Tilastollinen laadunvalvonta on valmistusprosessin muuttujien havaitseminen ajan mittaan ja näiden muuttujien tilastollisen analyysin soveltaminen määrittämään toimintaikkunat, jotka tuottavat vähemmän viallisia tuotteita. Tätä menetelmää käytetään pääasiassa tuotantolinjoihin eikä kemiallisiin käsittelylaitteisiin, vaikka se pätee molempiin. Menetelmän kolme keskeistä osaa ovat ohjauskaaviot, jatkuvat parannukset ja suunnitellut kokeet.
Valmistuslinjoilla ei usein ole palautesilmukkaa, kuten kemiallisilla prosesseilla voisi olla. Kemiantehtaassa prosessin tuotosta voidaan seurata jatkuvasti, ja ylävirran reaktanttien tai reaktio -olosuhteiden olosuhteita voidaan muuttaa prosessin kääntämiseksi takaisin ihanteellisiin olosuhteisiin. Tällainen hetkellinen hallinta on erityisen välttämätöntä reaktioille, jotka muuttuvat vaarallisiksi, kun niiden annetaan mennä äärimmäisyyksiin. Valmistuslinjat ovat usein sarja kytkemättömiä konetoimintoja, joita johtavat useat eri toimijat, ja tuote tarkastetaan tuotantolinjan lopussa-off-line ja usein useita tunteja tai kauemmin itse tuotantolinjan takana. Korjaamismahdollisuuksia on vähän.
Tilastollisen laadunvalvonnan tärkein piirre on se, että valmistusinsinööri mittaa vikojen mittaamisen ja käyttöparametrien säätämisen sijaan niiden välttämiseksi, mittaa toimintaparametreja määrittääkseen tilastolliset ominaisuudet, joita prosessilla on ajan mittaan. Parametrin muunnelmia, joiden määritetään kuuluvan prosessin normaaleihin vaihteluihin, kutsutaan yleisen syyn vaihteluiksi. Yhden tai useamman muuttujan tutkittuaan laatuinsinööri voi löytää muuttujan, joka korreloi hyvin tuotteen tai käsittelyvaiheen vikatasoon.
Tämä muuttuja on kontrolloiva muuttuja ja sitä seurataan ja analysoidaan normaalien vaihtelujen, keskiarvojen ja ohjausrajojen määrittämiseksi, joiden ylittyessä vikataajuus kasvaa. Valvontarajat on alun perin asetettu useimmille toiminnoille plus- tai miinus kolme keskihajontaa keskiarvosta. Niitä kiristetään tarpeen mukaan ja kun tietoja kerätään. Jos tämän muuttujan vaihtelu ei ota huomioon kaikkia tuotteen lopullisessa laadussa havaittuja vaihteluita, muut muuttujat seulotaan.
Avainmuuttujaa seurataan jatkuvasti, mieluiten laitteen käyttäjä. Laitteiston asetuksia ei muuteta niin kauan kuin järjestelmä toimii ohjausrajojen sisällä. Kun parametri ylittää ohjausrajat, ryhdytään toimenpiteisiin parametrin saattamiseksi takaisin rajoille. Sovellettaessa johdonmukaisesti tilastollisen laadunvalvonnan periaatteita koko tuotantolinjan vikaantumisaste pienenee prosessin vaihtelun vähentyessä.
Ohjauskaavioiden käyttö operaattoreilla on usein tilastollisen laadunvalvontajärjestelmän helpoin ensimmäinen vaihe, ja usein työ päättyy tähän vaiheeseen. Ihannetapauksessa myös muut komponentit on toteutettu. Jatkuva parantaminen tarkoittaa pyrkimyksiä saada yhä enemmän prosessia tilastollisen laadunvalvonnan piiriin, mukaan lukien alkuvaiheen toimet, kuten raaka-aineiden hankinta ja hyväksymistä edeltävä testaus. Suunnitellut kokeet ovat laadunvalvontasuunnittelijan vastuulla määrittää fyysiset selitykset havaitulle tilastolliselle vaihtelulle. Kun tilastotietoja on tulosten ennustamiseksi, vikojen syiden selvittäminen suoritetaan järjestelmällisesti.