专利名称：统计过程控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种统计过程控制方法及装置。
背景技术：
统计过程控制(SPC, Statistical Process Control)是目前生产过程中控制稳 定产出的主要工具之一，在生产型企业的质量管理控制中应用的非常广泛。 有效的实施、应用SPC可以及时发现生产过程中的问题，采取适当的改善措施， 在发生问题之前，消除问题或降低问题带来的损失。
统计过程控制的含义是"使用控制图等统计技术来分析过程或其输出， 以便采取必要的措施获得且维持统计控制状态，并提高过程能力"。实施统计过 程控制分为两个阶段， 一是分析阶段，二是监控阶段。分析阶段是在生产准 备完成后，用过去稳定生产过程中收集的多组样本数据计算控制图的控制界， 做成分析用控制图、直方图、或进行过程能力分析，检验生产过程是否处于 统计稳态、以及过程能力是否足够。如果任何一个不能满足，则寻找原因， 进行改进，并重新准备生产及分析，直到达到了分析阶段的两个目的，则分 析阶段可以宣告结束，进入统计过程控制监控阶段，此时分析用控制图转化 为控制用控制图。监控阶段的主要工作是使用控制用控制图进行监控，其中， 控制图的控制界已经根据分析阶段的结果而确定，新的生产过程的数据也及 时绘制到控制图上，并密切观察控制图，控制图中点的波动情况可以显示出 过程受控或失控，如果发现失控，则寻找原因并尽快消除其影响。监控可以 充分体现出统计过程控制预防控制的作用。在工厂的实际应用中，对于每个 控制项目，都必须经过以上两个阶段，并在必要时会重复进行这样从分析到 监控的过程。
5对于控制图中控制界的确定方法有多种，在例如申请号为200480037968.6 的中国专利申请中还能发现更多与确定控制界相关的内容。 -
目前在生产过程中应用统计过程控制的时候，通常都是先计算所要进行 质量控制的数据的方差(Sigma),然后根据对数据的分析情况选用合适的容 限系数，并将容限系数和方差的乘积作为控制界。而WECO rules作为一种较 经典的确定控制界并根据控制界进行监控的方法，可以适用于大多数的情况。 WECO rules包括下列5条规则1 )设置3sigma控制界，如果所测数据中有 任意一点数据位于3sigma控制界所覆盖的数据范围之外，那么该点数据就是 失控数据2 )设置2sigma控制界，如果所测数据中的连续三点中任意两点的 数据位于2sigma之外，那么该三点的数据就是失控数据3 )设置lsigma控制 界，如果所测数据中的连续五点中有任意4点位于lsigma之外，那么该五点 数据就是失控数据4 )如果所测数据中有至少连续8个点在平均值的一边，那 么所述数据就是失控数据5 )如果所测数据有至少连续6个点呈单调上升或单 调下降，那么所述数据就是失控数据。当然，应用WECO rules有一个重要的 前提就是所釆集测量数据在时间上需要具有连续性，即所述测量数据是在一 段时间内连续釆集的，并且所述测量数据的数据分布要符合正态分布，因为 只有这样，才能够>^人所采集的测量数据中准确分析出制程中的缺陷。
而对于非正态分布的测量数据，应用WECO rules就会出现较大误差，影 响统计过程控制的准确性。
发明内容
本发明提供一种统计过程控制方法及装置，解决现有技术统计过程控制 方法不适用于非正态分布数据的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种统计过程控制方法，包括应用界限对
6，所述界限通过下述方法获得设定容限系数；根据 标准正态累积分布函数获得对应所设定的容限系数的正态分布概率值；根据 百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布概率值的界限。
可选的，当所设定的容限系数为第一容限系数时，所述界限为第一界限； 所述应用界限对测量数据进行失控分析包括
设定第一规则若所述测量数据中的任意一点超过第一界限覆盖的数据 范围，所述测量数据为失控数据；
采用所述第 一规则对测量数据进行失控分析。
可选的，当所设定的容限系数为第二容限系数时，所述界限为第二界限； 所述应用界限对测量数据进行失控分析包括
设定第二规则若所述测量数据任意连续三点数据中的任意两点数据在 同一边超过第二界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据；
采用所述第二规则对测量数据进行失控分析。
可选的，当所设定的容限系数为第三容限系数时，所述界限为第三界限； 所述应用界限对测量数据进行失控分析包括
设定第三规则若所述测量数据任意连续五点数据中的任意四点数据在 同 一边超过第三界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据；
采用所述第三规则对测量数据进行失控分析。
可选的，所述统计过程控制方法还包括采用第四规则对测量数据进行失 控分析，所述第四规则为若所测量数据中有至少连续八个点的数据均大于 或均小于第四界限，所述测量数据为失控数据；其中，所述第四界限为所测 量数据的中位值。
可选的，所述统计过程控制方法还包括采用第五规则对测量数据进行失
7控分析，所述第五规则为若所测量数据中有至少连续六个点的数据呈现单
调上升或单调下降的趋势，则所述测量数据为失控数据。
本发明提供一种统计过程控制装置，包括，
计算单元，用于根据标准正态累积分布函数获得对应所设定的容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布
概率值的界限；
分析单元，用于读取计算单元获得的界限，对测量数据进行失控分析。
可选的，所述计算单元包括第一计算单元，所述第一计算单元用于根据标准正态累积分布函数获得对应所设定的第 一容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布概率值的第一界限；所述分析单元包括第 一分析单元，所述第 一分析单元用于读取第 一计算单元的第一界限，并设定第一规则对测量数据进行失控分析，所述第一规则为若所述测量数据中的任意一点超过第一界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据。
可选的，所述计算单元还包括第二计算单元，所述第二计算单元用于根据标准正态累积分布函数获得对应第二容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布概率值的第二界限；所述分析单元还包括第二分析单元，所述第二分析单元用于读取第二计算单元的第二界限，并设定第二规则对测量数据进行失控分析，所述第二规则为若所述测量数据任意连续三点数据中的任意两点数据在同 一边超过第二界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据。
可选的，所述计算单元还包括第三计算单元，所述第三计算单元用于根据标准正态累积分布函数获得对应第三容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布概率值的第三界限；所述分
8析单元还包括第三分析单元，所述第三分析单元用于读取第三计算单元的第
三界限，并设定第三规则对测量数据进行失控分析，所述第三规则为若所
述测量数据任意连续五点数据中的任意四点数据在同一边超过第三界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据。
可选的，所述统计过程控制装置还包括第四计算单元，所述第四计算单
元用于计算所测量数据的中位值作为第四界限；所述统计过程控制装置还包括第四分析单元，所述第四分析单元用于读取第四计算单元的第四界限，并设定第四规则对测量数据进行失控分析，所述第四规则为若所述测量数据中有至少连续八个点的数据均大于或均小于第四界限，所述测量数据为失控数据。
可选的，所述统计过程控制装置还包括第五分析单元，所述第五分析单元用于设定第五规则对测量数据进行失控分析，所述第五规则为若所测量数据中有至少连续六个点的数据呈现单调上升或单调下降的趋势，所述测量数据为失控数据。
与现有技术相比，上述所公开的统计过程控制方法及装置具有以下优点上述所公开的统计过程控制方法及装置根据标准正态累计分布函数获得对应设定的容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应正态分布概率值的界限，以所述界限对测量数据进行失控分析。由于以百分位数函数所得的界限对测量数据进行失控分析既可适用于数据为正态分布的情况，也可适用于数据为非正态分布的情况，还可适用于数据为双峰或多峰且非正态分布的情况，并且，应用以百分位数函数获得的界限的控制规则和现有技术应用方差方法所得的控制规则具有相同的假警报率，因而解决了现有技术统计过程控制方法的控制规则不适用于非正态分布数据的问题。
9图1是本发明统计过程控制方法中获取界限的一种实施方式流程图2是本发明统计过程控制装置的一种实施方式示意图； '图3是本发明统计过程控制装置的另一种实施方式示意图。
具体实施例方式
本发明所公开的统计过程控制方法及装置根据标准正态累计分布函数获得对应设定的容限系数的正态分布概率值，并#4居百分位数函数和测量数据获得对应正态分布概率值的界限，以所述界限对测量数据进行失控分析。
本发明统计过程控制方法的 一种实施方式包括，应用界限对测量数据进行失控分析，参照图l所示，所述界限通过下述方法获得
步骤sl,设定容限系数；
步骤s2，根据标准正态累积分布函数获得对应所设定的容限系数的正态分布概率值；
步骤s3,根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布概率值的界限。
当所设定的容限系数为第一容限系数时，所述界限为第一界限；所述应用界限对测量数据进行失控分析包括
设定第一规则若所述测量数据中的任意一点超过第一界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据；
采用所述第一规则对测量数据进行失控分析。
对应于上述方法举例如下
设定第 一容限系数为± 3;用Excel计算对应的正态分布概率值，应用函数NORMSDIST (Z)计算，其中所述NORMSDIST称为标准正态累积分布
10函数，所述Z为容限系数，所述NORMSDIST (Z)为正态分布概率值。此处Z即为±3,因此，NORMSDIST (3)和NORMSDIST ( - 3)即为对应第一容限系数± 3的两个正态分布概率值。通过Excel计算得到NORMSDIST ( 3 )=0.9987 , NORMSDIST ( - 3) =0.0013。
然后根据所得的正态分布概率值，分别计算第一界限的两个值，应用函It Percentile ( array, k)计算，所述Percentile称为百分4立凄i:函凄t,所述array为所测量数据的数据区域，所述k为所要计算的数据区域中第k个百分点，此处即为上述得到的正态分布概率值。因此，通过Excel计算得到的Percentile(array, 0.9987)和Percentile ( array, 0.0013 )即为对应正态分布概率值的两个第一界限值。
在获得第一界限值后，设定第一规则为若所测量数据中有任意一点大于Percentile (array, 0.9987)或小于Percentile (array, 0.0013)时，所测量
数据为失控数据。
当所获取的测量数据符合上述第一规则所述情况时，就认为所述测量数据为失控数据。
由于前述的以百分位数函数所得的界限既可适用于正态分布数据，也可适用于非正态分布数据。因此上述第一界限值既可适用于正态分布数据，也可适用于非正态分布数据。
当所设定的容限系数为第二容限系数时，所述界限为第二界限；所述应用界限对测量数据进行失控分析包括
设定第二规则若所述测量数据任意连续三点数据中的任意两点数据在同一边超过第二界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据；
采用所述第二规则对测量数据进行失控分析。
3十应于上述方法举例3口下
li设定第二容限系数为±2;用Excel计算对应的正态分布概率值，应用函-数NORMSDIST (Z)计算，其中所述NORMSDIST称为标准正态累积分布函数，所述Z为容限系数，所述NORMSDIST (Z)为正态分布概率值。此处Z即为±2,因此，NORMSDIST (2)和NORMSDIST ( - 2)即为对应第二容限系数± 2的两个正态分布概率值。通过Excel计算得到NORMSDIST (2 )=0.9772 , NORMSDIST ( - 2 ) = 0.0228。
然后根据所得的正态分布概率值，分别计算第二界限的两个值，应用函凄t Percentile ( array, k) i十算，所述Percentile牙尔为百分^f立凄t函凄t,所述array为所测量数据的数据区域，所述k为所要计算的数据区域中第k个百分点，此处即为上述得到的正态分布概率值。因此，通过Excel计算得到的Percentile(array, 0.9772)和Percentile (array, 0.0228)即为对应正态分布概率值的两个第二界限的值。
在获得第二界限的值后，设定第二规则为若所测量数据中连续三点的数据中任意两点数据大于Percentile ( array, 0.9772 )或小于Percentile ( array,0.0228)时，所述测量数据为失控数据。
当所获取的测量数据符合上述第二规则所述情况时，就认为所述测量数据为失控数据。
由于前述的以百分位数函数所得的界限既可适用于正态分布数据，也可适用于非正态分布数据。因此上述第二界限值既可适用于正态分布数据，也可适用于非正态分布数据。
当所设定的容限系数为第三容限系数时，所述界限为第三界限；所述应用界限对测量数据进行失控分析包括
设定第三规则若所述测量数据任意连续五点数据中的任意四点数据在同一边超过第三界P艮覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据；
12采用所述第三规则对测量数据进行失控分析。
对应于上述方法举例下
设定第三容限系数为土l;用Excel计算对应的正态分布概率值，应用函 数NORMSDIST (Z)计算，其中所述NORMSDIST称为标准正态累积分布 函数，所述Z为容限系数，所述NORMSDIST (Z)为正态分布概率值。此处 Z即为±1,因此，NORMSDIST ( 1 )和NORMSDIST ( - 1 )即为对应第三 容限系数± 1的两个正态分布概率值。通过Excel计算得到NORMSDIST (1) =0.8413 , NORMSDIST ( - 1 ) =0.1587。
然后根据所得的正态分布概率值，分别计算第三界限的两个值，应用函 ■It Percentile ( array, k)计算，所述Percentile称、为百分4立凄史函凄t,所述array 为所测量数据的数据区域，所述k为所要计算的数据区域的数值中第k个百 分点，此处即为上述得到的正态分布概率值。因此，通过Excel计算得到的 Percentile (array, 0.8413)和Percentile (array, 0.1587)即为对应正态分布相克 率值的两个第三界限的值。
在获得了第三界限的值后，设定第三规则为若所测量数据中连续五点 数据中任意四点数据大于Percentile ( array, 0.8413 )或小于Percentile ( array, 0.1587)时，所测量数据为失控数据。
当所获取的测量数据符合上述第三规则所述情况时，就认为所述测量数 据为失控数据。
由于前述的以百分位数函数所得的界限既可适用于正态分布数据，也可 适用于非正态分布数据。因此上述第三界限值既可适用于正态分布数据，也 可适用于非正态分布凄t据。
所述统计过程控制方法还包括采用第四规则对测量数据进行失控分析， 所述第四规则为若所测量数据中有至少连续八个点的数据均大于或均小于失控数据；其中，所述第四界限为所测量数据的 中位值。
对应于上述方法举例如下
计算所测量数据的中位值作为第四界限，所述中位值为所测量数据中数
值为中间的值，即^她J^n;r隨(1),其中Vce他r为中位值，V齒为所测 量数据的最小值，Vmax为所测量数据的最大值。
例如所测量的一组数据为1、 2、 3、 4、 5,则最大值为5,最小值为1, 所述的中位值根据公式(1 )就为3。
在获得了中位值后，设定第四规则为若所测量数据中有至少连续8个 点在中位值的一边，即均大于中位值或均小于中位值，所测量数据就是失控 数据。
当所获取的测量数据符合上述第四规则所述情况时，就认为所述测量数 据为失控数据。
对于正态分布数据，其中位值与平均值相同。而对于非正态分布数据， 以中位值作为界限更合适。因此，所述中位值既可适用于正态分布数据，也 可适用于非正态分布数据。
所述统计过程控制方法还包括采用第五规则对测量数据进行失控分析， 所述第五规则为若所测量数据中有至少连续六个点的数据呈现单调上升或 单调下降的趋势，则所述测量数据为失控数据。
当所获取的测量数据符合上述第五规则所述情况时，就认为所述测量数 据为失控数据。
所述第五规则由于只考察数据的单调性，因而无论对于非正态分布数据 还是正态分布数据都是适用的。参照图2所示，本发明统计过程控制装置的一种实施方式包括，
用于获取测量数据的数据收集单元10;
用于根据标准正态累积分布函数获得对应所设定的容限系数的正态分布 概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布概率值的界
限的计算单元；
用于读取计算单元获得的界限以及数据收集单元10的测量数据，对测量 数据进行失控分析的分析单元；
用于读取数据收集单元10的测量数据，计算所测量数据的中位值作为第 四界限的第四计算单元41;
用于读取第四计算单元41的第四界限和数据收集单元10的测量数据， 并在所测量数据中有至少连续八个点的数据均大于或均小于第四界限时，发 出失控警报的第四分析单元42;
用于读取数据收集单元io的测量数据，并在所测量数据中有至少连续六 个点的数据呈现单调上升或单调下降的趋势时，发出失控警报的第五分析单 元52。
其中，所述计算单元包括
用于根据第 一容限系数和标准正态累积分布函数获得对应第 一容限系数 的正态分布概率值，并读取数据收集单元IO的测量数据，根据百分位数函数 和所述测量数据获得对应正态分布概率值的第 一界限的第 一计算单元11;
用于根据第二容限系数和标准正态累积分布函数获得对应第二容限系数 的正态分布概率值，并读取数据收集单元10的测量数据，根据百分位数函数 和所述测量数据获得对应正态分布概率值的第二界限的第二计算单元21;
用于根据第三容限系数和标准正态累积分布函数获得对应第三容限系数的正态分布概率值，并读取数据收集单元IO的测量数据，根据百分位数函数 和所.述测量数据获得对应正态分布概率值的第三界限的第三计算单元31。
所述分析单元包括
用于读取第一计算单元11的第一界限和数据收集单元10的测量数据，
并在测量数据中有任意一点数据超过第一界限覆盖的范围时，发出失控警报
的第一分析单元12;
用于读取第二计算单元21的第二界限和数据收集单元10的测量数据， 并在测量数据中有任意连续三点数据中的任意两点数据在同一边超过第二界 限覆盖的数据范围时，发出失控警报的第二分析单元22;
用于读取第三计算单元31的第三界限和数据收集单元10的测量数据， 并在测量数据中有任意连续五点数据中的任意四点数据在同一边超过第三界 限覆盖的数据范围时，发出失控警报的第三分析单元32。
参照图3所示，本发明统计过程控制装置的 一种实施方式包括，
用于获取测量数据的数据收集单元10;
用于根据标准正态累积分布函数获得对应所设定的容限系数的正态分布 概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布概率值的界 限的计算单元；
用于读取计算单元获得的界限以及计算单元中的测量数据，对测量数据 进行失控分析的分析单元；
用于读取数据收集单元10的测量数据并向第四分析单元42'传送，计算 所测量数据的中位值作为第四界限的第四计算单元41';
用于读取第四计算单元41'的第四界限，并在获取的第四计算单元41'传 送的测量数据中有至少八个点的数据均大于或均小于第四界限时，发出失控警报的第四分析单元42';
用于读取数据收集单元10的测量数据，并在所述测量数据中有至少连续
六个点的数据呈现单调上升或单调下降的趋势时，发出失控警^^艮的第五分析
单元52'。
其中，所述计算单元包括
用于根据第 一容限系数和标准正态累积分布函数获得对应第 一容限系数 的正态分布概率值，读取数据收集单元10的测量数据并向第一分析单元12' 传送，根据百分位数函数和所述测量数据获得对应正态分布概率值的第一界 限的第一计算单元ll';
用于根据第二容限系数和标准正态累积分布函数获得对应第二容限系数 的正态分布概率值，读取数据收集单元10的测量数据并向第二分析单元22' 传送，根据百分位数函数和所述测量数据获得对应正态分布概率值的第二界 限的第二计算单元21';
用于根据第三容限系数和标准正态累积分布函数获得对应第三容限系数 的正态分布概率值，读取数据收集单元10的测量数据并向第三分析单元32' 传送，根据百分位数函数和所述测量数据获得对应正态分布概率值的第三界 限的第三计算单元31'。
所述分析单元包括
用于读取第一计算单元11'的第一界限，并在获取的第一计算单元11' 传送的测量数据中有任意一点数据超过第一界限覆盖的范围时，发出失控警 报的第一分析单元12';
用于读取第二计算单元21'的第二界限，并在获取的第二计算单元21'传 送的测量数据中有任意连续三点数据中的任意两点数据在同 一 边超过第二界 限覆盖的数据范围时，发出失控警报的第二分析单元22';用于读取第三计算单元31',并在获取的第三计算单元31'传送的测量数 据中有任意连续五点数据中的任意四点数在同一边据超过第三界限覆盖的数
据范围时，发出失控警报的第三分析单元32'。
下面首先以图2所示的统计过程控制装置结合上述的统计过程控制方法 作进一步说明。
当对测量数据进行失控分析时，数据收集单元IO会先获取所述测量数据 并暂存。而所述第一计算单元ll、第二计算单元21、第三计算单元31、第四 计算单元41和第一分析单元12、第二分析单元22、第三分析单元32、第四 分析单元42、第五分析单元52会从数据收集单元10读取所述测量数据并暂 存。当然，第一分析单元12、第二分析单元22、第三分析单元32、第四分析 单元42也可以分别在读取到第一计算单元11获得的第一界限、第二计算单 元21获得第二界限、第三计算单元31获得的第三界限、第四计算单元41获 得第四界限后，才从数据收集单元IO读取所述测量数据。
在第一计算单元ll、第二计算单元21、第三计算单元31、第四计算单元 41从数据收集单元IO读取所述测量数据并暂存后，会分别计算根据所对应的 容限系数得到的正态分布概率值。并在分别获得正态分布概率值后，根据所 读取的数据收集单元10的测量数据，计算对应所述正态分布概率值的界限。 例如，第一计算单元11首先计算第一容限系数对应的正态分布概率值。然后 根据读取的数据收集单元10的测量数据计算对应所述正态分布概率值的第一 界限。第一计算单元ll、第二计算单元21、第三计算单元31、第四计算单元 41获得各自相应界限的计算过程请参照上述对应于获取第 一规则至第四规则 的例子，这里就不再赘述了。
在第一计算单元ll、第二计算单元21、第三计算单元31、第四计算单元 41获得各自相应界限后，第一分析单元12、第二分析单元22、第三分析单元32、第四分析单元42会从对应的计算单元中读取所述界限。所述分析单元从 对应的计算单元中读取所述界限可以通过下述两种方法的任意一种实现
1) 分析单元不断向对应的计算单元发出读取界限的指令，直到对应的计 算单元发出响应指令后，从对应的计算单元中读取界限。例如，第一分析单 元12不断向第一计算单元11发出读取第一界限的指令，若第一计算单元11 没有完成第一界限的计算，则不会响应第一分析单元12的指令。直到第一计 算单元11完成第一界限的计算后，第一计算单元11才响应第一分析单元12 的读取指令，此时第一分析单元12从第一计算单元11中读取第一界限。
2) 分析单元在所对应的计算单元向其发出界限计算完成的指令后，才从 对应的计算单元中读取界限。例如，第一计算单元11在完成第一界限的计算 后，向第一分析单元12发出第一界限计算完成的指令，此时第一分析单元12 从第一计算单元11中读取第一界限。
在第一分析单元12、第二分析单元22、第三分析单元32、第四分析单元 42从对应的计算单元中读取所述界限后，就会结合从lt据收集单元IO读取的 测量数据各自进行失控分析，并在发现所述测量数据有符合对应的失控判断 规则时，发出数据失控警报。例如，第一分析单元12在结合第一界限和所述 测量数据分析后发现，所述测量数据中的任意一点数据都超过了第一界限覆 盖的数据范围，那么第一分析单元12就会发出数据失控的警报。关于所述失 控判断规则的具体描述也请参照上述对于统计过程方法所举例子的相关描 述，这里就不再赘述了。
而对于第五分析单元52来说，在读取到数据收集单元10中的测量数据 后，直接就对测量数据进行失控分析，当发现测量数据有至少连续六个点的 数据呈现单调上升或单调下降的趋势时，就发出失控警报。
所述统计过程控制装置还可以包括统计结果分析单元(图未示)，所述统计结果分析单元在第一分析单元、第二分析单元、第三分析单元、第四分析 单元、第五分析单元中的任意一个分析单元发出失控警"^艮后，认定所述数据 收集单元获取的测量数据为失控数据。
而图3所示的统计过程控制装置与图2所示的统计过程控制装置基本相 同，不同之处只在于所述第一分析单元、第二分析单元、第三分析单元和第 四分析单元不直接从数据收集单元获取测量数据，而是接收各自对应的第一 计算单元、第二计算单元、第三计算单元和第四计算单元传送测量数据。
综上所述，上述所公开的统计过程控制方法及装置根据标准正态累计分 布函数获得对应设定的容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数获 得对应正态分布概率值的界限，以所述界限对测量数据进行失控分析。由于 以百分位数函数所得的界限对测量数据进行失控分析既可适用于数据为正态 分布的情况，也可适用于数据为非正态分布的情况，还可适用于数据为双峰 或多峰且非正态分布的情况，并且，应用以百分位数函数获得的界限的控制 规则和现有技术应用方差方法所得的控制规则具有相同的假警报率，因而解 决了现有技术统计过程控制方法的控制规则不适用于非正态分布数据的问 题。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改， 因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1. 一种统计过程控制方法，其特征在于，包括应用界限对测量数据进行失控分析，所述界限通过下述方法获得设定容限系数；根据标准正态累积分布函数获得对应所设定的容限系数的正态分布概率值；根据百分位数函数和所述测量数据获得对应所述正态分布概率值的界限。
2. 如权利要求1所述的统计过程控制方法，其特征在于，当所设定的容限系 数为第一容限系数时，所述界限为第一界限；所述应用界限对测量数据进行 失控分析包括设定第一规则若所述测量数据中的任意一点超过第一界限覆盖的数据 范围，所述测量数据为失控数据；采用所述第一规则对测量lt据进行失控分析。
3. 如权利要求1所述的统计过程控制方法，其特征在于，当所设定的容限系 数为第二容限系数时，所述界限为第二界限；所述应用界限对测量数据进行 失控分析包括设定第二规则若所述测量数据任意连续三点数据中的任意两点数据在 同 一边超过第二界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据；采用所述第二规则对测量数据进行失控分析。
4. 如权利要求1所述的统计过程控制方法，其特征在于，当所设定的容限系 数为第三容限系数时，所述界限为第三界限；所述应用界限对测量数据进行 失控分析包括设定第三规则若所述测量数据任意连续五点数据中的任意四点数据在 同一边超过第三界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据；采用所述第三规则对测量数据进行失控分析。
5. 如权利要求1至4任一项所述的统计过程控制方法，其特征在于，还包括采用第四规则对测量数据进行失控分析，所述第四规则为若所测量数据中 有至少连续八个点的数据均大于或均小于第四界限，所述测量数据为失控数据；其中，所述第四界限为所测量数据的中位值。
6. 如权利要求1至4任一项所述的统计过程控制方法，其特征在于，还包括 釆用第五规则对测量数据进行失控分析，所述第五规则为若所测量数据中 有至少连续六个点的数据呈现单调上升或单调下降的趋势，则所述测量数据 为失控数据。
7. —种统计过程控制装置，其特征在于，包括，计算单元，用于根据标准正态累积分布函数获得对应所设定的容限系数 的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布 概率值的界限；分析单元，用于读取计算单元获得的界限，对测量数据进行失控分析。
8. 如权利要求7所述的统计过程控制装置，其特征在于，所述计算单元包括 第一计算单元，所述第一计算单元用于根据标准正态累积分布函数获得对应 所设定的第一容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据 获得对应所述正态分布概率值的第一界限；所述分析单元包括第一分析单元， 所述第一分析单元用于读取第一计算单元的第 一界限，并设定第一规则对测 量数据进行失控分析，所述第一规则为若所述测量数据中的任意一点超过 第一界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失控数据。
9. 如权利要求7所述的统计过程控制装置，其特征在于，所述计算单元还包 括第二计算单元，所述第二计算单元用于根据标准正态累积分布函数获得对 应第二容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对 应所述正态分布概率值的第二界限；所述分析单元还包括第二分析单元，所 述第二分析单元用于读取第二计算单元的第二界限，并设定第二规则对测量数据进行失控分析，所述第二规则为若所述测量数据任意连续三点数据中 的任意两点数据在同一边超过第二界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失 控数据。
10. 如权利要求7所述的统计过程控制装置，其特征在于，所述计算单元还包括第三计算单元，所述第三计算单元用于根据标准正态累积分布函数获得对 应第三容限系数的正态分布概率值，并根据百分位数函数和测量数据获得对应所述正态分布概率值的第三界限；所述分析单元还包括第三分析单元，所 述第三分析单元用于读取第三计算单元的第三界限，并设定第三规则对测量 数据进行失控分析，所述第三规则为若所述测量数据任意连续五点数据中 的任意四点数据在同 一边超过第三界限覆盖的数据范围，所述测量数据为失 控数据。
11. 如权利要求7至10任一项所述的统计过程控制装置，其特征在于，所述 统计过程控制装置还包括第四计算单元，所述第四计算单元用于计算所测量 数据的中位值作为第四界限；所述统计过程控制装置还包括第四分析单元， 所述第四分析单元用于读取第四计算单元的第四界限，并设定第四规则对测 量数据进行失控分析，所述第四规则为若所述测量数据中有至少连续八个 点的数据均大于或均小于第四界限，所述测量数据为失控数据。
12. 如权利要求7至10任一项所述的统计过程控制装置，其特征在于，所述 统计过程控制装置还包括第五分析单元，所述第五分析单元用于设定第五规 则对测量数据进行失控分析，所述第五规则为若所测量数据中有至少连续 六个点的数据呈现单调上升或单调下降的趋势，所述测量数据为失控数据。
全文摘要
一种统计过程控制方法及装置，所述统计过程控制方法包括应用界限对测量数据进行失控分析，所述界限通过下述方法获得设定容限系数；根据标准正态累积分布函数获得对应所设定的容限系数的正态分布概率值；根据百分位数函数和所述测量数据获得对应所述正态分布概率值的界限。由于以百分位数函数所得界限对测量数据进行失控分析既可适用于数据为正态分布的情况，也可适用于数据为非正态分布的情况，还可适用于数据为双峰或多峰且非正态分布的情况，因而所述统计过程控制方法及装置解决了现有技术统计过程控制方法不适用于非正态分布数据的问题。
文档编号G05B19/418GK101458513SQ20071009448
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月13日 优先权日2007年12月13日
发明者杨斯元 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司