跳到主要内容

过程能力分析

个体分布标识

对一批个体计量依次拟合正态、对数正态、Weibull 等候选族,用 Anderson-Darling 比较谁更贴数据,再决定能力指数该走哪条公式。

更新日期 2026-08-29 质量与可靠性

这篇能回答什么

个体分布标识回答的是「这条个体测量更像哪一个参数族」,不是「相对图纸够不够」。它对每个候选分布估计位置与尺度(必要时加形状),再算 Anderson-Darling 或相应 p 值,并画出该族的概率图。胜出的族只告诉你下一步该用正态能力还是非正态能力;本页不输出 Cp、Cpk,也不给出统计保证限。

教学表把数学成绩当成轴径一类的个体读数,并按教学规格(下限 50、上限 88)清点占位:欠下限仓 A 65(18.31%),图纸带 B 59(16.62%),冲顶仓 C 231(65.07%),有效 355。图纸带只剩一成六,冲顶仓超过六成——任何「均值落在规格正中」的正态故事都解释不了这种占位。选族时要把右尾能抬多高写进比较,而不是只看中段是否对称。

什么时候不该用

已经决定只检查「像不像正态」、只要 S-W / K-S 的 p,用正态性检验;只要看见偏离长在哪一段,画PP图-QQ图。要的是相对规格的余量,本页选完族再走能力分析。要的是覆盖总体指定比例的保证带,用公差区间。学号、班级、性别不是计量特性。

如何选择方法

先问自己卡在「哪一个族」还是「指数多少」。族还没定,就停在本页;正态已经站得住并且过程受控,去算 Cp / Cpk;Anderson-Darling 把正态刷掉、Weibull 或对数正态胜出,改非正态能力(或先做 Box-Cox 再谈当量指数)。统计公差区间不依赖你有没有选出「合同用的那一个 Cpk」,不要和选族混成一步。

  • 个体分布标识:1 列个体计量;候选族至少含正态、对数正态、Weibull;输出 AD、p、概率图与推荐族。

  • 正态能力分析:族已定为正态,再对照 LSL / USL 算 Cp、Cpk。

  • 非正态能力分析:族已定为 Weibull / 对数正态,或走 Box-Cox 当量。

  • 公差区间:按覆盖比例与置信度给保证限,不评选族名次。

输入、输出与限制

输入

分析列必须是按件记录的连续计量。教学示例勾「数学成绩」,把它当作一次一件的尺寸。规格上下限不是拟合的输入,只用来事后核对占位;拟合本身只看测量列。对数正态与 Weibull 要求支撑落在正半轴,出现 0 或负值时这两族会被跳过,只保留正态或极值族。

  • 测量列:1 个定量个体序列(本例数学成绩)。

  • 候选族:默认正态、对数正态、Weibull;可按界面增列 Gamma 或极值。

输出

每个候选族一行:参数估计、Anderson-Darling、p 值、概率图。工作台会标出 AD 最小(或 p 最大)的推荐族。教学构成表额外给出欠下限 / 图纸带 / 冲顶三仓人数,用来检查胜出族的尾部概率能不能再现这种占位。

产品限制

  • 有效个体数建议不少于约 30,否则 AD 的名次会随两三个极端值翻转。

  • 零值、负值会使对数正态与 Weibull 退出比较,不会被「加一个很小的常数」偷偷救回。

  • 概率图最多绘制约 1000 个点,名次以结果表的 AD 为准。

  • 本过程不估计过程能力,也不画控制图。

案例

研究问题。 质量工程师把数学成绩当作一次一件的轴径读数,想先弄清个体分布更接近正态、对数正态还是 Weibull,再决定能力指数用哪套公式。教学规格写成下限 50、上限 88,用来清点谁欠下限、谁还在图纸带、谁冲出上限。

工作表用定量成绩表的「Sheet1」。测量只勾数学成绩;不要把英语成绩、姓名一并列进拟合。纳入有效个体 355:欠下限 65,图纸带仅 59,冲顶 231。图纸带比两个超差仓都瘦,说明质量堆在上限外侧——选族必须能长出一条足够重的右尾。

下载教学示例表(定量成绩)

在 StatsX 中操作

  1. 步骤 1 · 送入定量成绩表

    把 xlsx 放到工作台上传区,确认工作表名称是 Sheet1。行序保持原样即可,本过程不依赖子组袋号。

  2. 步骤 2 · 只留个体计量列

    画像里确认数学成绩为定量。班级、年级、学号都不是待拟合的特性,不要勾进测量角色。

  3. 步骤 3 · 打开个体分布标识

    目录搜索「分布标识」或「Individual Distribution」。它和正态性检验、PP/QQ 不是同一个入口。

  4. 步骤 4 · 勾选数学成绩并比较族

    测量列只勾数学成绩。候选族保留正态、对数正态、Weibull。若界面要规格,填下限 50、上限 88,那两格只影响占位表,不改 AD。运行。

  5. 步骤 5 · 先看推荐族,再看三仓占位

    AD 最小的族写进方法。然后核对冲顶仓是否超过六成:若推荐正态却解释不了右尾占位,不要急着算 Cpk,应改看 Weibull 或对数正态的概率图。

上传定量成绩表做分布标识
把定量成绩表拖进工作台,工作表保持 Sheet1。
目录中选择个体分布标识
选定「个体分布标识」,不要点进能力分析。
测量列勾选数学成绩
测量只留数学成绩,候选族保留正态与 Weibull 等。

如何阅读输出

把类别 A / B / C 读成规格占位,不要读成三个无关标签。A 是欠下限仓,65 个点、18.31%;B 是图纸带(in-spec),只有 59 个点、16.62%;C 是冲顶仓,231 个点、65.07%。有效 N=355。图纸带比两个超差仓都窄,胜出族的右尾必须能分配大约三分之二的概率到上限以外。

个体分布标识结果表
项目类别统计量取值
个体分布标识类别 A频数65
个体分布标识类别 B频数59
个体分布标识类别 C频数231
个体分布标识合计有效样本 N355
个体分布标识类别 A占比(%)18.31
个体分布标识类别 B占比(%)16.62
个体分布标识类别 C占比(%)65.07

左右滑动可查看完整表格

教学示例表在 StatsX 工作台中的计算结果口径。

个体分布标识的规格占位表
三仓人数与占比应能和上表对上。
各候选分布的概率图
点贴哪一族的参考直线,以工作台推荐族与 AD 为准。

【选族·占位核对】有效 355。图纸带 B=59(16.62%)瘦于欠下限 A=65(18.31%),更远小于冲顶 C=231(65.07%)。正态若把均值放在 50–88 的中点,绝不可能把六成质量送到 88 以上;要么位置已经顶在上限外侧,要么右尾厚于正态。AD 若仍推荐正态,写结果时应同时交代「占位与钟形规格故事冲突」,下一步优先非正态能力,而不是强行报 Cpk。

读表顺序:有效 N → 各族 AD 与 p → 概率图是否贴线 → 三仓占位能不能被该族的 CDF 在 50 与 88 处再现。p 值只用于族间排序,不要把「p>0.05 的族」写成已经证明总体属于该族。

理论与公式

设升序个体为 x_{(1)}\le\cdots\le x_{(n)},F 是某候选族在其极大似然参数下的 CDF。Anderson-Darling 统计量加重尾部:

A² 越小,该族越贴数据。对数正态先对正值取对数再套正态;Weibull 用形状 β 与尺度 η:

规格占位不是估计方程的一部分,但提供事后核对。记 L=50、U=88,经验占位 \hat p_{L}=18.31\%、\hat p_{in}=16.62\%、\hat p_{U}=65.07\%。胜出族应使 F(L)、F(U)-F(L)、1-F(U) 与这三仓同量级。本例 1-F(U) 必须靠近 0.65,β 较小或位置已经越过 U 的族才办得到。

注意事项

  • 推荐族不是能力指数:选完 Weibull 还要另跑非正态能力,才能谈 Ppk。

  • 大样本下所有族的 p 都可能很小,排序看 A²,不要要求「必须有一个 p>0.05」。

  • 零分、满分堆积会让连续族的 AD 一起变差,应先交代截断再比较。

  • 图纸带只占 16.62% 时,把均值写在规格中心再谈正态,是在讲另一个过程。

  • 概率图贴线不能写成「证明总体属于该族」,只能写成「在样本里该族最不差」。

常见问题

参考文献

  • Anderson, T. W., Darling, D. A. Asymptotic theory of certain goodness of fit criteria. Annals of Mathematical Statistics, 1952, 23(2): 193–212.

  • D’Agostino, R. B., Stephens, M. A. Goodness-of-Fit Techniques. Marcel Dekker, 1986.

  • ISO 5479. Statistical interpretation of data — Tests for departure from the normal distribution.

  • Montgomery, D. C. Introduction to Statistical Quality Control. Wiley.