作者：國工智能研發(fā)部—周曉冬

前言：

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，工廠中人力作業(yè)逐漸的被大規(guī)模機械化作業(yè)所替代。在生產(chǎn)力提高的同時，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也成倍的增加。如何對這些數(shù)據(jù)進行監(jiān)控，處理，從而對生產(chǎn)過程進行指導，成為了企業(yè)亟待解決的問題。
控制圖作為SPC(統(tǒng)計過程控制)中的重要工具，可以對生產(chǎn)關(guān)鍵過程進行分析研究，識別出過程結(jié)構(gòu)，確定過程關(guān)鍵變量，并對其進行監(jiān)控。在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品質(zhì)量由于受隨機因素和系統(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，后者則是由可辨識的、作用明顯的原因所引起，經(jīng)采取適當措施可以發(fā)現(xiàn)和排除。當一生產(chǎn)過程僅受隨機因素的影響，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,稱之為處于控制狀態(tài)。

控制圖簡介：

世界上第一張控制圖是由美國貝爾電話實驗室（Bell Telephone Laboratory)質(zhì)量課題研究小組過程控制組學術(shù)領(lǐng)導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管理的一個重要工具，成了一個不可或缺的管理工具。控制圖是用于分析和判斷過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)所使用的帶有控制界限的圖，是具有區(qū)分正常波動和異常波動的功能圖表，是現(xiàn)場質(zhì)量管理中重要的統(tǒng)計工具。常規(guī)控制圖包括計量值控制圖(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)，并由按時間順序抽取的樣本點。通常，控制限會設(shè)定在離中心線三個標準差的位置。如果控制圖中的樣本點落在控制限之外，表明過程異常。
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，強調(diào)當前樣本的重要性，并逐漸淡化先前樣本所提供的信息。一般控制圖中的標繪點即為當前的觀測值，或者當前的觀測值經(jīng)過某種變換而取得的點，而EWMA的標繪點不僅包括當前的觀測值，還包括過去的樣本，但是會給較近的樣本值賦予較大的權(quán)重，逐漸淡化過去樣本的影響。
使用EWMA控制圖可以檢測過程均值的小偏移，因此該控制圖對個別高值或低值數(shù)據(jù)不敏感，比如生產(chǎn)過程中如果某個時間點的成本突然增高或者減少，則不會在控制圖中體現(xiàn)出來，因此如果想檢測單個數(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，這兩個指標直接影響到生產(chǎn)成本。所以在制造過程中，對原材料的耗費進行監(jiān)控，能夠在宏觀層面上發(fā)現(xiàn)在制造過程中是否存在材料過度消耗情況，從而實現(xiàn)成本控制的目的。
本文以某化工企業(yè)為例，研究員通過每天記錄某芳香炔類原材料的耗費，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，整個過程圍繞平均成本上下波動，但是2，3，4三個點超出了控制限，由于圖中的點是由當前時間的所有數(shù)據(jù)加權(quán)而來，所以說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