利用EXCEL制作质量控制图.doc

利用EXCEL制作质量控制图
董瑞（淮南市环境保护监测站，淮南 232001）
摘要：本文在利用EXCEL制作控制图方面进行了初步尝试。以该方法制作控制图快速、准确、易于推广，是环境监测工作中质量控制的有效手段。
关键词：质量控制图；EXCEL
Use EXCEL to Make the Quality Control Picture.
DONG Rui(Huainan EMS, Huainan 232001)
Abstract:This paper study the aspect that use EXCEL make the enviroment monitoring quality control picture.This kind of method making quality control picture is quick and accurate,and easy to populazing, it is one of the effective means of enviroment monitoring quality control.
Key words:quality control picture; EXCEL
质量控制图是环境监测质量控制的重要手段之一。传统的质控图制作是以手工方式计算大量的繁杂数据，再手工绘制在坐标纸或控制图专用纸上，稍一出错便前功尽弃。这是控制图这种有效的质量控制手段不能广泛应用的主要原因之一。随着环境监测事业的发展，各级监测站拥有的电脑越来越多，我们可以利用这一高效手段使制作质量控制图快速、准确、易推广。在软件方面，EXCEL是常见、易获得的应用软件，其强大的计算和图表功能非常适合制作控制图。本文在利用EXCEL2000制作控制图方面进行了初步尝试。
1. 制作控制图
1.1 确定控制图组成
控制图的类型有许多种，本文选用NH3-N的空白值来制作平均值—极差控制图（—R图）。—R图的基本图形组成见表一。
表一 —R图控制界限线计算公式
图别
上控制限
UCL
上警告限
UWL
上辅助限
UAL
中心线
CL
下辅助限
LAL
下警告限
LWL
下控制限
LCL

R

空白值的获得方法一般为每天测定一次平行样，在一定的时间间隔内积累20组以上的数据。在本例中，我们选用20组空白平行测定值，则表一中的A=1.880，D3=0，D4=3.267。
1.2 制作步骤
1.2.1 计算统计量
打开EXCEL2000，在A1~P1单元格中分别输入以下字段名：序号、x1、x2（一组平行测定值）、（每组均值）、UCLX、UWLX、UALXCLX（）、LALX、LWLX、LCLX、R（每组极差）、UCLR、UWLR、UALR、CLR（）。
在D3单元格中输入“=（B3+C3）/2”；H2单元格中输入“=AVERAGE（$D$3:$D$22）”；L3单元格中输入“=ABS（B3-C3）”；P2单元格中输入“=AVERAGE（$L$3:$L$22）”。当然，公式输入也可使用EXCEL的粘贴函数功能。其它统计量参见表一中的公式输入到第二行，只是要将其中的、换成相应单元格的地址。
第2、3行的公式输入完成后，将各单元格的公式全部向下一直复制到第22行。
在A2~A22单元格中依次输入数字0~20,使其作为图表的横坐标。
将准备好的20组数据输入B3~C22区域。输入完毕后，整个表格中的所有统计量立即完成计算。
本例中除、R外将每种统计量设为21个的原因是为了使随后制作的图表完整、美观，否则图表在靠近Y轴附近将出现空缺。
1.2.2 制作图表
在完成计算的上述工作表中，选中除x1、x2、、R以外所有记录（A2：A22，E2：K22，M2：P22）
单击常用工具栏上的图表按钮，弹出图表向导。在图表类型中单击“XY散点图→无数据点平滑线散点图”。单击“下一步”，在图表选项卡的图表标题栏中填入“—R图”，在数值（X）轴栏中填入“序号”，在数值（Y）轴栏中填入“统计量（mg/L）”。网格线选项卡和图例选项卡中全部不选单击“完成”。现在控制图的框架已初步形成，接下来就是要把图表调整到最佳状态。鼠标指向X轴右击，在弹出的快捷菜单中选择“坐标轴格式→刻度”，将最大值设为20，主要刻度单位设为1。其它如字体、字型、字号、小数位数均可在相应的选项卡中设为最佳。在曲线旁显示该曲线标志的方法如下：单击选中一条曲线，单击该曲线最右侧显现的隐藏数据点标志，出现双向交叉标志时右击，选择“数据点格式→数据标志→显示值”，确定后两次单击该值，在出现的文本框中填入标志，例如“UCL（0.0317）”。这种方法制作曲线标志的优点是该标志永远固定在曲线旁边。控制图的结构现在全部完成（图表结构参见图一）。
如果想检验选用来制作控制图的20组数据是否符合要求，可以将、R作为新序列加入图表。具体方法是在绘图区空白处右击，弹出的快捷菜单中选择“数据源→序列→添加”，在“Y值”框中单击按纽，随后到工作表中选中或R的20个数据，回到数据源窗口单击“确定”，现在或R的曲线就作为新的序列添加到图表中。将鼠标指向新序列的曲线右击，弹出的快捷菜单中选择“图表类型→XY散点图→折线散点图”，单击“确定”。继续将鼠标指向曲线右击，选择“数据系列格式→数据标志→显示数据标志”，单击“确定”，则数据点附近显示0~20的序列（图表略）。
如果要把以后获得的质控数据点入控制图中进行控制，就在工作表后添加四个字段名，即两个平行样、均值、极差。将均值和极差加到图表中的方法同前段，唯一不同之处在于应先选定均值和极差20个数据的区域，然后再将获得的数据填入，并逐一向下复制公式。具体结构见图一。该过程最奇妙的是输入一组数据，就在图表的相应系列上自动增加一个点，非常方便。

2.制作控制图模板
环境监测的许多分析项目都需要制作控制图，但每一项目均重复上述过程则略显烦琐。可以使用EXCEL的许多功能使制作过程简单化，制作模板就是其中之一。
制作模板的过程非常简单，在上述制作的工作表中清除20组原始数据和新添加系列中成对的原始数据，单击文件菜单中的“另存为”，保存类型中选择“模板”，保存以后一个控制图模板就制作完成了。
3.使用控制图模板
在EXCEL文件菜单中选择“新建”，在“常用”选项卡中选择制成的模板。把使用库伦法测得的CODcr空白值填入C3：B22区域，工作表立即完成计算，图表也立即生成。但此时的图表并不完美，图和R图之间的距离非常大，各图内的曲线也非常紧凑。原因是每组均值都大于100mg/L，而极差都小于10mg/L。
在这种情况下，关键步骤是将位于图表下方的R图中各曲线调整到次坐标轴。右击R图中各曲线，快捷菜单中选择“数据系列格式→坐标轴→次坐标轴”。确定后分别右击主、次坐标轴，弹出“坐标轴格式”对话框，在“刻度”选项卡中调整刻度范围；在“图案”选项卡中次坐标轴全选“无”，主坐标轴仅保留坐标轴线。通过调整，图表就清晰、美观了（见图二）。

4.小结
4.1 利用EXCEL制作控制图过程非常简单，制作出的控制图清晰、准确，极大地提高质控工作效率，为监测结果准确、可靠提供了有力的保障。
4.2 上述例子中的图都是将图和R图组合在一起，实际上，完全可以将图和R图分别制作，而且制作过程非常简单，只是图表的整体性方面不如上述两图。此外，质控工作中大量使用的是图，用EXCEL制作更为方便。
4.3 OFFICE软件的右键功能非常强大，本例中制作图表充分利用了这一特点，使制作过程简单、快速，否则将非常烦琐。
4.4 制作控制图时，充分利用电脑的优势，将图表的各组成部分设计为不同颜色、不同类型，使图表美观、清晰。
参考文献
环境水质监测质量保证手册（第二版）。北京：化学工业出版社，1994
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