EWMA指数加权控制图｜SPC实战工具
这个工具解决什么问题
EWMA (Exponentially Weighted Moving Average) 控制图是一种加权控制图， 对近期数据赋予更高权重，对微小漂移比传统 Shewhart 图更灵敏。 广泛应用于半导体精密工艺的过程监控。
EWMA 指数加权移动平均控制图 - FAB工程师工具 =============================================
适用场景
· CMP 化学机械抛光速率（碟形轮磨损导致微漂移） · 炉管扩散温度漂移（每批次升温累积） · 薄膜沉积速率微小变化 · 刻蚀端点检测微弱趋势 · 任何需要检测 0.5σ~1.5σ 微小漂移的场景
内置数据
内置 50 点 CMP 抛光速率数据（单位：A/min） 第 1-30 点：正常波动（mean=500 A/min） 第 31-40 点：碟形轮磨损导致漂移（mean→505 A/min） 第 41-50 点：恢复正常 Shewhart I 图对此漂移不灵敏，EWMA 可以检出。
核心公式
1. EWMA 递推公式: Zi = λ * Xi + (1 - λ) * Z(i-1) Z0 = μ (过程均值)
2. 递归控制限 (Roberts 1959): σZ(i) = σ * sqrt( λ / (2-λ) * [1 - (1-λ)^(2i)] ) UCL(i) = μ + 3 * σZ(i) LCL(i) = μ - 3 * σZ(i) (注意: 初期控制限宽，随 i 增大逐渐收窄)
3. 越界判定: Zi > UCL(i) 或 Zi < LCL(i)
Lambda 参数选择指南
λ = 0.05: 最灵敏，适合检测 <0.5σ 的极微小漂移 λ = 0.10: 高灵敏，日常精密监控推荐 λ = 0.20: 平衡值，业界最常用 λ = 0.30: 中等灵敏，类似放宽的 Shewhart 图 λ = 0.40: 不灵敏，适合大漂移快速检测
注意: λ 越小，响应越慢（需要更多数据点才收敛）
使用说明
1. 运行 python ewma_chart.py 启动工具 2. 选择内置数据或手动输入序列 3. 设置 Lambda 参数（默认 0.20） 4. Target/Sigma 可手动指定或用 auto 自动计算 5. 点击 [计算并绘图] 生成 EWMA 控制图 6. 点击 [EWMA vs I 图] 打开对比分析窗口
EWMA vs Shewhart 对比
Shewhart: 只看当前点，适合大漂移（>1.5σ） EWMA: 历史加权，适合微小漂移（0.5σ~1.5σ） 建议: 两者结合使用，取长补短
依赖
Python 3.8+ numpy matplotlib tkinter (Python标准库)
可调参数与计算口径
脚本顶部集中了主要阈值与常量：FONT_NAME="SimHei"、FONT_NAME=safe_font()。改完直接重跑即可，不必改动计算逻辑。
脚本里的主要处理步骤
calc_shewhart_limits()：计算 3-sigma Shewhart 控制限 (作为 EWMA 对比)
以上步骤在脚本中是分开的函数，可以单独调用或按需替换其中一段，不必整体重写。
工具中出现的字段与提示
- 计算 3-sigma Shewhart 控制限 (作为 EWMA 对比)
- EWMA 详细分析
- EWMA vs Shewhart I 图对比
- 原始数据 (I)
- 批次/测量序号
- 值 / EWMA
- EWMA 指数加权控制图 - FAB工程师工具
- EWMA 指数加权控制图
- 适合检测微小漂移，CMP/扩散/刻蚀等精密工艺
- 数据输入模式
- 使用内置 50 点示例数据 (CMP 抛光速率)
- 手动输入数据序列
- 数据序列 (逗号/空格分隔, >=5个):
- EWMA 参数设置
- Lambda (平滑系数):
- (0.05~0.5, 越小越灵敏)
- Target (目标值):
- (auto=自动均值)
其余字段以界面与示例报告为准。
下载与文件清单
压缩包内包含：主程序脚本、示例数据文件、示例输出报告、中文说明文档。解压后按说明运行即可，示例数据可直接试跑。
主程序文件：ewma_chart.py。
本站工具免费下载，无需注册。工具为 Python 脚本，Python 3.8 及以上环境可直接运行，核心功能尽量不依赖第三方库。
常见问题
阈值可以改成我们自己的标准吗？
可以，脚本顶部已把主要阈值与常量集中声明，按自己产线的标准修改后重跑即可，不需要改计算逻辑。
示例数据能直接跑吗？
可以。示例数据与主程序在同一压缩包内，解压后直接运行即可看到完整输出，确认无误再替换成自己的台账。
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分类归属：SPC与质量分析工具包；完整清单在 工具资源包下载页。
