直方圖

（一）直方圖用途

直方圖法是把數(shù)據(jù)的離散狀態(tài)分布用豎條在圖表上標(biāo)出，以幫助人們根據(jù)顯示出的圖樣變化，在縮小的范圍內(nèi)尋找出現(xiàn)問(wèn)題的區(qū)域，從中得知數(shù)據(jù)平均水平偏差并判斷總體質(zhì)量分布情況。

（二）直方圖畫(huà)法

下面通過(guò)例子介紹直方圖如何繪制。

[例5-1]生產(chǎn)某種滾珠，要求直徑x為15.0±1.0mm，試用直方圖對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1．收集數(shù)據(jù)

在5M1E（人、機(jī)、法、測(cè)量和生產(chǎn)環(huán)境）充分固定并加以標(biāo)準(zhǔn)化的情況下，從該生產(chǎn)過(guò)程收集n個(gè)數(shù)據(jù)。N應(yīng)不小于50，最好在100以上。本例測(cè)得50個(gè)滾珠的直徑如下表。其中Li為第i行數(shù)據(jù)最大值，Si為第i行數(shù)據(jù)最小值。

表5-1 50個(gè)滾珠樣本直徑

2．找出數(shù)據(jù)中最大值L、最小值S和極差R

L=MaxLi=15.9，S=MinSi=14.2，R=S-L=1.7              （5.1）

區(qū)間[S，L]稱為數(shù)據(jù)的散布范圍。

3．確定數(shù)據(jù)的大致分組數(shù)k

分組數(shù)可以按照經(jīng)驗(yàn)公式k=1+3.322lgn確定。本例取k=6。

4．確定分組組距h

                          （5.2）

5．計(jì)算各組上下限

首先確定第一組下限值，應(yīng)注意使最小值S包含在第一組中，且使數(shù)據(jù)觀測(cè)值不落在上、下限上。故第一組下限值取為：

然后依次加入組距h，便可得各組上下限值。第一組的上限值為第二組的下限值，第二組的下限值加上h為第二組的上限值，其余類(lèi)推。各組上下限值見(jiàn)表5-2。

表5-2頻數(shù)分布表

6．計(jì)算各組中心值bi、頻數(shù)fi和頻率pi

   bi=（第i組下限值+第i組上限值）/2，頻數(shù)fi就是n個(gè)數(shù)據(jù)落入第i組的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，而頻數(shù)pi=fi/n（見(jiàn)表14-3）。

7．繪制直方圖

   以頻數(shù)（或頻率）為縱坐標(biāo)，數(shù)據(jù)觀測(cè)值為橫坐標(biāo)，以組距為底邊，數(shù)據(jù)觀測(cè)值落入各組的頻數(shù)fi（或頻率pi）為高，畫(huà)出一系列矩形，這樣就得到圖形為頻數(shù)（或頻率）直方圖，簡(jiǎn)稱為直方圖，見(jiàn)圖5-1。

（三）直方圖的觀察與分析

   從直方圖可以直觀地看出產(chǎn)品質(zhì)量特性的分布形態(tài)，便于判斷過(guò)程是否出于控制狀態(tài)，以決定是否采取相應(yīng)對(duì)策措施。直方圖從分布類(lèi)型上來(lái)說(shuō)，可以分為正常型和異常型。正常型是指整體形狀左右對(duì)稱的圖形，此時(shí)過(guò)程處于穩(wěn)定（統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)）。如圖5-2a。如果是異常型，就要分析原因，加以處理。常見(jiàn)的異常型主要有六種：

1．雙峰型（圖5-2b）：直方圖出現(xiàn)兩個(gè)峰。主要原因是觀測(cè)值來(lái)自兩個(gè)總體，兩個(gè)分布的數(shù)據(jù)混合在一起造成的，此時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)加以分層。

2．鋸齒型（圖5-2c）：直方圖呈現(xiàn)凹凸不平現(xiàn)象。這是由于作直方圖時(shí)數(shù)據(jù)分組太多，測(cè)量?jī)x器誤差過(guò)大或觀測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等造成的。此時(shí)應(yīng)重新收集和整理數(shù)據(jù)。

3．陡壁型（圖5-2d）：直方圖像峭壁一樣向一邊傾斜。主要原因是進(jìn)行全數(shù)檢查，使用了剔除了不合格品的產(chǎn)品數(shù)據(jù)作直方圖。

4．偏態(tài)型：（圖5-2e）：直方圖的頂峰偏向左側(cè)或右側(cè)。當(dāng)公差下限受到限制（如單側(cè)形位公差）或某種加工習(xí)慣（如孔加工往往偏小）容易造成偏左；當(dāng)公差上限受到限制或軸外圓加工時(shí)，直方圖呈現(xiàn)偏右形態(tài)。

5．平臺(tái)型（圖5-2f）：直方圖頂峰不明顯，呈平頂型。主要原因是多個(gè)總體和分布混合在一起，或者生產(chǎn)過(guò)程中某種緩慢的傾向在起作用（如工具磨損、操作者疲勞等）。

6．孤島型（圖5-2g）：在直方圖旁邊有一個(gè)獨(dú)立的“小島”出現(xiàn)。主要原因是生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)異常情況，如原材料發(fā)生變化或突然變換不熟練的工人。

編輯：foodqa