子组是在相同的一组条件下创建的一组单元。子组(或合理子组)表示过程的“快照”。因此,子组内的测量值必须在时间上接近,但仍相互独立。
例如,切片机每小时生产 100 个塑料部件。质量工程师每小时测量五个随机选择的部件。每五部件组成的样本就是一个子组。
选择子组以使得同一子组内的测量值之间的差异较小,从而可以检测出子组之间的差异。对于初始过程研究,每小时收集 4 或 5 个单元的子组比较常见。当过程稳定时(或改进后),您可以降低子组大小和频率。
子组收集的持续时间需要足够长以确保主要变异源有机会出现。通常情况下,100 个或更多观测值(例如,25 个子组,每个子组 4 个观测量)已足够了。
一般情况下,在过多缺陷品制造出来之前,工业界更喜欢使用小子组频繁抽样的方法以给出过程已偏移的信号。
很明显,观测值的总数大确实是好事,因为您可以了解有关过程性能的更多信息。但是,子组越大不一定就越好。您必须考虑获得如此大量观测值所需的时间。例如,如果您选择的子组大小是一天中的所有测量值,那么一天内的任何变化都可能相互平均,因而变化不会被检测到。每个子组的大小应表示有关过程固有变异的信息(也称为常见原因变异)。如果您知道,在某个时间间隔发生的变化很小,就可以在这个时间段内收集子组数据。
在收集样本以了解过程时,通常情况下,最好还是结合子组来抽样。
如果组合样本不适用,则子组大小是 1 提供了评估过程的一种方法。无法按照逻辑组合在一起的样本是单值 (I) 和移动极差 (MR) 控制图的良好候选样本。