型,并采用具体的算例说明了采用NSGA-Ш算法对该模型进行计算的步骤。最后,用该方法优化设计的EWMA控制图与已有的几种EWMA控制图优化设计进行比较,结果表明:本文提出的经济统计优化设计方法显著优于只考虑经济性能的经济设计和只考虑统计性能的统计设计方案。     

具有可变抽样区间的EWMA标准差控制图

对指数加权滑动平均即EWM A标准差控制图进行了可变抽样区间设计,用M arkov-cha in方法给出了该控制图的平均报警时间的计算公式,并同固定抽样区间的常规EWM A标准差控制图进行比较,数据显示,所设计的控制图能较快的发现过程变化从而减少产品的不合格率.     

基于多点报警的多元统计过程控制

本文主要研究了一种将控制图的报警准则由一点改为多点时多元控制图的构造,对于不同的多点报警准则的控制图可以通过计算平均运行长度的方法得出了不同的控制限参数。然后本文对各种报警准则下的多元控制图与Hotelling T2控制图,MCUSUM(多元累计和控制图)和MEWMA(多元指数加权移动平均控制图)进行了比较,说明这种改变报警规则的多元控制图在监测过程中出现的微小波动时具有一定的优势。     

高质量过程控制技术的比较研究与分析

随着质量改进活动的不断开展,现代制造过程中的不合格项在逐渐降低。在这种情况下,常规的休哈特型计数控制图往往是失效的。为了监控高质量的过程运行,一种方法是采用累计合格品计数(CCC)图;另一种方法是采用几何Q图,本文首先分析了这两种控制图的基本原理;进而以平均链长(ARL)和探测过程发生漂移的概率为准则,系统分析和比较了这两种控制图的性能,仿真结果表明,在大多数情况下,这两种控制图具有相似的性能;最后,通过实例说明了这两种控制图的应用,并给出了若干建议。     

基于单个观测值用于检测多元协方差矩阵的EWMA控制图

基于单个样本观测值提供了一个指数加权移动平均(EWMA)控制图用于监测p维多元正态过程协方差矩阵的飘移。模拟研究表明,此图对各种形式的飘移都有很好的表现,且不受均值变化的影响。实例表明,新设计的控制图在实际应用中具有很好的表现。     

自相关过程的改进型EWMA控制图

常规指数加权移动平均(EWMA)控制图的假设前提是观测数据相互独立,但在实际生产过程中,数据相关违背假设条件。本文首先讨论了序列自相关对常规EWMA控制图的影响,结果表明其检测效能降低。因此,重新估计了平稳过程的σz并在此基础上建立了改进型EWMA控制图。然后运用平均链长比较了改进型EWMA控制图与休哈特图和残差控制图,模拟研究说明当过程非强相关且过程均值发生中小偏移条件下。改进型EWMA控制图的检测效果要优于其他两种控制图。最后,通过一个实例验证了该方法的有效性。     

复杂机电产品多元FT VSI贝叶斯控制图性能研究

针对复杂机电产品质量控制与预警困难的问题,构建一种将多元贝叶斯统计方法与经济性能分析相结合的多元贝叶斯控制图性能分析模型.在求解模型中,多元贝叶斯控制图采用固定时间变抽样区间(Fixed Time Variable Sample Interval, FT VSI)策略,若非随机故障小概率发生,则选择宽松抽样方案;若非随机故障大概率发生,则选择严抽样方案.为量化多元贝叶斯控制图经济性能与统计性能的相关度,利用蒙卡罗模拟分析的质量控制模型进行仿真,并在不同经济性参数下,得到采样单位平均数(Average Number of Observations to Signals or End of the production run, ANOSE)对于控制图统计性能的影响程度,进而引出多元贝叶斯控制图的质量控制成本与其误报率的影响程度,并以某型号汽车自动变速器多元质量控制过程为例对多元FT VSI贝叶斯控制图性能评价与优化成果进行验证,结果证明该方法具有较好的应用性.     

检测尺度参数的非参数控制图

本文基于Ansari-Bradley检验提出两种在过程分布未知时检测过程尺度参数的非参数控制图,即混合指数加权移动平均与累积加和(mixed exponentially weighted moving averagecumulative sum,EWMA-CUSUM)控制图与混合累积加和与指数加权移动平均(mixed cumulative sum-exponential weighted moving average,CUSUM-EWMA)控制图.通过比较平均运行链长等多个指标来衡量控制图的性能表现,并考虑了阶段Ⅰ及阶段Ⅱ样本容量对阶段Ⅱ检测性能的影响.最后用实例来说明本文提出的控制图的实际应用.     

基于似然比检验的监控多项式曲线的控制图

在统计过程控制的很多应用当中,产品或生产过程的质量特征是通过一个响应变量与一个或多个解释变量之间的关系来刻画,这种关系通常称为曲线关系。很多情况下,这种曲线关系可以通过多项式回归关系来描述.本文中,我们提出了一种基于似然比检验的二阶段多项式曲线控制图,并通过平均运行长度来衡量控制图的性能表现。模拟结果表明,本文提出的多项式曲线控制图具有很好的检测能力。     

可变抽样区间的二项EWMA控制图

在制造过程中,对产品的不合格品数进行监控时,通常选用计数性控制图-np图,它是基于过程服从二项分布建立的,一般对于过程中出现的较大波动效果明显。为了提高控制图对不合格品数较小波动的监控效果,本文设计了产品不合格品数服从二项分布的EWMA控制图。提出可变抽样区间的二项EWMA控制图,并采用马可夫链法计算其平均报警时间。对固定抽样区间以及可变抽样区间二项EWMA控制图对比研究,表明当过程失控时,可变抽样区间二项EWMA控制图具有较小的失控平均报警时间,能够迅速监测出过程中的异常波动,明显优于固定抽样区间的二项EWMA控制图。     

联合检测过程位置参数和尺度参数的非参数Cusum控制图

用于检测生产过程的多数传统控制图都假定过程的受控分布是已知的,并假定数据服从正态分布。然而在很多情况下,由于没有足够的数据来估计过程的分布,这种假定就变得不现实,而非参数控制图却不需要任何关于分布的特殊形式的假定。另外,多数的已有控制图都是使用两个单独的均值与方差控制图来同时检测生产过程.本文中,我们提出一个新的基于Cramer-von-Mises(CvM)检验的非参数累积和控制图(称为CvM图)来同时检测过程位置参数和尺度参数。文中给出了基于不同受控平均运行长度(ARL)下的CvM图的控制限,通过步长的均值、方差及分位数来研究控制图的性能表现。最后用一个实例来说明CvM图的实际应用。     

可变抽样区间的单边控制图

利用质量控制图监督生产过程时 ,通常每隔固定时间从过程抽取固定容量的样本。本文在前文[1] 的基础上设计具有可变抽样区间的单边标准差 (S)图、极差 (R)图和不合格品数 (np)图。计算了这三个图发信号前的平均样本数和平均时间 ,并同固定抽样区间的常规控制图作比较。所设计的控制图能缩短过程失控时间从而减少不合格品数。     

一种可用于检测过程尺度参数的非参数控制图

传统的控制图多数是在已知过程分布的假设下构建的,这种控制图被称为参数控制图。然而,在实际应用中,大多数过程因为其数据的复杂性导致他们的精确分布往往难以确定。当预先指定的参数分布无效时,参数控制图的结果将不再可靠。为了解决这个问题,通常考虑非参数控制图,因为非参数控制图比参数控制图更加稳健。近年来对非参数控制图的研究越来越多,但大多数现有的控制图主要是用于检测位置参数的变化。本文提出一个新的非参数Shewhart控制图(称为LOG图),可用来检测未知连续过程分布的尺度参数。文中依据运行长度分布的均值,方差和分位数,分析了LOG图在过程受控和失控时的性能表现,并与其他非参数控制图进行比较。模拟结果表明,LOG图在不同过程分布下对检测尺度参数的漂移都具有很好的性能。最后用一个实例来说明LOG图在实际中的应用。     

自相关对常规控制图影响的模拟研究与案例分析

常规统计控制图的基本假设前提是观测值独立同分布,而在实际生产过程中,质量指标值常表现出自相关现象,违背独立性假定。本文运用平均链长(ARL)研究自相关过程为AR(1)时对常规控制图的影响,并比较了常规控制图和残差控制图对序列相关过程的控制效果。模拟结果和实例分析表明:当过程序列相关时,使用常规作图法估计出的标准差是有偏的,致使控制限设置错误和常规控制图检测能力降低。因此,在一些统计过程控制中,须考虑自相关现象并采用适当的控制图方法。     

阶段Ⅱ联合检测过程位置和尺度的非参数EWMA控制图（英文）

本文提出了一个基于Cucconi检验的非参数指数加权移动平均(EWMA)控制图(简称为EC图)来同时检测过程位置参数和尺度参数.依据步长分布的均值、方差及分位数,给出了EC图与其他一些现有的非参数EWMA控制图的模拟比较.基于蒙特卡洛的模拟结果表明,EC图具有很好的性能.详细分析了阶段I中参考样本大小对EC图受控性能的影响.最后用一个实例来说明EC图的实际应用。     

基于预防维修和质量损失函数的VSI EWMA控制图经济设计

为了提高过程监控效率的同时降低过程控制成本,研究可变抽样区间(VSI)指数加权移动平均(EWMA)控制图的经济设计问题。首先建立基于预防维修和质量损失函数的VSI EWMA控制图联合经济模型;使单位时间的损失成本函数最小来确定参数的最优值;其次用遗传算法来寻找联合经济模型的最优解,并给出一个算例。最后对VSI EWMA控制图联合经济模型进行灵敏度分析,得出控制图模型参数对设计参数的影响关系。     

带警戒限的合格品链长控制图

研究了两种带警戒限的合格品链长控制图,一种是一个链长控制图,另一种是两个链长控制图.首先,给出了这两种控制图的制定方法;其次,利用概率流图方法得到了这两种控制图的平均链长(ARL)的计算公式;最后,推导了它们效率的度量指标ANI(发信号之前的平均检验的样品数)的计算公式.     

可变抽样区间的多变量自相关过程VAR控制图

基于批量-均值法的思想,向量自回归(VAR)控制图对多变量自相关过程的较小偏移可以进行有效控制。为了提高多变量自相关过程监控效率,本文研究可变抽样区间的VAR控制图。首先,对多变量自相关过程的VAR控制图进行可变抽样区间设计;然后,用蒙特卡洛模拟方法计算其平均报警时间;最后,以平均报警时间为评价准则,对所设计的可变抽样区间VAR控制图与固定抽样区间的VAR控制图进行比较研究。研究结果表明:所设计的可变抽样区间多变量自相关过程VAR控制图较固定抽样区间的多变量自相关过程VAR控制图能更好的监控过程的变化。