统计过程控制的研究现状及展望

  本文关键词：统计过程控制的研究现状及展望，由笔耕文化传播整理发布。

２００８年第３２卷

第４期

中国石油大学学报（自然科学版）

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ

Ｖ０１．３２Ｎｏ．４

Ａｕｇ．２００８

文章编号：１６７３－５００５（２００８）０４－０１７５－０６

统计过程控制的研究现状及展望

田学民，曹玉苹

（中国石油大学信息与控制工程学院，山东东营２５７０６１）

摘要：回顾了统计过程控制的发展历史，介绍了统计过程控制的基本概念。将统计过程控制方法分为统计质量控制和统计性能监控两部分，统计质量控制包括单变量统计过程控制和基于统计回归的软测量技术，统计性能监控方法包括主元分析、独立元分析等多变量投影技术以及统计控制图。最后指出非高斯过程、非线性过程、故障预报、故障诊断以及自适应算法的研究将是近期的发展趋势。

关键词：统计过程控制；统计质量控制；统计性能监控；故障检测与诊断；故障预报中图分类号：ＴＰ

２７７

．

文献标识码：Ａ

Ｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓｏｆｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ

ＴＩＡＮＸｕｅ－ｍｉｎ，ＣＡＯＹｕ—ｐｉｎｇ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ

２５７０６１，Ｃｈｉｎａ）

ＷａＳ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ（ＳＰＣ）ｗ鹊ｒｅｖｉｅｗｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆＳＰＣ

ｍｅｔｈｏｄｓ

ｗｅｒｅ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＳＰＣ

ｉｎ—

ｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｅｒｍｓｏｆｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ（ＳＱＣ）ａｎｄ

ｓｅｎｓｏｒ

ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ

ｏｎ

ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ（ＳＰＭ）．ｓＯＣ

ｃｌｕｄｅｓｕｎｉｖａｒｉａｔｅｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓｏｆｔｔｉｓｔｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｃｈａｒｔｓａｎｄｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅ

ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｂａｓｅｄｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ．ＳＰＭｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｓｔａ－

ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｓｕｃｈａｓｐｒｉｎｃｉｐａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｃｏｍｐｏｎｅｎｔ

ａｓｎｏｎ Ｇａｕｓｓｉａｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｎｏｎｌｉｎｅａｒｐｒｏｃｅｓｓ，ｆａｕｌｔｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，ｆａｕｈｄｉａｇｎｏｓｉｓａｓ

ａｎａｌｙｓｉｓ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｓｏｍｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｓｕｃｈｗｅｌｌ

ａｓａｄａｐｔｉｖｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ

ｗｅｒｅｉｎｄｉｃａｔｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ

ｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ

。

ｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｆａｕｌｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄｄｉａｇｎｏ－

ｓｉ８：ｆａｕｌｔｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ

质量和安全是生产过程的命脉，也是倍受企业势。

和专家学者关注的重要研究课题。随着传感器、计

算机和自动化技术的发展，大量的过程数据被采集和保存下来。如何从数据中提取有用信息来保证产品的质量和过程的安全是近年来统计过程控制的研究热点ＩＩ圳，研究方向从早期的针对单变量的质量控制扩大到针对多变量的过程性能监控，研究对象从离散制造业扩展到连续过程和间歇过程。统计过程控制的研究和应用领域已涉及石油化工、钢铁制造、采矿、机械加工、电子元件、注塑、制药、食品加工、环境以及金融等领域口。０Ｉ。笔者对统计过程控制的研究内容进行概述，，并对几种统计过程控制方法进行研究，最后指出统计过程控制面临的挑战和发展趋

收稿日期：２００７—１０—２０

基金项目：山东省自然科学基金项目（Ｙ２００７Ｃ－４９）

１统计过程控制的基本概念

统计过程控制（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ

ｐｒｏｃｅｓｓ

ｃｏｎｔｒｏｌ，ＳＰＣ）

是应用统计分析技术对生产过程进行监控，科学地区分出生产过程的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常变化提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，达到提高和控制产品质量的目的¨’５｜。从质量管理的角度，ＳＰＣ又称为统计质量控制（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ

ｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ，

ＳＱＣ），主要任务是检测产品是否符合质量指标，如果不合格，查找影响因素，采取措施修复过程或优化设计。从过程性能的角度，ＳＰＣ又称为统计性能监

作者简介：田学民（１９５５一），男（汉族），山东威海人。教授。博士生导师，主要从事工业过程仿真、先进控制及过程监控技术研究。

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