控制图由贝尔实验室的沃特·安德鲁·休哈特在1920年间发明。公司的工程师设法要提高电话传输系统的可靠性，因为放大器和其他设备必需埋在地下，需要减少失败和检修的比率。在1920年，工程师已经发现，减少生产流程变异的重要性，同时，他们意识到针对不合格产品的持续性流程调整反而增加了变异，降低了质量。休哈特根据系统和特殊原因把问题分类，1924年，他写了一份内部备忘录，也介绍如何利用控制图来区分系统般原因及特殊原因。休哈特的上级George Edwards回忆说：“休哈特博士写了一份简短的备忘录，一页长，其中的三分之一是一个简单的图，也就是现在称作控制图的图表。这个图和简单的文字产生了所有今日称作流程质量控制的重要原理和思想。”休哈特强调把生产流程纳入统计制程管制（其中只有系统原因的变异，并将其进行控制）对于预测未来产量及有效管理流程的重要性。

休哈特博士创造了控制图的基础和统计学控制状态的概念，还从单纯数学统计学理论中，了解了实际流程产生的数据一般会呈现“正态分布曲线”（高斯分布，一般也称为“钟型曲线”）。他发现通过观察生产数据的变量，不会永远和自然的数据有类似特性（粒子的布朗运动）。休哈特博士得出结论，每个流程都有变量，流程中有些的变量可控，属于流程自然现象，其他变量不可控，但不一定出现在流程因果系统中。

约在1924年左右，休哈特的发现引起了爱德华兹·戴明的注意，戴明后来在美国农业部工作，也是美国统计局的数学顾问。在未来半个世纪，戴明一直倡导休哈特提出的控制图，在二战日本战败后，戴明成为联军最高统帅部的统计学顾问，开始长期在日本工作，传播休哈特的思想，统计图开始广泛应用于日本的生产工业中。

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