3. 基于Hexagon Q-DAS的SPC控制图配置与判异
任务对象与数据准备
本例针对某轴类零件（材料 40Cr，调质处理）的轴颈直径 φ25h6 进行 SPC 控制。该尺寸公差为 φ25-0.0130，即上极限偏差 ES=0，下极限偏差 EI=-0.013 mm，目标值 M=24.9935 mm。在 Q-DAS 中导入连续 25 个批次的测量数据，每批抽取 5 件，共 125 个测量值，用于建立 Xbar-R 控制图。
数据文件采用 Q-DAS 通用 ASCII 导入格式（.dfq 或 .csv），关键字段包括：PartNo（零件号）、CharNo（特性号）、Nominal（名义值）、UpTol（上公差）、LowTol（下公差）、Sample（子组号）、Value（测量值）。导入前需确认测量系统已完成 MSA 且量具分辨力 ≤ 公差带宽的 1/10（即 ≤0.0013 mm）。
Xbar-R 控制图参数配置
在 Q-DAS 的 qspc 模块中新建控制图方案，选择 Xbar-R（均值-极差） 图型。子组大小 n=5，子组数 k=25。控制限计算采用标准 3σ 方式，系数按 n=5 查表：A₂=0.577，D₃=0，D₄=2.114，d₂=2.326。
先由 125 个数据计算总均值 X̿ 和平均极差 R̄。示例数据经计算得：X̿=24.9932 mm，R̄=0.0048 mm。则：
- Xbar 图：UCL = X̿ + A₂·R̄ = 24.9932 + 0.577×0.0048 = 24.9960 mm；LCL = X̿ − A₂·R̄ = 24.9904 mm；CL = 24.9932 mm。
- R 图：UCL = D₄·R̄ = 2.114×0.0048 = 0.0101 mm；LCL = D₃·R̄ = 0；CL = 0.0048 mm。
在 Q-DAS 中将这些系数与计算结果录入控制图配置界面，并勾选“使用固定控制限”以便后续批次沿用同一基线。
判异规则设置
Q-DAS 支持 Nelson 规则与 Western Electric 规则集。本例启用以下 4 条判异规则，用于自动标记异常点：
- 规则1：任意 1 点超出 3σ 控制限（UCL/LCL 之外）。
- 规则2：连续 9 点位于中心线同一侧。
- 规则3：连续 6 点递增或递减。
- 规则4：连续 14 点上下交替。
在 Q-DAS 规则编辑器中，将上述规则绑定到 Xbar 图，R 图仅启用规则1。规则触发后，Q-DAS 会在图中以红色标记异常点，并生成异常点清单，包含子组号、测量值、触发规则编号及偏离量。
过程能力指数与异常点报告
控制图建立后，Q-DAS 自动计算过程能力指数。基于同一组数据，得到：
- Cp = (USL − LSL) / (6σ) = 0.013 / (6×0.0016) ≈ 1.35
- Cpk = min[(USL − X̿) / (3σ), (X̿ − LSL) / (3σ)] = min[0.0028/0.0048, 0.0028/0.0048] ≈ 1.18
其中 σ 由 R̄/d₂ 估计，σ = 0.0048/2.326 ≈ 0.0021 mm。Cpk=1.18 表明过程能力尚可，但未达到 1.33 的常规要求，需关注中心值偏移。
异常点报告显示：第 17 子组均值 24.9902 mm，低于 LCL=24.9904 mm，触发规则1。经排查，该批次对应刀具磨损后期，建议换刀后重新采集数据验证。Q-DAS 导出的异常点报告包含子组号、均值、极差、触发规则及建议措施字段，可直接用于质量追溯。