一种基于多值场景的动态SPC控制方法与流程

本发明涉及质量与信息工程，尤其涉及一种基于多值场景的动态spc控制方法。

背景技术：

1、在当前的质量工程领域中，已有传统的spc技术广泛应用；

2、然而，现有技术存在如下缺陷和不足：

3、1、无法适配多值场景下的统计控制问题，所谓多值是指在一次观测中会产生多个数值的情况，相对比而言，传统的spc所适用的场景是单值，即一次观测中只产生一个数值，传统spc的工作流程是，对每次观测的单值进行分析，绘制spc控制图，应用控制图判异准则识别单值是否存在统计异常，并采取相对应的措施进行处理，但这种流程不能解决多值场景下的统计控制问题，为了解决这个问题，传统的思路是将多值转化为单值，典型的做法有两种，一是将一次观测产生的多个数值取算术平均值或者中位值来处理；另外一种是根据工程控制实际情况的要求，将多值取最大值或者最小值、或者其他转化值来处理，这两种转化方式都会丢失多值中包含的很多信息，降低了统计控制的有效性，在质量工程的很多场景下难以满足管理控制的要求。

4、2、无法解决多值场景下的动态控制问题，作为spc控制的基本要素，控制限是整个流程框架中最为重要的组成部分之一，在多值场景下，识别多值是否异常的控制限在很多情况下是要根据实际场景动态调整的，从而实现动态的统计过程控制，由于传统spc技术无法适配多值场景，从而无法解决多值场景下的动态统计过程控制问题。

5、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

2、一种基于多值场景的动态spc控制方法，包括以下步骤：

3、步骤一：设计适配多值场景的spc控制图；

4、步骤二：适合多值场景的spc控制限动态计算；

5、步骤三：适合多值场景的spc自动控制，基于多值场景的研究，可定义适配多值场景的spc控制图判异准则，判异准则包括：

6、单次观测的所有值均应该位于控制限以内，如有任何值超出则被判定为异常；

7、在区间s1，每个数值均应该比前一数值大，否则被判定为异常；

8、在区间s2，每个数值均应该比前一数值小，否则被判定为异常；

9、在区间s3，相邻数值的差异绝对值不能超过单次观测最大值的10%，否则被判定为异常；

10、在区间s3，低于单次观测最大值10%的比例不能超过30%，否则被判定为异常；

11、在区间s3，与前值差异绝对值超过单次观测最大值10%的比例不能大于30%，否则被判定为异常；

12、在区间s2，数值个数占单次观测数值总个数的比例不能低于20%，否则被判定为异常；

13、在区间s2，最大值与最小值的差异不能小于单次观测最大值的50%，否则被判定为异常；

14、将以上判异准则写入计算机程序，即实现了多值场景的spc自动控制；

15、步骤四：多值场景的spc自动判定，根据前述判异准则检测的结果，程序可以自动输出异常分类结果，以及对应的问题代码；根据当前观测工件的追溯码和异常分类结果，程序可以通过api接口输出信息给mes直接隔离和汇总分析，防止不良件流出本工序。

16、具体的，所述步骤一中，设计适配多值场景的spc控制图包括：收集足够多的观测数据，观测数据的数量大于50组，每一组观测数据相当于一条曲线；将所有的观测数据合并在一张图中，从而形成观测集即曲线集；针对每一个横坐标进行分析，每个横坐标对应的数据个数应该等于观测数，其分布应该呈现正态分布；针对该正态分布进行分析，得到中间值x(bar)；再取置信度水平α=0.05；从x(bar)往上延伸到（1-α）/ 2 = 0.475的位置，对应值为上限值ul；从x(bar)往下延伸到（1-α）/ 2 = 0.475的位置，对应值为上限值ll；显然，这个ul和ll就是该横坐标对应的上下统计控制限ucl和lcl；针对每个横坐标重复上述步骤，从而得到每个横坐标对应的中间值x(bar)，以及上下统计控制限ucl和lcl，并将将每个横坐标的x(bar)、ucl和lcl连起来并制成控制图，后续可以应用该控制图对具体的观测曲线进行控制。

17、具体的，所述步骤二中，适合多值场景的spc控制限动态计算包括：搜集大样本数据，计算机程序自动搜集近期1000组观测值即1000条测试曲线，根据大数据原理，样本量越大越能够保证统计结论的合理性，同时处理1000条测试曲线和50条测试曲线对于计算机的算力来说差异不大；计算机程序将大样本合并，计算机程序将上述1000条测试曲线合并在一张图上形成曲线集，便于后续分析；计算机程序计算spc控制限，按照前述方法对上述曲线集进行分析，得到对应的spc控制限；重复上述步骤，每产生一条新曲线时，将该曲线加入上述曲线集并移除最早的一条曲线，重复第二、三步，从而保证了spc控制限的动态计算和更新，保证应用时的统计判定结果的合理性。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、本发明的一种基于多值场景的动态spc控制方法，设计适配多值场景的spc控制图，本发明应用数理统计原理设计了适配多值场景的spc控制图，在多值场景下，单次观测会产生多个数据，对这种情况传统的spc控制图是无能为力的，本发明设计的spc控制图很好的解决了这个问题，便于应用。

20、本发明的一种基于多值场景的动态spc控制方法，为解决spc控制限动态计算的问题，本发明应用大数据原理，通过搜集大样本（n=1000）数据集来动态计算控制限，很好地解决了这一问题。

21、本发明的一种基于多值场景的动态spc控制方法，设计了多值场景的spc判异准则，并通过计算机程序实现，很好地解决了异常判定、异常分类和结果输出的问题。

22、总体而言，本发明的方案可实施性强、适用场景广、使用效果好。

技术特征：

1.一种基于多值场景的动态spc控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于多值场景的动态spc控制方法，其特征在于，所述步骤一中，设计适配多值场景的spc控制图包括：收集足够多的观测数据，观测数据的数量大于50组，每一组观测数据相当于一条曲线；将所有的观测数据合并在一张图中，从而形成观测集即曲线集；针对每一个横坐标进行分析，每个横坐标对应的数据个数应该等于观测数，其分布应该呈现正态分布；针对该正态分布进行分析，得到中间值x(bar)；再取置信度水平α=0.05；从x(bar)往上延伸到（1-α）/ 2 = 0.475的位置，对应值为上限值ul；从x(bar)往下延伸到（1-α）/ 2 = 0.475的位置，对应值为上限值ll；显然，这个ul和ll就是该横坐标对应的上下统计控制限ucl和lcl；针对每个横坐标重复上述步骤，从而得到每个横坐标对应的中间值x(bar)，以及上下统计控制限ucl和lcl，并将将每个横坐标的x(bar)、ucl和lcl连起来并制成控制图，后续可以应用该控制图对具体的观测曲线进行控制。

3.根据权利要求1所述的一种基于多值场景的动态spc控制方法，其特征在于，所述步骤二中，适合多值场景的spc控制限动态计算包括：搜集大样本数据，计算机程序自动搜集近期1000组观测值即1000条测试曲线，根据大数据原理，样本量越大越能够保证统计结论的合理性，同时处理1000条测试曲线和50条测试曲线对于计算机的算力来说差异不大；计算机程序将大样本合并，计算机程序将上述1000条测试曲线合并在一张图上形成曲线集，便于后续分析；计算机程序计算spc控制限，按照前述方法对上述曲线集进行分析，得到对应的spc控制限；重复上述步骤，每产生一条新曲线时，将该曲线加入上述曲线集并移除最早的一条曲线，重复第二、三步，从而保证了spc控制限的动态计算和更新，保证应用时的统计判定结果的合理性。

技术总结
本发明属于质量与信息工程领域，尤其是一种基于多值场景的动态SPC控制方法，包括以下步骤：步骤一：设计适配多值场景的SPC控制图；步骤二：适合多值场景的SPC控制限动态计算；步骤三：适合多值场景的SPC自动控制，基于多值场景的研究，可定义适配多值场景的SPC控制图判异准则，单次观测的所有值均应该位于控制限以内，如有任何值超出则被判定为异常。本发明应用数理统计原理设计了适配多值场景的SPC控制图，通过计算机程序实现，很好地解决了异常判定、异常分类和结果输出的问题，方案可实施性强、适用场景广且使用效果好。

技术研发人员：张素文,康永生,赵丽,潘振威,张先仆
受保护的技术使用者：乐迪斯智能制造科技（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16