Контрольные карты Шухарта созданы в помощь технологу, стремящемуся улучшить технологический процесс и качество продукта. Они являются не только методом выявления управляемости процесса, но и средством управления процессом, если в результате выявления особых причин вариаций проводятся технические мероприятия по устранению этих причин.

Карты состоят из двух графиков, расположенных один под другим: верхний график показывает ход средних значений последовательных по времени групп измерений параметра процесса, нижний - ход размахов этих же групп (размах - разность максимального и минимального значения замеров в группе). Размер группы можно менять, но в пределах одной контрольной карты он остается постоянным. Границы регулирования на обоих графиках - расчетные, равные ±3σ, где σ – среднеквадратическое отклонение от среднего значения. Поля ±3σ дополнительно делятся на зоны по 1σ.

Различные отклонения на графиках от случайного хода процесса (то есть вызванных обычными причинами вариаций) называются сингулярностями.

Причины сингулярностей по размаху и по среднему имеют принципиально разную природу: диаграмма размахов характеризует динамику изменчивости внутригрупповой (то есть внутри группы последовательных по времени замеров), а диаграмма средних – междугрупповой (то есть между средними значениями последовательных по времени групп).

Расчетные границы по контрольным картам и границы, установленные по технологической документации, могут сильно отличаться, так как технологические границы – это результат компромисса потребителя и изготовителя, а расчетные – результат совместной работы оборудования и приборов контроля. Поэтому в контрольных картах Шухарта расчетные границы параметра не связаны с технологическими. Если не оговорено специально постоянство расчетных границ (такое возможно, когда они устанавливаются по предыдущим контрольным картам в режиме полной управляемости параметра), то они пересчитываются каждый раз, когда появляется новая точка на карте. Тем самым контрольные карты описывают, как ведет себя параметр в настоящее время, какова его внутри- и междугрупповая изменчивость, управляем ли он или непредсказуем, каковы тенденции его динамики, и самое главное, следует ли вмешиваться и корректировать этот параметр, чтобы не потерять качество продукта. При этом, если руководствоваться постоянными технологическими границами, такие вопросы вообще не ставятся, и не изучаются, так как параметр оказывается «в норме».

Чтобы использовать контрольные карты как инструмент для управлениея процессом, необходимо уметь решать следующие задачи:

Первая задача: визуальное обнаружение участков неслучайного поведения параметра. Если параметр управляем, то неслучайных структур нет. Если же наблюдаются монотонные снижения или повышения параметра, периодический ход, выбросы, резкие колебания – это должно быть предметом внимания технолога.

Вторая задача: умение соотносить сингулярности на картах размахов (с которых начинается анализ управляемости) и на картах средних, и понимать отличия в трактовке внутригрупповых (размах) и межгрупповых (среднее) вариаций параметра.

Третья задача: необходимо объяснить на физическом уровне причину появления сингулярности, классифицировать виды и причины сингулярностей и наметить меры по устранению особых причин вариации и созданию управляемого параметра.