数据正态分布验证与休哈特控制图工具
顺序分组 → 子组均值正态性检测(直方图 / 正态概率图 / Q-Q 图 / 箱线图 + 偏度峰度)→ 正态判定 → 皮尔逊类型与标准化分位数控制限 → 标准休哈特 X̄ 控制图 → 常数数据表(单页)。
1. 数据输入与参数
说明:数据按输入顺序每 n 个分为一组,仅用「完整子组」计算各组均值;正态性检测对象为这些子组均值(符合中心极限定理下应近似正态)。
3. 子组均值的描述统计与正态性检测
四合一图形诊断(基于子组均值)
判读:P-P / Q-Q 点越贴近参考直线越正态;箱线图越对称、无非预期离群点越正态;直方图呈钟形。
4. 控制限(数据符合正态分布时)
① 标准 X̄ 控制图(休哈特,kσ 限)
② 皮尔逊标准化分位数控制图(z1−α/2·SE 限)
皮尔逊标准化分位数控制图(子组均值 + 分位数控制限)
公式与推导
5. 控制图常数数据表(单页)
下列常数用于休哈特控制图公式。A2、A3、d2、d3、D3、D4、E2 为 GB/AIAG 标准值;c4 由公式精确计算。
公式中常数含义:
d2 = 子组极差 R 的期望值系数;d3 = R 的标准差系数;
A2 = 3/(d2·√n)(X̄ 图,基于极差);A3 = 3/(c4·√n)(X̄ 图,基于标准差);
D3、D4 = R 图上下限系数;E2 = 3/d2(单值 I-MR 图);c4 = 标准差估计无偏修正系数。
方法学说明:正态性检验采用 Anderson-Darling(含 Stephens p 值修正)与 Jarque-Bera(χ²(2))两种互补方法,并辅以图形与矩(偏度/峰度)诊断。
皮尔逊类型依据矩比系统(β₁=偏度²,β₂=峰度)作近似归类;当正态性检验判定为「正态」时,统一报告 Pearson 第 0 型(正态分布)。
标准化皮尔逊分位数即标准正态分布分位数,控制限 = 总均值 ± z·(σ/√n)。