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高考申論題 106年 [工業工程] 工程統計學與品質管制

第 一 題

📖 題組:
說明製程能力指標 $C_p$ 與 $C_{pk}$ 的關係:(每小題 5 分,共 10 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

當製程平均值在規格中心時,$C_p$ 與 $C_{pk}$ 的關係為何?

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考生看到此題應先寫出 $C_p$ 與 $C_{pk}$ 的標準數學定義公式。接著,將『製程平均值在規格中心』此一文字敘述轉換為數學條件($\mu = \frac{USL + LSL}{2}$),代入 $C_{pk}$ 公式中進行化簡,即可嚴謹證明兩者相等的關係。

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【解題思路】利用製程能力指標 $C_p$ 與 $C_{pk}$ 的定義公式,將無偏移(平均值等於規格中心)之條件代入推導。 【詳解】 已知:

小題 (二)

當製程平均值不在規格中心時,$C_p$ 與 $C_{pk}$ 的關係為何?

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看到這題,首先要寫出 Cp(潛在製程能力)與 Cpk(實際製程能力)的數學定義公式。接著,引入規格中心 m 與偏移係數 k,推導出 Cpk = Cp(1-k) 的關係式,最後根據 k > 0 的條件,說明當平均值不在中心時兩者的數學關係與實務意涵。

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【解題思路】利用 $C_p$ 與 $C_{pk}$ 的數學定義公式,引入精確度偏移係數 $k$,推導兩者間的數學關係式並解釋其物理意義。 【詳解】 已知:

小題 (三)

(三)若製程平均值突然移至 9.95 cm,標準差增加 20%,請問此時之樣本平均值未能符合管制界限之機率為何?(15 分)

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本題主要測驗製程平均值與變異數發生偏移時,$\bar{X}$ 管制圖發出失控警報的機率計算(即超出管制界限的機率)。解題關鍵在於先根據原數據計算出原本的管制界限(UCL, LCL)與原製程標準差($\sigma$),接著套用變動後的新平均數與新標準差,重新計算標準化 $Z$ 值並查表求出對應的機率。

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【解题關鍵】利用原製程參數求出管制界限及原標準差,再以新製程參數計算 $\bar{X}$ 超出原管制界限之機率。 【解答】 Step 1:計算原製程 $\bar{X}$ 管制圖之中心線與管制界限

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