XbarR均值极差控制图｜SPC实战工具
这个工具解决什么问题
先解决可比性，再谈改善。这工具先把数据整理到同一口径上。
用于监控连续型工艺参数的均值与波动，适用于半导体FAB中所有子组型数据。 同时显示Xbar均值图和R极差图，自动标红越界点(UCL/LCL之外)。
Xbar-R 均值极差控制图 - FAB工程师工具 =====================================
适用场景
· CVD/PVD 薄膜沉积厚度（每隔批次取5片测量） · 刻蚀速率监控（每批取5个点位） · 扩散炉温度（每周期取5次记录） · 离子注入剂量（每批次取5个晶圆）
内置数据
内置 20个子组 × 5个样本 的 CVD 薄膜厚度数据（单位：Angstrom） 目标值约 1000A，模拟基本受控的工艺过程。
核心公式
1. X̿ (总均值) = ΣX̄i / k (所有子组均值的平均值) 2. R̄ (平均极差) = ΣRi / k (所有子组极差的平均值)
3. Xbar 图控制限: UCL_X = X̿ + A2 * R̄ CL_X = X̿ LCL_X = X̿ - A2 * R̄
4. R 图控制限: UCL_R = D4 * R̄ CL_R = R̄ LCL_R = D3 * R̄ (D2, A2, D3, D4 为 Shewart 常数，与子组大小 n 相关)
5. 越界判定: Xbar: X̄i > UCL_X 或 X̄i < LCL_X R : Ri > UCL_R
控制图常数表 (n=5 常用值)
d2 = 2.326 A2 = 0.483 D3 = 0.000 D4 = 2.114
能力等级参考
连续25点无越界 → 过程受控 连续7点单侧 → 需调查异常原因 连续14点交替升降 → 存在分层问题
使用说明
1. 运行 python xbar_r_chart.py 启动工具 2. 选择内置数据或手动输入子组（每行一组，空格分隔） 3. 设置子组样本数 n（默认5） 4. 点击 [计算并绘图] 生成控制图 5. 图中红圈标注越界点，请记录并调查原因
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"、BUILTIN_SUBGROUPS=np.array([、SUBGROUP_SIZE=5、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
parse_manual()：解析手动输入的子组数据calc_xbar_r()：计算 Xbar-R 控制图参数
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
- 解析手动输入的子组数据
- Xbar-R 均值极差控制图 - FAB工程师工具
- Xbar-R 均值极差控制图
- CVD 薄膜厚度 / 刻蚀速率 / 扩散时间等子组数据分析
- 数据输入模式
- 使用内置 20子组×5样本 示例数据
- 手动输入子组数据
- 每行一组样本(空格/逗号分隔)，组数不限:
- 子组参数设置
- 每组样本数 (n):
- [ 计算并绘图 ]
- [ 重置 ]
- 控制限计算结果
- Xbar-R 控制图
- [ 提示 ] 点击 [计算并绘图] 使用内置 20×5 子组数据\n
- 数据为 CVD 薄膜沉积厚度 (Angstrom)
- 输入错误
- 请输入至少2组子组数据
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：xbar_r_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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