在统计过程控制（SPC）中，规格限和控制限是两个核心概念。虽然它们都在质量管理和过程监控中发挥重要作用，但它们在定义、来源和用途上有所不同。本文将详细解释这两个概念，并主要讨论它们可能是单边或双边的情况，及其对SPC指标的影响。

规格限（Specification Limits）

规格限是由客户、设计规范或行业标准规定的产品或过程特性的可接受范围。它定义了产品或服务必须达到的质量要求。规格限通常包括上规格限（USL，Upper Specification Limit）和下规格限（LSL，Lower Specification Limit），用于评估产品是否符合预期质量标准。如果产品特性超出规格限，就被认为是不合格的。

规格限可以是单边或双边的：

• 只关心某个特性值是否不低于某个最小值，此时只设定下规格限（LSL）；

• 或者只关心不超过某个最大值时，只设定上规格限（USL）。

控制限（Control Limits）

控制限是基于过程数据的统计分析结果，用于监控过程的稳定性。控制限通常由上控制限（UCL，Upper Control Limit）和下控制限（LCL，Lower Control Limit）组成，它们反映过程在正常状态下（正态分布）的绝大部分数据的自然波动范围。

控制限通常是双边的，这是因为它们的主要作用是检测过程的稳定性和异常情况。控制限的计算通常基于正态分布下的6σ原则，即3σ范围内的数据点被视为正常的过程波动，超过此范围的数据点则被视为异常信号（正态分布下，超出上下控制限的概率不到1%）。

无论规格限是单边还是双边，控制限都用于判断过程是否稳定，都应该有上下控制限来判定稳定性。

例如，即使规格限只要求特性值大于某个最小值（如大于100），控制限仍然会根据数据计算上下控制限（如UCL=200，LCL=50）：

1. UCL和LCL的作用：上控制限（UCL）和下控制限（LCL）用于检测过程中的异常情况。如果过程数据点超出这些控制限，表明过程可能存在异常，需要进一步调查。即使某个数据点大于200，虽然根据规格限（只要大于100）是合格的，但根据控制限（UCL=200），它可能表示过程不稳定，用户可能需要研究这种异常情况的原因。

2. 异常与稳定性：即使过程特性符合规格限，如果过程表现出过大的波动（如数据点超出UCL或LCL），也可能意味着过程不稳定。控制限帮助识别这种潜在的不稳定性。

如果我们规格限是单边的（假如只有LSL)，但控制限依然会有双边，超出上下控制限依然会判异（告警），但我们对于超出LCL的数据点应该重点、特别的关注，而对于超出UCL的数据点，可以根据需要进行分析或者忽略。

规格限与控制限对SPC指标的影响

当规格限是单边时，会对某些SPC指标产生影响，特别是能力指数相关的指标，如 Ca、 Ppk 和 Cpk。

• Ca（偏移指数）衡量过程均值与规格中心之间的偏移程度。对于单边规格限，无法计算 Ca ，因为缺乏中心值的参考。

• Ppk和 Cpk用于衡量过程性能和能力。对于单边规格限，Ppk 和 Cpk 的计算只考虑现有规格限的方向。例如：

• 只有上规格限（USL）时：
• 只有下规格限（LSL）时：

在这些情况下，单边规格限仅评估一个方向的过程能力，这可能导致对过程的全面性评估有所欠缺。特别是在单边规格限的情况下，更应该用双边的控制限来监控过程的稳定性。