統(tǒng)計(jì)學(xué)是有趣的學(xué)問(wèn),經(jīng)常令人沉醉。它承認(rèn):無(wú)論你多努力地量尺校表、精雕細(xì)琢,現(xiàn)實(shí)都不會(huì)完美。你每次測(cè)量,總有點(diǎn)出入,總有點(diǎn)不對(duì)勁。而“標(biāo)準(zhǔn)差”(σ,sigma),就是這個(gè)“不對(duì)勁”的數(shù)字表達(dá)。
三西格瑪(3σ)規(guī)則,并非科學(xué)家喝著濃咖啡靈光一閃的杰作,它的根植之地,是正態(tài)分布這座古老殿堂。在這座分布鐘形曲線中,大多數(shù)數(shù)據(jù)圍繞均值打轉(zhuǎn),68.27%躲在±1σ以內(nèi),95.45%躲在±2σ以內(nèi),而到了±3σ,99.73%的數(shù)據(jù)才終于擠進(jìn)來(lái)了。
也就是說(shuō),只要你的過(guò)程沒(méi)瘋,大約千分之三的數(shù)據(jù)應(yīng)該自然而然地“出界”。這正是3σ原則最精妙也最諷刺之處:它不是為了把你嚇一跳,而是為了告訴你——偶爾出界,其實(shí)挺正常。
控制圖不是“預(yù)言機(jī)”,是“道德警察”
我們得聊聊控制圖,這是質(zhì)量管理的冷面神探,也是工廠車(chē)間的圖靈機(jī)。控制圖說(shuō):我不管你今天心情怎樣,也不在意產(chǎn)品的市場(chǎng)前景,只看這組數(shù)據(jù),看它是不是“出格”。
優(yōu)思學(xué)院認(rèn)為,這種“出格”就得依賴3σ的標(biāo)準(zhǔn)。這種方法干凈利落:設(shè)上下控制線UCL/LCL,分別為均值±3σ,只要數(shù)據(jù)點(diǎn)越界,立刻打鈴預(yù)警。
但問(wèn)題來(lái)了——如果過(guò)程其實(shí)好好的,只是某個(gè)數(shù)據(jù)不小心跳高了一下,就被控制圖誤判為“異常”了呢?這就像村口的小孩喊了一聲“狼來(lái)了”,其實(shí)不過(guò)是棵樹(shù)搖了一下。這個(gè)錯(cuò)誤,在統(tǒng)計(jì)上叫“第1類錯(cuò)誤”,或更生活化一點(diǎn):虛發(fā)警報(bào)。
戴明與“喊狼”理論
統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅是數(shù)字的游戲,更是概率的藝術(shù)。W.E.戴明——現(xiàn)代質(zhì)量管理之父——一語(yǔ)道破:“我們常常把系統(tǒng)的噪音誤判成外來(lái)的驚雷”。戴明指出的這兩個(gè)錯(cuò)誤:其一是誤把系統(tǒng)內(nèi)的自然波動(dòng)當(dāng)成了特殊原因(虛驚);其二是反之(漏判),才是讓統(tǒng)計(jì)控制圖變得意義深遠(yuǎn)的基礎(chǔ)。
優(yōu)思學(xué)院發(fā)現(xiàn):控制圖的本質(zhì),不是要你對(duì)每一次“出界”都大發(fā)雷霆,而是學(xué)會(huì)以一種冷靜克制的方式看待異常。戴明早就警告:“過(guò)度干預(yù)穩(wěn)定系統(tǒng),只會(huì)制造混亂。”
控制圖的妙處,是讓我們有機(jī)會(huì)去校正對(duì)“異常”的認(rèn)知,而不是盲目地糾錯(cuò)。畢竟,在±3σ之外的數(shù)據(jù),也可能是那個(gè)你未來(lái)不得不面對(duì)的“真正的狼”。
那些沒(méi)被發(fā)現(xiàn)的“狼”:第2類錯(cuò)誤
再來(lái)說(shuō)說(shuō)漏判。那是另一種更隱秘的危險(xiǎn)。當(dāng)過(guò)程真的出了問(wèn)題,但你的數(shù)據(jù)點(diǎn)卻躲在±3σ以內(nèi),乖乖不吭聲,這就是“狼來(lái)了卻沒(méi)人理”。統(tǒng)計(jì)學(xué)里叫第2類錯(cuò)誤(β錯(cuò)判),也就是漏發(fā)警報(bào)。
換句話說(shuō),控制圖雖然是精密儀器,卻并非天眼系統(tǒng)。它的原理是在經(jīng)濟(jì)性與可靠性之間折中。你若太敏感,天天抓異常,過(guò)程遲早癱瘓;你若太遲鈍,那就等著災(zāi)難不請(qǐng)自來(lái)。
為什么是“三”而不是“四或二”
這個(gè)問(wèn)題常常出現(xiàn)在新手學(xué)員的眼神里:為什么不是±2σ?更緊一點(diǎn)不是更好嗎?但這就像問(wèn)為什么不天天測(cè)血壓三次,其實(shí)問(wèn)題不在于測(cè)不測(cè),而在于“代價(jià)”。
±3σ之所以受歡迎,是因?yàn)樗骖櫫藘蓚€(gè)字:經(jīng)濟(jì)。休哈特博士用實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)建模指出,在絕大多數(shù)制造與業(yè)務(wù)流程中,這個(gè)“3σ”界限恰恰是最大程度避免兩類錯(cuò)誤總成本的折中點(diǎn)。再往外走,警報(bào)太遲;往內(nèi)縮,警報(bào)太頻。
優(yōu)思學(xué)院認(rèn)為,這正是3σ如此迷人的地方:它不是絕對(duì)真理,卻是經(jīng)驗(yàn)世界的理性選擇。
從3σ到6σ:為什么要爬更高的山?
早些年,3σ?guī)缀跏瞧焚|(zhì)管理的圣杯。0.27%的不良率,誰(shuí)不滿意?但隨著信息時(shí)代來(lái)臨,產(chǎn)品和服務(wù)早已不再是“可用”與“報(bào)廢”的二元分野,而變成了細(xì)膩到令人咂舌的用戶體驗(yàn)戰(zhàn)場(chǎng)。你說(shuō)iPhone某代電池鼓包概率是0.27%,庫(kù)克恐怕還是睡不著覺(jué)。
于是6σ來(lái)了。不良率從千分之三降到百萬(wàn)分之三(3.4 DPMO),那是一場(chǎng)“品質(zhì)中的諾曼底登陸”。摩托羅拉、通用電氣、三星——它們不再滿足“還可以”,而是執(zhí)著于“怎么做到幾乎從不犯錯(cuò)”。
但優(yōu)思學(xué)院提醒,別忘了這背后伴隨的成本曲線。你若在意的是口味一致的奶茶店,3σ也許綽綽有余;你若負(fù)責(zé)的是飛行器導(dǎo)航系統(tǒng),6σ不過(guò)是起點(diǎn)。
常見(jiàn)問(wèn)題簡(jiǎn)答
Q1:3σ是怎么算出來(lái)的?
A:基于正態(tài)分布公式,3σ對(duì)應(yīng)的是99.73%的概率區(qū)間,即均值±3倍標(biāo)準(zhǔn)差。
Q2:控制圖為什么不設(shè)成±2σ?
A:±3σ更能平衡“虛發(fā)”和“漏發(fā)”兩類錯(cuò)誤的成本,是經(jīng)驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)的折中。
Q3:W.E.戴明為什么批評(píng)控制圖?
A:他指出控制圖誤判(第一類錯(cuò)誤)和漏判(第二類錯(cuò)誤)的問(wèn)題需謹(jǐn)慎看待,不應(yīng)盲目依賴。
Q4:如何知道某個(gè)異常點(diǎn)是不是“真異常”?
A:需結(jié)合具體過(guò)程知識(shí)、歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)以及團(tuán)隊(duì)討論判斷,不能只看“是否超線”。
Q5:從3σ提升到6σ意義大嗎?
A:對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)、高精密產(chǎn)業(yè)當(dāng)然有價(jià)值,但對(duì)成本敏感且容錯(cuò)性強(qiáng)的業(yè)務(wù),可能得不償失。
這就是3σ的故事,一段關(guān)于偏差、警覺(jué)、誤判與抉擇的旅程。在下次你面對(duì)一組“可能異常”的數(shù)據(jù)時(shí),不妨記得那只沒(méi)有真的出現(xiàn)過(guò)的狼,它也許只是你內(nèi)心的一絲不安。正是這種不安,讓質(zhì)量管理變得如此迷人。
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