GB/T 17989.6-2022《生产过程质量控制统计方法控制图 第6部分：指数加权移动平均控制图》由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布（2022年第2号中国国家标准公告），已于2022年10月1日起正式实施。

　　一、标准制定背景

　　传统的制造工艺针对制造产品的生产过程，通过检测最终产品、筛除其中的不合格品来进行质量控制。这种检测策略通常是浪费的、不经济的，因为它采用事后检测，这时废品已经生产出来。相反，一开始就采取预防措施、有效防止废品产生而导致的浪费，则会更加高效。这可以通过收集和分析过程信息，在过程中及时采取措施实现。

　　常规控制图是过程控制中应用最广泛的统计控制方法，但它对于监测过程的小幅偏移较为迟缓。指数加权移动平均控制图则能够及时迅速地监测过程的小幅和中幅偏移。

　　常规控制图易于使用，能够迅速监测到过程的大幅偏移，然而它并不能高效地监测过程的小幅、中幅偏移。很多情况下，过程的变化是缓慢、逐渐发生的（尤其是连续生产的情况）。为了防止过程严重偏离目标值，需要提早监测到这种变化。有两种方法可以提高常规控制图监测小幅和中幅偏移的有效性：

　　——最简便的方法是增大抽取的子组大小，但往往不够经济。当生产率较低、耗费时间过长或检测成本过高时，抽取子组大小大于1的子组是不可行的，这一方法无法使用。

　　——为了发现生产过程中的异常波动，可以在过程控制中将此前的检测结果考虑在内。常规控制图仅对样本观测值独立地予以考虑，忽视了观测结果整个序列所包含的信息，导致常规控制图对监测过程小幅偏移不灵敏。引入之前观测结果的方法可以提高监测小幅偏移的有效性。

　　本标准给出了理解和应用指数加权移动平均（EWMA）控制图进行统计过程控制的指南。EWMA控制图是一种用于监测过程均值的小幅波动的统计过程控制技术。它能够及时发现过程均值的小幅和中幅波动。EWMA控制图以对全部历史数据的样本均值进行指数加权移动平均的方式，对过程均值进行评价。EWMA按与当前位置由近及远、以几何递减的方式对样本进行加权，离当前越近的样本权重越大影响越大，而越远的样本权重越小影响越小，具体的权重大小取决于平滑参数（λ）。

　　二、标准主要内容

　　该标准的核心技术内容包括计量数据的EWMA，控制图的选用，实施EWMA控制图的程序。与常规控制图不同，EWMA控制图无法基于样本给出检测过程偏移的概率。因为这一概率值不是常数，它受先前样本的影响。针对每个样本都可以计算出该概率值，但概率值的变化次数过多，没有实用价值。

　　因此，用ARL（检测出偏移所需的平均连续样本数）来衡量EWMA控制图的有效性。

　　如果过程处于受控状态，那么，希望虚发警报的概率很低，即虚发警报前的平均样本数应该较大（通常ARL_0在100到1000之间取值）。

　　另一方面，如果过程出现了偏移，希望EWMA能尽快发现，即从偏移发生到出现第一个超出控制限的点之间的样本数应尽可能小（ARL_1较小）。

　　与常规控制图相比，EWMA控制图对小幅和中等幅度的偏移更为有效：λ值越小，有效性越高。而常规控制图对于监测突然、大幅的偏移更有效。

　　EWMA控制图的有效性与子组大小有关，n越大，有效性越高。

　　EWMA控制图的实施与其他控制程序相同。EWMA控制图的程序是基于如下假定：“好的”历史数据已表明过程受控。EWMA控制图用来检验来自相同生产过程的后续数据是否与历史数据的分布一致。使用EWMA控制图之前，需用历史数据估计过程均值的目标值和过程标准差。之后进入控制阶段，计算EWMA统计量并检测其是否超出控制限。

　　单值控制图和EWMA控制图均可用于子组大小为1的情形。但是单值控制图对非正态数据较为敏感，而设计合理的EWMA控制图对正态假设并不敏感。 　

　　三、标准实施意义

　　通过该标准的制定和实施，将为生产过程中常见的监测过程均值的小幅波动监控与分析问题提供解决办法，对生产过程中的质量指标进行更及时准确的判断，对可能出现的问题进行预警，从而达到提高生产过程水平的效果。该标准可对我国高速铁路、装备制造、复杂产品制造等系统在运行过程中所产生的实时状态数据和产品质量数据进行监测，提升系统安全可靠性。

　　作者：赵静|基础标准化研究所

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