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Research on the Application of Control Chart Method in the Stability Assessment of Measurement Standard
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摘要: 以临界流文丘里喷嘴法气体流量标准装置的计量标准稳定性考核为例，探讨了控制图的建立与应用。首先利用统计控制限建立极差控制图（R图），在确认R图处于受控状态后，再建立平均值控制图（
$ \overline x $ 图），并对控制图进行分析。不同于JJF 1033-2016《计量标准考核规范》中规定的$ \overline x $ 图控制限的计算方法，本文从计量标准稳定性考核要求的角度出发，确定$ \overline x $ 图的目标控制限。控制图能用来监控计量标准所提供的标准量值的变化情况，并基于稳定性考核的要求，直观、准确地对计量标准稳定性进行判断，预警可能发生的质量失控，保证计量标准的稳定性。Abstract: The establishment and application of control charts are discussed by taking the stability assessment of the metrological standard of the critical flow venturi nozzle method gas flow standard device as an example. Firstly, the range control chart (R chart) is established based on the statistical control limit. Then, the average control chart ($ \overline x $ chart) is established after the confirmation that the R chart is in a controlled state. And the analysis of control charts is further conducted. Starting from the angle of the requirement of the stability assessment, the target control limits of the$ \overline x $ chart are determined. The calculation method of control limits of the$ \overline x $ chart differs from the method stipulated in the JJF 1033-2016 Rule for the Examination of Measurement Standards. This paper determines the target control limits of the mean value control chart from the perspective of the requirements of stability assessment of metrology standards. The control chart can be used to monitor the changes in the standard values provided by the measurement standard and, based on the requirements of the stability assessment, make intuitive and accurate judgments on the stability of the measurement standard, warn of possible quality loss, and ensure the stability of the measurement standard.-
Key words:
- measurement standard /
- stability assessment /
- control chart /
- target control limits /
- warning limit /
- action limit
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图 1 稳定性考核控制图的建立流程
Figure 1. The process of establishing stability assessment control charts
图 4
$ {\overline x _j} $ 的正态分布曲线Figure 4. Normal distribution curve of
$ {\overline x _j} $ 表 1 稳定性考核数据
Table 1. Stability assessment data
j x1j x2j x3j $ {\overline x _j} $ Rj j x1j x2j x3j $ {\overline x _j} $ Rj 1 1196.205 1196.172 1196.055 1196.144 0.150 15 1198.427 1198.427 1198.366 1198.407 0.061 2 1196.155 1196.003 1196.108 1196.089 0.152 16 1198.018 1198.169 1198.302 1198.163 0.284 3 1197.742 1197.749 1197.533 1197.675 0.216 17 1198.871 1198.902 1198.774 1198.849 0.128 4 1197.652 1197.692 1197.633 1197.659 0.059 18 1197.081 1197.098 1197.102 1197.094 0.021 5 1198.368 1198.455 1198.442 1198.422 0.087 19 1198.614 1198.646 1198.702 1198.654 0.088 6 1196.749 1196.745 1196.637 1196.710 0.112 20 1198.354 1198.209 1198.159 1198.241 0.195 7 1196.252 1196.236 1196.430 1196.306 0.194 21 1198.500 1198.434 1198.390 1198.441 0.110 8 1197.794 1197.878 1197.768 1197.813 0.110 22 1199.138 1199.147 1199.293 1199.193 0.155 9 1198.310 1198.258 1198.217 1198.262 0.093 23 1197.212 1197.212 1197.172 1197.199 0.040 10 1196.959 1196.856 1196.768 1196.861 0.191 24 1196.440 1196.413 1196.677 1196.510 0.264 11 1197.782 1197.823 1197.710 1197.772 0.113 25 1199.187 1199.099 1199.079 1199.122 0.108 12 1197.391 1197.378 1197.274 1197.348 0.117 26 1198.183 1198.127 1198.114 1198.141 0.069 13 1198.130 1198.012 1197.857 1198.000 0.273 27 1197.319 1197.360 1197.459 1197.379 0.140 14 1198.234 1198.231 1198.134 1198.200 0.100 28 1197.960 1197.963 1197.933 1197.952 0.030 
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表 2 控制图的控制限及辅助线
Table 2. Control limits and auxiliary lines of control chart
控制图类型 CL 行动限 警告限 辅助线 UAL LAL UWL LWL CL+starget CL−starget 极差控制图（R图） 0.131 0.337 / 0.268 / / / 平均值控制图（$ \overline x $图） 1197.736 1200.430 1195.042 1199.532 1195.940 1198.634 1196.838
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表 3 数据正态性检验
Table 3. Normality test of data
j $ {\overline x _j} $/(p/m3) p($ {\overline x _j} $) $ \phi ({\overline x _j}) $ j ${\overline x _j}$/(p/m3) p($ {\overline x _j} $) $ \phi ({\overline x _j}) $ 1 1196.144 0.0923 0.0381 15 1198.407 0.336 0.772 2 1196.089 0.0826 0.0333 16 1198.163 0.397 0.683 3 1197.675 0.443 0.473 17 1198.849 0.206 0.892 4 1197.659 0.443 0.466 18 1197.094 0.344 0.237 5 1198.422 0.332 0.777 19 1198.654 0.263 0.847 6 1196.710 0.231 0.127 20 1198.241 0.379 0.713 7 1196.306 0.125 0.056 21 1198.441 0.326 0.784 8 1197.813 0.443 0.534 22 1199.193 0.119 0.948 9 1198.262 0.374 0.721 23 1197.199 0.371 0.275 10 1196.861 0.276 0.165 24 1196.510 0.175 0.086 11 1197.772 0.444 0.516 25 1199.122 0.135 0.939 12 1197.348 0.405 0.333 26 1198.141 0.401 0.674 13 1198.000 0.426 0.615 27 1197.379 0.411 0.346 14 1198.200 0.389 0.697 28 1197.952 0.432 0.595
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