2.2.4 Diagrammes de statistiques synthétiques en fonction du temps et de facteurs

Pendant l’analyse préliminaire des données, il est souvent utile de représenter des mesures numériques sur divers graphiques. Notamment, les diagrammes de statistiques synthétiques en fonction du temps sont souvent révélateurs.

Exemple 2.2.4.1  Contrôle d’une dimension critique de pièces usinées (suite)

Cowan, Renk, Vander Leest et Yakes ont travaillé avec une entreprise qui fabrique des pièces métalliques de précision. Une dimension critique de l’une de ces pièces a été contrôlée en sélectionnant et en mesurant occasionnellement cinq pièces consécutives, puis en traçant la moyenne et l’étendue de l’échantillon. Le tableau 2.2.4.1 répertorie les valeurs \bar{x} et E pour 25 échantillons consécutifs de cinq pièces. Les valeurs indiquées sont exprimées en multiples de 0,0001 po.

La figure 2.2.4.1 illustre un diagramme des moyennes et des étendues en fonction de l’ordre d’observation. Si on considère tout d’abord le diagramme des étendues, aucune tendance forte n’est évidente, ce qui suggère que la variation de base à court terme est stable pour cette dimension. La précision du processus et des mesures est stable dans le temps. Le diagramme des moyennes, cependant, suggère un changement physique. Les dimensions moyennes du deuxième quart du 27 octobre (échantillons 9 à 15) sont nettement plus petites que le reste des moyennes.  Il s’est avéré que les pièces produites par cette équipe n’étaient pas systématiquement différentes des autres. En fait, la personne qui a effectué les mesures pour les échantillons 9 à 15 a utilisé la jauge d’une manière fondamentalement différente de celle des autres employé.e.s. La distribution des valeurs \bar{x} a été généré par cette modification de la technique de mesure.

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Tableau 2.2.4.1

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Figure 2.2.4.1 Tracés de [latex][/latex]\bar{x}[latex][/latex] et [latex][/latex]E[latex][/latex] en fonction du temps.

Terminologie et causes des tendances sur les graphiques en fonction du temps

Les tendances révélées par le tracé des statistiques de l’échantillon en fonction du temps devraient signaler qu’il faut chercher une cause physique (et généralement, une solution). Les variations systématiques ou cycliques dans un diagramme de moyennes peuvent souvent être liées à des variables de processus qui vont et viennent de manière plus ou moins régulière. Il s’agit par exemple de variables saisonnières ou quotidiennes telles que la température ambiante, ou encore la rotation des jauges ou des appareils. Une instabilité ou une variation supérieure à celle de la précision de l’équipement peut parfois être due à l’hétérogénéité des matières premières ou à un réglage excessif de l’équipement. Le changement de la moyenne d’un processus peut être causée par l’introduction de nouvelles machines, de nouvelles matières premières, la formation des employé.e.s, l’usure des outils, etc. Les combinaisons de plusieurs schémas de variation sur un même diagramme d’une statistique synthétique en fonction du temps peuvent parfois être attribués à des changements dans l’étalonnage des mesures, comme dans l’exemple 2.2.4.1. Ils sont aussi parfois produits par des différences constantes dans les machines ou les flux de matières premières.

Tracés en fonction des variables du processus

Les diagrammes de statistiques synthétiques en fonction du temps ne sont pas les seuls qui sont utiles. Les graphiques des variables du processus peuvent également être très instructifs.
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Exemple 2.2.4.2 Graphique de la résistance moyenne au cisaillement des joints de bois.

Dans leur étude sur la résistance des joints de bois collés, Dimond et Dix ont obtenu les valeurs indiquées dans le tableau 2.2.4.2 comme résistances moyennes (sur trois essais de cisaillement) pour chaque combinaison de trois essences de bois et de trois colles. La figure 2.2.4.2 illustre un tracé révélateur de ces 3 \times 3 = 9 \bar{x} différents.

Le diagramme montre clairement que les propriétés de collage du pin et du sapin sont assez similaires, les joints en pin étant en moyenne de 40 à 45 lb plus résistants. Pour ces deux bois tendres, la Cascamite semble légèrement supérieure à la colle de menuisier, toutes deux permettant de réaliser de bien meilleurs assemblages que la colle blanche. Les propriétés de collage du chêne (un bois dur) sont très différentes de celles du pin et du sapin. En fait, les colles ont des effets exactement opposés sur la résistance des joints de chêne. Tout ceci est clairement illustré par le diagramme simple de la figure 2.2.4.2.

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Tableau 2.2.4.2

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Figure 2.2.4.2 Graphique de la résistance moyenne des joints en fonction du type de colle pour trois essences de bois.
Les deux exemples précédents ont illustré l’utilité de tracer les statistiques d’un échantillon en fonction du temps ou d’une variable expérimentale.

Licence

Introduction aux méthodes statistiques en ingénierie© par C. Bassim et Bryan Lee. Tous droits réservés.

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