什么是预控制图？
预控制图把某个特性的公差画成三个彩色分区，并把每个读数标在这些分区上。分区来自规格，而不是来自过程，因此唯一的计算就是把公差四等分。
绿区：继续生产
公差中间的一半，以目标值为中心。能力充足的过程几乎把所有零件都做在这里。
黄区：警告
公差两端的四分之一，每侧一个。落在这里的零件仍在规格之内，但过程正在逼近其极限。
红区：停机
规格之外的一切。只要有一个红区读数就要停机：过程正在生产不良品，或者调机有误。
单侧公差有自己的划分方式——上面的四等分假定目标值位于公差中央。具体怎么做？咨询专家
预控制规则
Pre-Control 有两种运行模式。先用连续五个绿区零件确认调机合格；随后在生产中按固定间隔检查连续两个零件。每一种结果模式只对应一个规定动作，因此两位操作员看同样的零件会做出同样的决定。
调机规则：先合格，再生产
- 连续五个绿区读数开始生产，并转用运行规则。
- 同侧两个黄区读数把过程朝目标值调整，然后重新计数。
- 异侧两个黄区读数停机并排除问题：过程的离散程度相对于公差太大。调整设定无济于事。
- 任何一个红区读数停机，在生产下一个零件之前把过程修好。
运行规则：每次检查两个零件
- 第一件落在绿区继续生产。第二件甚至不必测。
- 第一件黄区，第二件绿区继续生产。
- 同侧两个黄区读数调整过程，然后用连续五个绿区读数重新确认调机合格。
- 异侧两个黄区读数停机并排除问题：过程的变异已经过大。
- 任何一个红区读数停机并排除问题。
任何调整或修复之后，调机规则重新适用：连续五个绿区读数之后，生产才能继续。
抽样频率
按固定间隔检查两个零件。常用的经验法则是：把间隔定为两次调整之间大约能检查六对零件——既足够频繁，能在漂移到达规格限之前把它抓住；又足够稀疏，测量不会妨碍生产。先从保守的间隔开始，只要图表一直保持绿色，就逐步拉长间隔。
为什么 Pre-Control 只适用于能力充足的过程
分区由公差固定，因此 Pre-Control 发出信号的频率取决于过程占用了公差的多少。对于一个对准目标值运行、过程能力 Cp = 1.0 的过程，大多数读数是绿色的，但仍有约 2% 的零件对会发出“调整”或“停机”信号，尽管什么都没有变。当 Cp = 1.33 时，这些误报几乎消失，而真正的漂移仍能在几对零件之内被抓住。
87%的读数落在绿区：当 Cp = 1.0 的过程对准目标值运行时
0.2%的零件对在 Cp = 1.33 时发出错误的调整或停机信号：约千分之二
4对零件：在 Cp = 1.33 时抓住四分之一公差的漂移平均所需的检查次数
过程离分区边界越远，Pre-Control 就越安静，而真正的偏移也越早把读数推入黄区。正因如此，它适合会漂移但能力充足的过程；而在能力勉强的过程上，它会引起过度调整（tampering）：由噪声触发的调整非但不能消除变异，反而增加变异。
按正态分布计算；Cp = (USL − LSL) / 6σ。Pre-Control 不能估计 Cp 或 Cpk：请先确定过程能力。
设定过程能力和漂移，看看一对零件会给出什么信号。
读数比例
- 绿区
- 黄区
- 红区
一对零件给出的信号
继续
调整
停机
Pre-Control 适用于哪里，不适用于哪里
Pre-Control 既不查找原因，也不测量过程能力。它从一个已经具备足够能力、只是会漂移的过程出发，并告诉操作员何时需要调整。在谢宁（Shainin）的 Red X® 问题解决中，它出现在找到原因之后：一旦变异的主导原因已知、其公差已经确定，Pre-Control 这样的简单控制手段就能在生产现场保持成果。
先检查量具
测量必须能够分辨各个分区。如果同一个零件的重复读数落在不同的分区，那么图表读出的是量具，而不是过程。
从公差划分出分区
绿区是中间的一半，黄区是两端的四分之一，红区在规格限之外。单侧公差需要不同的划分方式。
先合格，再生产
连续五个绿区读数确认调机合格；之后每个间隔测两个零件。把每种模式对应的动作写在图表上，这样谁都不必去记。
留意调整的频率
如果图表不断要求调整，说明过程能力相对于公差不够：应当减少变异、找到 Red X®，而不是更频繁地调整。
Pre-Control 保持成果，但不创造成果。减少变异在先，它来自找到并证明主导原因的根本原因分析。
Pre-Control 与 SPC 控制图的对比
Pre-Control 和休哈特控制图回答的是不同的问题。控制图问的是过程是否稳定，使用的是由过程数据计算出的控制限；Pre-Control 问的是零件是否安全地处于公差之内，使用的是取自规格的界限。两者各有其用武之地。
| 方法 | 界限来源 | 样本 | 最适用于 |
|---|---|---|---|
| Pre-Control | 公差：按 ¼、½、¼ 划分区域 | 先用五件确认合格，之后每次检查两件 | 会漂移但能力充足的过程、短批量生产、只需极少培训的操作员自主控制 |
| X̄-R 控制图 | 过程数据：子组均值的 ±3σ | 每个子组 3–5 件；20–25 个子组用于确定控制限 | 发现稳定性丧失、研究过程、长批量生产 |
| 单值图（I-MR） | 过程数据：移动极差 | 每次检查一件 | 慢速过程和测量成本高的场合 |
| 通止规检验 | 公差 | 每一件，或抽样 | 区分合格品与不合格品；在出现第一个缺陷之前没有预警 |
1989 年，多里安·谢宁与彼得·谢宁（Peter Shainin）提出，Pre-Control 带来的是立竿见影的改进，而控制图带来的是缓慢的学习；Ledolter 和 Swersey（1997）等批评者则回应说，它不能替代控制图，并且会在能力不足的过程上引起过度调整。双方在一点上意见一致：它应当用在能力充足的过程上。
应用实例
五分钟建立一张预控制图
一根车削轴的直径公差为 20.00 ± 0.10 mm。公差为 0.20 mm，因此按 0.05 mm 的四分之一划分区域：绿区为 19.95 到 20.05，黄区为 19.90 到 19.95 和 20.05 到 20.10，红区在 19.90–20.10 之外。操作员每次调机后用连续五个绿区读数确认合格，然后每 30 分钟测量两根轴。读数 20.07 和 20.08 都落在上黄区，意味着：朝 20.00 调整并重新确认合格。读数 19.93 和 20.07 分别落在两侧黄区，意味着：停机，过程的离散程度相对于公差太大。
0.05mm：0.20 mm 公差中每个四分之一的宽度
19.95–20.05mm：绿区，以目标值 20.00 为中心
预控制图常见问题
什么是预控制图？
预控制图（Pre-Control chart），也称红绿灯图，是一种过程控制图，其分区由公差划分而来：中间一半为绿区，两端的四分之一为黄区，规格之外为红区。操作员对照分区读取连续两个零件，以决定是继续生产、调整还是停机。
预控制的界限怎么确定？
把公差四等分。绿区是中间两个四分之一，即以目标值为中心、占公差 50% 的部分；每个黄区是两端的一个四分之一；红区在规格限之外。不需要任何过程数据：界限来自图纸。
预控制规则有哪些？
调机阶段：连续五个零件落在绿区，调机即为合格；同侧两个黄区读数意味着调整，异侧两个黄区读数或任何一个红区读数意味着停机并排除问题。运行阶段：每个间隔测量两个零件。第一件为绿，或者第一件为黄、第二件为绿，意味着继续；同侧两个黄意味着调整；异侧两个黄或任何一个红意味着停机。任何调整之后，都要用连续五个绿区读数重新确认合格。
预控制是谁发明的？
咨询公司 Rath & Strong 的统计学家弗兰克·萨特思韦特（Frank Satterthwaite）于 1954 年开发了它。他的同事多里安·谢宁（Dorian Shainin）把它带到生产现场，并推广了数十年；1989 年，多里安·谢宁与彼得·谢宁（Peter Shainin）在《Quality Engineering》上提出，在立即改进质量方面，它胜过 X̄-R 控制图。
Pre-Control 与 SPC 有什么区别？
休哈特控制图把过程与它自身比较：控制限由过程数据计算得出，用来发现统计受控状态的丧失。Pre-Control 把零件与公差比较：界限来自规格，用来告诉操作员何时调整。控制图适合过程研究和长批量生产；Pre-Control 适合能力充足的过程、短批量生产，以及没有受过统计培训的操作员。
什么情况下不应使用预控制？
过程能力不足时：实际上，当 Cp 低于约 1.3 时，黄区会被正常的变异填满，规则触发的调整只会增加变异，这就是所谓的过度调整（tampering）。此外，当您需要了解过程而不是调整过程时、当输出不是测量值时，以及在过程能力尚未确定之前，也不应使用，因为 Pre-Control 不能估计 Cp 或 Cpk。
多久抽一次样？
按固定间隔检查连续两个零件。常用的经验法则是：把间隔定为两次过程调整之间大约能检查六对零件，并在图表持续保持绿色时逐步拉长间隔。如果图表不断要求调整，问题出在变异上，而不是间隔上。
预控制适用于单侧公差吗？
适用，但划分方式不同。双侧公差的四等分假定目标值位于公差中央，而平面度或跳动等单侧特性没有这样的目标值。为单侧公差划分区域，正是谢宁专家会与您一起完成的工作之一：咨询专家。
预控制在统计上成立吗？
它的分区假定过程大致服从正态分布并以目标值为中心。对于这样一个 Cp = 1.0 的过程，约 87% 的读数为绿色，约 2% 的零件对会发出误报；当 Cp = 1.33 时，误报降至约每千对两次。学术评述——Ledolter 和 Swersey（1997）以及 Steiner（1997）——的结论是：它适用于能力充足的过程和小批量生产，在其他场合则不能替代控制图。
Pre-Control 在谢宁的 Red X® 问题解决中处于什么位置？
它是最后一步，而不是第一步。Red X® 问题解决找到并证明变异的主导原因，并为其设定公差；随后，Pre-Control 这样的简单控制手段在生产现场把受控的输入和 Green Y® 输出保持在绿区内。如果过程仍然需要频繁调整，说明主导原因尚未得到充分控制。
参考资料（英文）：F. E. Satterthwaite，“A simple, effective process control method”，Report 54-1，Rath & Strong，1954 年；D. Shainin 和 P. Shainin，“Pre-Control versus X̄ & R charting: continuous or immediate quality improvement?”，Quality Engineering 第 1 卷第 4 期，1989 年；J. Ledolter 和 A. Swersey，“An evaluation of pre-control”，Journal of Quality Technology 第 29 卷第 2 期，1997 年；S. H. Steiner，“Pre-control and some simple alternatives”，Quality Engineering 第 10 卷第 1 期，1997 年；Quality 杂志，“Dorian Shainin’s influence on quality professionals, part IV”，2018 年。
变异无法保持在绿区？
谢宁的 Red X® 专家帮助制造商找到变异的主导原因，并在生产现场保持改进成果。