1、1质量管理统计分析方法质量管理统计分析方法 一、质量管理常用的统计分析方法 质量管理中常用的统计方法有七种:它们是:分层法、排列图法、因果分析图法、频数分布直方图法、控制图法、相关图法和统计调查表法。这七种方法通常又称为质量管理的七种工具。 (一)排列图法 排列图又称主次因素分析图或称巴列特图，它是由两个纵坐标、一个横坐标、几个直方图形和一条曲线所组成。利用排列图寻找影响质量主次因素的方法叫排列图法。2 1排列图的作法 (1)搜集整理数据 在质量管理中，排列图主要用来寻找影响质量的主要因素，因此,应搜集各质量特性的影响因素或各种缺陷(简称项目)的不合格点数。 例101 某施工队砌筑工程的质量检
2、查结果是；在全部检查八个项目中不合格点有150个，为了进一步提高质量,应对这些不合格点进行分析，以便找出砌筑工程中的薄弱环节。首先搜集不合格点的原始资料，见表10-2。3 然后对原始资料进行整理，将频数较少的轴线位移、标高和游丁走缝三项合并为“其它”项。按频数由大到小顺序排列各检查项目，“其它”项排列最后，计算各项相应的频率和累计频率：结果见表10-3。 不合格点数统计表 表10-2 序 号检查项目不合格点数12345678轴线位移基础和楼面标高垂直度表面平整度水平灰缝厚度水平灰缝平直度游丁走缝门窗洞口宽度112418543949合 计1504 不合格点项目频数统计表 表10-3 (2)画排列
3、图 1)画横坐标。将横坐标按项目等分，并按频数由大到小从左至右顺序排列，该例题中横坐标分六等份，如图106。序 号项 目频 数频 率%累计频率%1水平灰缝厚度5436362水平灰缝平直度392636+26=623垂直度241662+16=784表面平整度181278+12=905门窗洞口宽度9690+6=966其 它6496+4=100合 计1501005306090120150002040608090100频率（%）水平灰缝厚度水平灰缝垂直度垂直度表面平整度门窗洞口宽度其它C类B类A类图10-6 砌砖工程质量排列图频数6 2)画纵坐标。左端的纵坐标表示频数，右端的纵坐标表示频率，要求总频数应
4、对应于频率坐标的100。如该列中150应与100在一条水平线上。 3)画频数直方形。以频数为高画出各项目的直方形，见图106。7 4)画累计频率折线。从横坐标右端点开始，依次连接各项目右端点所对应的累计频率值，所得折线称为累计频率折线或叫巴列特曲线，见图106。 5)记录必要事项。如标题、搜集数据的方法和时间等。 图106为上例砌筑工程质量排列图。 2排列图的观察与分析 (1)观察直方形。排列图中的每个直方形都表示一个质量问题或影响因素。影响程度与各直方形高度成正比。8 (2)确定主次因素。利用ABC分类法确定主次因素，具体做法是将累计频率值分(o80)、(80 90)、(90 100)三部分
5、，与其对应的影响因素分别为A、B、C三类，即图106中虚线所示的三条线。A类所含因素为主要因素，B类所含因素为次要因素，C类所含因素为一般因素。 累计频率达78，属于A类，是影响质量的主要因素，表面平整度属于B类，是次要因素。其余属C类，为一般因素。 3排列图的应用 (1)按不合格点的缺陷形式分类，可以分析出造成质量问题的薄弱环节。9 (2)按生产工序分类，可以找出生产不合格品最多的关键工序。 (3)按生产班组或单位分类，可以分析比较各单位技术水平和质量管理水平。 (4)将采取提高质量措施前后的排列图对比，可以分析措施是否有效。 (5)此外还可以用于成本费用分析、安全问题分析等。 (二)因果分
6、析图法 因果分析图法是用因果分析图来整理分析 质量问题(结果)与其产生原因之间关系的有效工具。因果分析图也称特性要因图，又因其形状常被称为树枝图或鱼刺图。 10某个质量问题结果更小原因中原因中原因主干大枝中枝小枝图10-7 因果分析图的基本形式小原因大原因因果分析图基本形式如图107所示。 从图107可见，因果分析图由质量特性(质量结果)、要因、枝干、主干等所组成。 因果分析图的绘制步骤与图中箭头方向恰恰相反，是从结果开始将原因逐层分解的，具体绘制步骤是：11 1明确质量问题结果。画出质量特性的主干线。 2确定影响质量特性大的方面的原因。一般来说，影响质量因素有五大因素，即人、机械、材料、工艺
7、、环境等。另外还可以按产品生产工序进行分析。 3将每种大原因进一步分解为中原因、小原因等，直至分解的原因可以采取具体措施加以解决为止。 4检查图中所列原因是否齐全，可以对初步分析结果进行广泛征求意见，并做必要修改和补充。 5选择出影响较大的因素做出标记。12 例如混凝土强度不够的因果分析图。从人、材料、机械、工艺、环境等几个方面把主要影响因素列出来，可以从这几个方面采取措施，提高质量，如图l08所示。 绘制因果分析图不是最终目的。根据图中所反映的主要原因，制订改进措施和对策，限期解决问题，保证产品质量不断提高，这才是目的。具体实施时，一般应编制一个对策计划表。 表104是混凝土强度不足的对策计
8、划表。 13人料工艺环境图10-8 混凝土强度不足因果分析图分工不明确机砂石含泥量大未筛洗水泥过期振捣器常坏搅拌机失修图快偷懒责任性差新工人未培训技术水平低施工未交底场地太窄气温太低养护差未覆盖配合比不当称量不准水灰比不准坍落度不宜振捣差模板跑浆混凝土强度不足14 对策计划表 表10-4项目序号产生问题原因采 取 的 对 策执行人完成时间人1分工不明确根据个人特长、确定每道工序的负责人及各操作人员职责，挂牌示出 2 缺乏基本知识组织学习操作规程 搞好技术交底 工艺3配比不当 根据数理统计结果，按施工实际水平进行配比计算。进行实验 4水灰比控制不严 制作冰箱 捣制时每半天测砂石含水率一次 捣制时
9、控制坝落度在5cm以下 5计量不准 校正磅秤 材料6水泥重量不够进行水泥重量统计 7 原材料不合格对砂、石、水泥进行各项指标试验 8石子含泥量大用搅拌机洗、过筛 机械9 振捣器常坏 使用前检修一次 ；施工时配备电工；准备铁插杆10搅拌机常坏 使用前检修一次 ； 施工时配备检修工人 环境11 场地乱 认真清理，搞好平面布置，现场实行分片制12气候变化 准备草包，养护落实到人 15 (三)频数分布直方图法 频数分布直方图法简称直方图法。它是将搜集到的质量数据进行分组整理，绘制成频数分布直方图，用以描述质量分布状态的一种分析方法。根据直方图可掌握产品质量的波动情况，了解质量特征的分布规律，以便对质量
10、状况进行分析判断。 1直方图的绘制方法 (1)搜集整理数据。用随机抽样的方法抽取数据，一般要求数据在50个以上。 例102 某建筑施工工地浇筑C30混凝土，为对其抗压强度进行质量分析，共搜集了50份抗压强度试验报告单，经整理如麦10-5。 16 数据整理表(单位：N ） 表10-5序号抗压强度数据最大值最小值1234567891039.837.235.839.939.242.335.946.236.444.437.738.035.234.335.437.542.437.638.342.033.833.131.833.234.435.541.838.343.437.931.539.037.140
11、.438.139.336.339.738.238.436.136.034.041.240.337.336.238.038.039.539.839.037.141.240.342.342.446.242.444.431.533.131.833.234.435.535.937.636.437.917(2)计算极差R。极差R是数据中最大值和最小值之差，本例中； (3)对数据分组。包括确定组数、组距、和组限。1)确定组数K。确定组数的原则是分组的结果能正确地反映数据的分布规律。组数应根据数据多少来确定。)/(7 .145 .312 .46)/(5 .31)/(2 .462minmax2min2maxm
12、mNxxRmmNxmmNx18 组数过少，会掩盖数据的分布规律，组数过多，使数据过于零乱分散，也不能显示出质量分布状况。一般可参考表10-6的经验数值确定。 本例中取K=8。 数据分组参考值 表10-6数据总数N分组数K50100610100250712250以上102019 2)确定组距H。组距是组与组之间的间隔，即一个组的范围。各组距应相等，于是有： 极差组距组数 R HK本例中: 3)确定组限每组的最大值为上限，最小值为下限，上、下限统称组限。 确定组限时应注意使各组之间连续，即较低组上限应为相邻较高组下限，这样才不致使得有的数据被遗漏对恰恰处于组限值上的数据，其解决的办法有:规定每组上
13、(或下)组限不计在该组内，而应计入相邻较高(或较低)组内，将组限值较原始数据精度提高半个最小测量单位。)/(28 . 187 .142mmNKRH20 本例采取第一种方法划分组限，即每组上限不计入该组内。 首先确定第一组下限: 第一组上限:30.5+H=30.5+2=32.5 第二组下限=第一组上限32.5 第二组上限:32.5+H32.5+2=34.5 以下以此类推， 最高组限为44.546.5，分组结果覆盖了全部数据。5 .3020 . 25 .312minHx21 (4)编制数据频数统计表。统计各组频数，可采用唱票形式进行，频数总和应等于全部数据个数。本例频数统计结果见表107。 频 数
14、 统 计 表 表10-7组号组限(N) 频数统计频数组号组限(N) 频数统计频数123430.532.5 32.534.5 34.536.536.538.5 ? 正一正正正正正261015567838.540.540.542.542.544.544.546.5正正?一9521合 计5022(5)绘制频数分布直方图。在频数分布直方图中，横坐标表示质量特性值，本例中为混凝土强度，并标出各组的组限值。根据表l07可以画出以组距为底，以频数为高的k个直方形，便得到频数分布直方图。1357911131530.5 32.5 34.5 36.5 38.5 40.5 42.5 44.546.5强度(mm)频数
15、图10-9 混凝土强度分布直方图23 2直方图的观察分析 (1)观察直方图的形状、判断质量分布状态。作完直方图后，首先要认真观察直方图的整体形状，看其是否是属于正常型直方图。正常型直方图应是中间高，两侧低，左右接近对称的图形。 出现非正常型直方图时，表明生产过程或搜集数据作图有问题。这就要求进一步分析判断，找出原因，从而采取措施加以纠正。如下图所示：24(a)(b)(c)(d)(e)(f)图10-10 常见的直方图图形(a) 正常型 (b)折齿型 左缓坡形 (d)孤岛型 (e)双峰形 (f)绝壁形25 1)折齿形(图b)，是由于分组不当或者组距确定不当出现的分布状态， 2)左(或右)缓坡型(图
16、)，主要是由于操作中对上限(或下限)控制太严造成的， 3)弧岛型(图d)，是原材料发生变化，或者临时他人顶班作业造成的； 4)双峰型(图e)，是由于用两种不同工艺或两台设备或两组工人进行生产，然后把两方面数据混在一起整理产生的。26TBTTTTTBBBBB)(Mx)(Mx)(Mx)(Mx)(Mx)(Mx(a)(b)(c)(d)(e)(f)图10-11 实际质量分布与标准比较27 5)绝壁型(图f)，是由于数据收集不正常，可能有意识地丢掉下限以下的数据，或是在检测过程中存在某种人为因素所造成的。 (2)将直方图与质量标准比较，判断实际工序生产能力。作出直方图后，除了观察直方图形状，分析质量分布状
17、态外。再将正常型直方图与质量标准比较，从而判断实际生产(加工)工序能力。正常型直方图与质量标准相比较，一般有如图1011所示六种情况。图中： T表示质量标准要求界限； B表示实际质量特性分布范围。28 1)图a，B在T中间，质量分布中心 与质量标准中心M重合，实际数据发布与质量标准相比较两边还有一定余地。这样的工序质量是很理想的，说明生产工序处于正常的稳定状态。在这种情况下生产出来的产品可认为全都是合格品。 2)图b，B虽然落在T内，但质量分布中心 与T的中心M不重合，偏向一边。这样如果工序状态一旦发生变化，就可能超出质量标准下限而出现不合格品。出现这样情况时应迅速采取措施，使直方图移到中间来
18、。 3)图c，B在T中间，且B的范围接近T的范围，没有余地，生产过程一旦发生小的变化，产品的质量特性值就可能超出质量标准。出现这种情况时，必须立即采取措施，以缩小质量分布范围。 xx29 4)图d，B在T中间，但两边余地太大，说明加工过于精细，不经济。在这种情况下，可以对原材料、设备、工艺、操作等控制要求适当放宽些，有目的地使B扩大，从而有利于降低成本。 5)图e，质量分布范围B已超出标准下限之外，说明已出现不合格品。此时必须采取措施进行调整，使质量分布位于标准之内。 6)图f，质量分布范围完全超出了质量标准上、下界限，散差太大，产生许多废品，说明工序能力不足，应提高工序能力，使质量分布范围B
19、缩小。30 （四）控制图法 控制图又称管理图。它是在直角坐标系内画有控制界限，描述生产过程中产品质量波动状态的图形。利用控制图区分质量波动原因，判明生产工序是否处于稳定状态的方法，称为控制图法 1控制图的基本形式及其作用 (1)控制图的基本形式。控制图的基本形式如图1012所示。横坐标为样本(子样)序号或抽样时间，纵坐标为被控制对象，即被控制的质量特性值。控制图上一般有三条线:在上面的31被控制对象123456789 10 11 12UCLCLLCL样本序号图10-12 控制图基本形式 一条虚线称为上控制界限，用符号UCL表示，在下面的一条虚线称为下控制界限，用符号LCL表示；中间的一条实线称
20、为中心线，用符号CL表示。32 在生产过程中通过抽样取得数据，把样本统计量描在图上来分析判断工序状态。如果点子随机地落在上、下控制界限内，则表明生产过程正常，工序处于稳定状态，不会产生不合格品，如果点子超出控制界限，或点子排列有缺陷，则表明生产条件发生了异常变化，工序处于失控状态。 (2)控制图的作用。控制图是用样本数据来分析判断工序(总体)是否处于稳定状态的有效工具。它的主要作用有两个： 1)工序分析，即分析生产过程是否稳定。 2)工序控制，即控制工序质量状态。 具体内容不作详细介绍33 2控制图的原理 造成质量数据差异性主要有五个方面因素，即:人:包括质量意识、技术熟练程度、疲劳等因素;材
21、料:包括材料成分、外形尺寸、理化性能等因素，方法:包括生产工艺、操作方法等因素,环境:包括工作地点的温度、湿度、清洁条件、噪音干扰等因素，机械设备:包括其精度、维修保养状况等因素。所有这些在生产过程中都同时对产品质量起着影响作用。 上述造成质量特性值波动的五个方面因素，归纳起来为两类原因：一类是偶然性原因，一类是系统性原因，偶然性原因是对产品质量经常起作用的因素，其具有随机性的特点。34 这些因素在生产中大量存在，但对质量影响很小，一般来说不会因此造成废品。这些因素在技术上难以测量，且难以消除，难以避免，或在经济上不值得消除。通常把这类因素称为正常因素。 系统性原因是指如原材料质量规格有显著变
22、化，工人不遵守操作规程，机械设备过度磨损或发生故障等。它对质量波动影响很大，要产生次品或废品。而这些因素是容易识别，也是可以避免的。通常把系统性原因称为异常因素。 在生产过程中，如果仅仅存在偶然性原因影响，而不存在异常因素，这时生产过程是处于稳定状态，或称为控制状态。35 产品质量特性值的波动是有一定规律的，即质量特征值分布服从正态分布。控制图就是利用这个规律，来识别生产过程中的异常因素，控制由系统性原因造成的质量波动，保证工序处于控制状态。 如何衡量生产工序是否处于稳定状态，观察产品质量分布情况，一是看分布中心位置()；二是看分布的离散程度（）见下图：图中每一条曲线都可以看成是生产过程进行中
23、某一时刻可能的质量分布，它反映了该时刻的生产工序状态。图中列举了(a)、(b)、(c)、(d)四种情形。假定其初始状态是一样的，其产品质量都服从同一正态分布。36(a)(b)(c)(d)图10-13 产品质量特性值分布曲线变化37 情形(a)，产品质量分布中心与散差都不随时间(生产进程)而改变，即和不变，这种情况下我们对于生产出的产品以及将要生产的产品都有充分的把握；因而可以说这时的工序中没有异常因素存在，是处于控制状态。 情形(b)，产品质量分布中心随时间(生产进程)变化发生了较大偏移。 情形(c)，产品质量的散差增加了，即增大了。 情形(d)，产品质量分布中心和散差都发生了较大改变，即值偏
24、离标准中心，值增大。 后三种情形都是由于工序中存在异常原因引起的，都有可能产生不合格品，工序不能再维持初始的质量水平，而处于不稳定状态。38 因此，我们可依据描述产品质量分布的集中趋势和离散程度的统计特征值随时间(生产进程)的变化情况来分析工序是否处于稳定状态。在控制图中，只要样本质量的特征值是随机地落在上、下控制界限之内，就表明产品质量分布的参数和基本保持不变，工序中只存在偶然因素，工序是稳定的。而一旦发生了质量数据点飞出控制界限之外，或排列有缺陷，则说明工序中存在系统原因，使和发生了改变，生产过程出现异常情况。 3控制图的种类不作详细介绍39 4控制图控制界限的确定 根据数理统计学原理和经
25、济原则，采用的是“三倍标准偏差法”来确定控制界限，即将中心线定在被控制对象的平均值上，以中心线为基准向上、下各量三倍被控制对象的标准偏差作为上、下控制界限。因为控制图是以正态分布为理论依据，采用“三倍标准偏差法”可以在最经济的条件下，实现工序控制，达到保证产品质量的目的。 按三倍标准偏差法，各类控制图的控制界限的计算公式如表108所示。控制图用系数见表109。40 控制图控制界限计算公式 表10-8控制图种类中心图控制界限样本大小计量值控制图平均数 控制图极差R控制图中位数 控制图单值x控制图移动极差Rs控制图n2n2n2n=1n=2计数值控制图计件不合格品数Pn控制图不合格品率P控制图n=常
26、数n=常数计点缺陷数C控制图单位缺陷数u控制图n=常数n=常数xxkkisiRsRkkiixxkkiixxkkiiRRkkiixx11111kiinkiiniRPkkiiniRnP111kkiiuukkiiCC11ssRDRExRAmxRDRDRAx4223342,31nnnPPP31nnnPPP3CC 3nuu 41 控制图用系数表 表10-9样本大小23456789101.881.020.730.580.480.420.370.340.313.272.572.282.112.001.921.861.821.780.080.140.180.221.881.190.800.690.550.51
27、0.430.410.362.661.771.461.291.181.111.051.010.962A4D3D23Am2E42 5控制图的绘制方法 无论是计量值控制图还是计数值控制图，其绘制程序基本是一致的。首先，要选定被控制的质量特性，其次，收集数据并分组。数据量应不少于50100个，收集数据的时间不应少于1015天。样本含量多取n45。再次，确定中心线和控制界限。利用表108所列公式计算确定。最后是描点分析，如果认为工序处于稳定状态，则控制图可转为控制工序用。如果工序处于非控制状态，则应查明原因，剔除异常点，或重新取得数据，再行绘制，直到得出处于稳定状态下的控制图为止。下面举例说明绘制方法；
28、 例10-3) 某混凝土搅拌站捣制C30的混凝土，为保证其质量，采用平均值与极差( R)控制图进行分析和控制。控制图的绘制步骤如下： (1)收集数据并分组，共收集了50份抗压强度报告单。按时间顺序排列，每组五个数（n=5)共分10组（k=10）x43 混凝土强度数据表 表10-10组序抗压强度(N)小计x平均值极差1234567891032.536.737.541.137.736.433.138.635.839.444.638.933.447.034.039.336.740.936.942.435.641.836.837.037.438.533.943.738.140.734.730.837.
29、134.235.336.335.535.141.342.234.940.339.937.932.834.437.839.743.138.3182.3188.5184.5197.2177.2184.9177.0198.0195.2203.036.4637.7036.9439.4435.4436.9835.4039.6039.0440.6012.111.06.512.84.94.94.78.67.34.1合 计377.676.9ixiR1x2x3x4x5x44 (2)确定中心线和控制界限 1)计算每组的平均值 和极差 ,要求精度较测定单位高一级。其结果记入表1010中最后两列。 2)计算各组平均值
30、 的平均值 和各组极差 的平均值 。 3)确定中心线和控制界限 控制图的中心线和控制界限为:iRixixxiRR)/(69. 7109 .76)/(76.37106 .3772121mmNkRRmmNkxxkiikiix)/(30.3369. 758. 076.37)/(22.4269. 758. 076.37)/(76.3722222mmNRAxLCLmmNRAxUCLmmNxCL45 R控制图的中心线和控制界限为:可不考虑下控制界限6/23.1669. 711. 2/69. 73242nRDLCLmmNRDUCLmmNRCL46 3)绘图、描点与分析 根据确定的控制图的中心线和上、下控制界
31、限，绘制出 控制图和及R控制图，并将各组的平均值和极差变为点子描在图上，如图1014所示。观察分析控制图上点子分布情况可知，混凝土生产工序处于稳定状态。所确定的控制界限，可转为控制工序之用。x471234567891012345678910组号组号43413937353316141210864UCL=42.22CL=37.76LCL=33.30UCL=16.23CL=7.69控制图控制图控制图控制图RXRxR控制图x混凝土强度14图1048 6，控制图的观察与分析 绘制控制图的目的主要是对控制图进行观察和分析，判断工序是否处于稳定状态。这主要通过对控制图上点子的分布情况的观察与分析来进行。 当
32、控制图同时满足以下两个条件；一是点子全部落在控制界限之内，二是控制界限内的点子排列没有缺陷，我们就可以认为生产过程基本上处于稳定状态。 点子全部落在控制界线内，是指应符合下述三个要求： 1)连续25点以上处于控制界限内， 2)连续35点中仅有一点超出控制界限 3)连续lOO点中不多于2点超出控制界限。 49 所谓控制界限内的点子排列没有缺陷，是指点子的排列是随机的，而没有出现异常现象。这里的异常现象是指点子排列出现了“链”、“同侧”、“趋势”等情况。 (1)链，是指点子连续出现在中心线一侧的现象。 1)出现五点链，应注意工序发展状况。 2)出现六点链，应开始调查原因。 3)出现七点链，应判定工
33、序异常，需采取处理措施，如图1015所示。 (2)多次同侧，是指点子在中心线一侧多次出现的现象，或称偏离。下列情况说明生产过程已出现异常。 50 1)在连续11点中有10点在同侧如图1016所示。 2)在连续14点中有12点在同侧。 3)在连续17点中有14点在同侧。 4)连续20点中有16点在同侧。 3)趋势或倾向，是指点子连续上升或连续下降的现象。连续七点或七点以上上升或下降排列，就应判定生产过程有异常因素影响，要立即采取措施，如图1017所示。 (4)周期，即点子的排列显示周期性变化的现象。这样既使所有点子都在控制界限内，也应认为生产过程为异常，如图1018所示。51(5)点子排列接近控
34、制界限，是指点子落在了 2以外、 3以内。如属下列情况的判定为异常。如图1019。xxUCLCLLCL图10-15UCLCL图10-16UCLCL图10-17UCLCL图10-1852 1)连续3点至少有2点接近控制界限。 2)连续7点至少有3点接近控制界限。 3)连续10点至少有4点接近控制界限。UCLCLLCL3322图10-19 53 (五)相关图法 相关图又称散布图。在质量管理中通常是用来显示两种质量数据之间关系的一种图形。质量数据之间的关系多属相关关系。一般有三种类型：一是质量特性和影响因素之间的关系；二是质量特性和质量特性之间的关系，三是影响因素和影响因素之间的关系。 我们可以用y
35、和x表示质量特性值和影响因素，通过绘制散布图，计算相关系数等，分析研究两个变量之间是否存在相关关系，以及这种关系密切程度如何，进而对相关程度密切的两个变量，通过对其中一个变量的观察控制，去估计控制另一个变量的数值，以达到保证产品质量的目的。这种统计分析方法，称为相关图法。541相关图的绘制方法 例10-4 分析混凝土抗压强度和水灰比之间的关系。 (1)搜集数据。要成对地搜集两种质量数据，数据不得过少。本例搜集数据如表1011所示。 混凝土抗压强度与水灰比统计资料 表10-11 (2)绘制相关图。在直角坐标系中，一般x轴用来代表原因的量或较易控制的量，本例中表示水灰比；y轴用来代表结果的量或不易
36、控制的量，本例中表示强度。然后将数据在相应的坐标位置上描点，便得到散布图，如图10-20所示。序 号12345678x水灰（W/C）0.40.450.50.550.60.650.70.75y强度（N/） 36.335.328.224.023.020.618.415.055 图10-20 相关图35302520150.40.50.60.7yx56 2相关图的观察与分析 相关图中点的集合，反映了两种数据之间的散布状况，根据散布状况我们可以分析两个变量之间的关系。归纳起来，有以下六种类型，如图10-21所示。 (1)正相关(图中a)。散布点基本形成由左至右向上变化的一条直线带，即随x增加，y值也相应
37、增加，说明X与y有较强的制约关系。此时，可通过对x控制而有效控制y的变化。 (2)弱正相关(图中b)。散布点形成向上较分散的直线带。随x值的增加，y值也有增加趋势，但x、y的关系不像正相关那么明确。说明y除受x影响外，还受其他更重要的因素影响。需要进一步利用因果分析图法分析其他的影响因素。57 (3)不相关(图中c)。散布点形成一团或平行于x轴的直线带。说明x变化不会引起y的变化或其变化无规律，分析质量原因时可排除x因素。 (4)负相关(图中d)。散布点形成由左向右向下的一条直线带。说明x对y的影响与正相关恰恰相反。 (5)弱负相关(图中e)。散布点形成由左至右向下分布的较分散的直线带。说明x
38、与y的相关关系较弱，且变化趋势相反，应考虑寻找影响y的其它更重要的因素。 (6)非线性相关(图中f)。散布点呈一曲线带，即在一定范围内x增加，y也增加，超过这个范围,x增加，y则有下降趋势。 从图l020可以看出本例水灰比对强度影响是属于负相关。初步结果是，在其他条件不变情况下，混凝土强度随着水灰比增大有逐渐降低的趋势。58yxyxyxyxyxyx (a)正相关(b)弱正相关(c)不相关(d)负相关(e)弱负相关(f)非线性相关图10-21散布图的类型59 3相关系数 通过绘制并观察散布图，可定性分析判断两个变量之间的相关关系。而用相关系数则可定量地度量两个变量之间线性相关关系的密切程度。 (
39、1)相关系数的计算。相关系数用r表示，其计算公式为: 根据上述公式，例10-4的相关系数可列表10-12进行计算。2222yynxxnyxxynr60 相关系数计算表 表10-12序 号水灰比x强度yxy10.4036.30.161317.6914.5220.4535.30.20251246.0915.8930.5028.20.25795.2414.1040.5524.00.3025576.0013.2050.6023.00.36529.0013.8060.6520.60.4225424.3613.3970.7018.40.49338.6512.8880.7515.00.5625225.001
40、1.25合 计4.6200.82.755451.94109.032x2y61 (2)相关系数的意义。相关系数可以定量地说明变量X、y之间线性相关关系的密切程度和变化方向。相关系数r是一个无量纲数值，变化范围是: -1r1 r的绝对值越接近于1，表示X、y之间线性相关程度高：r越接近于0，表示线性相关程度低，当r等于零时，有两种可能，即或者是非线性相关，或者是不相关。 当r为负值时，表示变量间为负相关，r为正值时，表示变量间为正相关。978. 08 .20094.545186 . 475. 288 .20060. 403.109822r62 当变量数据较多(n50)时，可以将相关关系的密切程度分
41、为四级: 1)r0.3，x、y无线性相关关系 2)0.3r0.5，x、y是低度相关关系 3)0.5r0.8，x,y是显著相关关系； 4)r0.8，x、y是高度相关关系。 当变量数据较少时(即小样本)，需要对相关系数进行检验。63 (3)相关系数的检验。相关系数是根据样本资料计算的，根据抽样原理可知，用一个小样本的相关系数去说明总体的相关程度是具有随机性的。需要对样本相关系数进行检验。 下面介绍一种查表检验的方法，其步骤如下： 1)确定自由度，当样本数据对数是n时，自由度等于n-2。 2)确定危险率，一般取5或1.0。危险率的含义是用计算的样本相关系数说明总体相关程度，其可靠程度为(1-)，即9
42、5或99。 3)查相关系数检验表，根据自由度，n-2和危险率查相关系数检验表，见表10-13。64 相关系数检验表 表10-13n-2n-2n-20.010.050.010.050.010.0512345678910111213141.0000.9900.9500.9170.8740.8340.7980.7650.7350.7080.6840.6610.6410.6230.9970.9500.8780.8110.7540.7070.6660.6320.6020.5760.5530.5320.5140.49715161718192021222324252627280.6060.5900.5750
43、.5610.5490.5370.5260.5150.5050.4960.4870.4780.4700.4630.4820.4680.4560.4440.4330.4230.4130.4040.3960.3880.3810.3740.3670.361293035404550607080901000.4560.4490.4180.3930.3720.3540.3250.3020.2830.2670.2540.3550.3490.3250.3040.2880.2730.2500.2320.2170.2050.19565 从表中查得相应的 和计算的 比较，这里 是在一定的可靠度(1 )条件下，样本相关
44、系数有效的起码值(界限值)，即 时，可以判断x、y相关，其保证程度是(1)；若 ，则认为x与y无线性相关关系。 在例104中，n=8，需要对相关系数进行检验。自由度=82=6， 取0.05，查表可得0.707，因 0.978，因而可以认为混凝土强度与水灰比之间存在高度线性相关关系，是负相关。在实际工作中我们就可以通过控制水灰比来保证混凝土强度。rrrrrrr05. 0rr66 (六)分层法 分层法又叫分类法，是将调查搜集的原始数据，根据不同的目的和要求，按某一性质进行分组、整理的分析方法。分层的结果使数据各层间的差异突出地显示出来，层内的数据差异减少了。在此基础上再进行层间、层内的比较分析，可
45、以更深刻地发现和认识质量问题的本质和规律。由于产品质量是多方面因素共同作用的结果，因而对同一批数据，可以按不同性质分层，使我们能从不同角度来考虑、分析产品存在的质量问题和影响因素。67 常用的分层标志有； 1按操作班组或操作者分层； 2按机械设备型号、功能分层， 3按工艺、操作方法分层， 4按原材料产地或等级分层， 5按时间顺序分层。(七)统计调查表法 统计调查表法是利用专门设计的统计调查表，进行数据搜 集整理和粗略分析质量状态的一种方法。68 在质量管理活动中，利用统计调查表搜集数据，简便灵活，便于整理。它没有固定的格式，一般可根据调查的项目，设计出不同的格式。常用的统计分析表有： 1. 产品缺陷部位统计调查表， 2统计不合格项目的调查表， 3统计影响产品质量主要原因调查表， 4统计质量检查评定用的调查表等。
