Ο στατιστικός έλεγχος ποιότητας είναι η παρατήρηση μεταβλητών μιας παραγωγικής διαδικασίας με την πάροδο του χρόνου και η εφαρμογή στατιστικής ανάλυσης αυτών των μεταβλητών για τον καθορισμό των λειτουργικών παραθύρων που παράγουν προϊόντα χαμηλότερης βλάβης. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται κυρίως για γραμμές παραγωγής παρά για εξοπλισμό χημικής επεξεργασίας, αν και ισχύει και για τα δύο. Τρία βασικά στοιχεία της μεθοδολογίας περιλαμβάνουν διαγράμματα ελέγχου, συνεχείς βελτιώσεις και σχεδιασμένα πειράματα.
Οι γραμμές παραγωγής συχνά δεν έχουν βρόχο ανάδρασης, όπως θα μπορούσαν οι χημικές διεργασίες. Σε μια χημική μονάδα, η παραγωγή της διεργασίας μπορεί να παρακολουθείται συνεχώς και οι συνθήκες των αντιδρώντων προς τα ανάντη ή οι συνθήκες αντίδρασης μπορούν να αλλάξουν για να επαναφέρουν τη διαδικασία σε ιδανικές συνθήκες. Ένας τέτοιος στιγμιαίος έλεγχος είναι ιδιαίτερα απαραίτητος για αντιδράσεις που γίνονται επικίνδυνες όταν αφήνονται να φτάσουν στα άκρα. Οι γραμμές παραγωγής είναι συχνά μια σειρά από μη συνδεδεμένες λειτουργίες μηχανών που εκτελούνται από έναν αριθμό διαφορετικών χειριστών και η επιθεώρηση του προϊόντος πραγματοποιείται στο τέλος της γραμμής παραγωγής — εκτός γραμμής και συχνά αρκετές ώρες ή περισσότερο πίσω από την ίδια τη γραμμή παραγωγής. Υπάρχει μικρή ευκαιρία για διόρθωση.
Το κύριο χαρακτηριστικό του στατιστικού ποιοτικού ελέγχου είναι ότι αντί να μετράει τα ελαττώματα και να προσαρμόζει τις παραμέτρους λειτουργίας για την αποφυγή τους, ο μηχανικός κατασκευής μετρά τις λειτουργικές παραμέτρους για να καθορίσει τις στατιστικές ιδιότητες που παρουσιάζει η διαδικασία με την πάροδο του χρόνου. Οι παραλλαγές σε μια παράμετρο που καθορίζεται ότι εμπίπτουν σε κανονικές παραλλαγές της διαδικασίας ονομάζονται παραλλαγές κοινής αιτίας. Αφού μελετήσει μία ή περισσότερες μεταβλητές, ο μηχανικός ποιότητας μπορεί να ανακαλύψει μια μεταβλητή που συσχετίζεται καλά με το επίπεδο ελαττώματος του προϊόντος ή το στάδιο της επεξεργασίας.
Αυτή η μεταβλητή είναι μια μεταβλητή ελέγχου και στη συνέχεια παρακολουθείται και αναλύεται για να προσδιοριστούν οι κανονικές διακυμάνσεις, οι μέσες τιμές και τα όρια ελέγχου πέρα από τα οποία αυξάνεται η συχνότητα των ελαττωμάτων. Τα όρια ελέγχου ορίζονται αρχικά για τις περισσότερες λειτουργίες σε συν ή πλην τρεις τυπικές αποκλίσεις από τη μέση τιμή. Συσφίγγονται όσο χρειάζεται και καθώς συγκεντρώνονται δεδομένα. Εάν η διακύμανση αυτής της μεταβλητής δεν αντιπροσωπεύει όλη τη διακύμανση που παρατηρείται στην τελική ποιότητα του προϊόντος, ελέγχονται πρόσθετες μεταβλητές.
Η βασική μεταβλητή παρακολουθείται συνεχώς, κατά προτίμηση από τον χειριστή του εξοπλισμού. Όσο το σύστημα λειτουργεί εντός των ορίων ελέγχου, οι ρυθμίσεις του εξοπλισμού δεν αλλάζουν. Μόλις η παράμετρος υπερβεί τα όρια ελέγχου, τότε γίνεται ενέργεια για να επαναφέρετε την παράμετρο στα όρια. Εφαρμόζοντας με συνέπεια τις αρχές του στατιστικού ποιοτικού ελέγχου, το ποσοστό ελαττωμάτων ολόκληρης της γραμμής παραγωγής μειώνεται καθώς μειώνεται η διακύμανση στη διαδικασία.
Η χρήση διαγραμμάτων ελέγχου από τους χειριστές είναι συχνά το πιο εύκολο πρώτο βήμα ενός συστήματος στατιστικού ποιοτικού ελέγχου και συχνά η εργασία τελειώνει σε αυτό το βήμα. Στην ιδανική περίπτωση, υλοποιούνται και τα άλλα στοιχεία. Η συνεχής βελτίωση αναφέρεται στις προσπάθειες να τεθεί όλο και περισσότερο η διαδικασία υπό στατιστικό ποιοτικό έλεγχο, συμπεριλαμβανομένων των δραστηριοτήτων ανάντη, όπως η προμήθεια πρώτων υλών και οι δοκιμές πριν από την αποδοχή. Τα σχεδιασμένα πειράματα είναι ευθύνη του μηχανικού ποιοτικού ελέγχου για τον προσδιορισμό των φυσικών εξηγήσεων για τη στατιστική διακύμανση που παρατηρείται. Έχοντας στατιστικά δεδομένα για την πρόβλεψη των αποτελεσμάτων, η έρευνα για την αιτία των ελαττωμάτων διεξάγεται με συστηματικό τρόπο.