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统计方法基础知识(一)


一、正态分布参数
平均值 μ
如果你是某学校高一的班主任,当每次考试 成绩公布前,你第一想知道的结果是什么?
人口普查华东,人均收入、男女平均身等一、正态分布参数平均值
总体平均值μ ( 样本平均值X)
1、一组数据向其中心值靠拢的倾向和程度 2、测量集中位置就是寻找数据一般的代表值和 中心值。 3、平均值是正态分布曲线的位置参数,它只 决定曲线出现频率最大数值,而不改变正态 曲线的形状。 4、平均值易受极端值的影响。
二、波动的分类
产品质量波动分为正常波动和异常波动两类。 1、 正常波动: 随机原因引起的产品质量波动。 特点:大量存在、影响很小、消除难度大、 经济代价高。 要求:一般情况下在生产过程中允许存在。 控制状态:仅有正常波动的生产过程,简称 为控制状态或稳定状态。
产品质量的波动
2、 异常波动:
由系统原因引起的产品质量波动。 特点:不经常发生,一旦发生影响较大,容易 查明原因,容易预防和消除。 要求:由于对生产影响大,生产过程中不允许 存在。 质量管理工作的一项重要工作,就是把正常 波动控制在合理范围之内,消除异常波动。
总体与样本
样本:从总体中随机抽取出来要对其进行分 析的一部分个体,也称为子体。
样本中所含的样品数目、一般叫样本大小或样本容量、常用符号“n” 表示。例:从1000件产品中随机抽取20件、对它进行检测,这20件产品
组成一个样本即n=20、样本是由一个或若干个样品组成的。
抽样:从总体中随机抽取样品组成样本的活 动过程。 随机抽样:使总体中每一个个体都有同等的 机会被抽取出来组成样本的活动过程。
关于正态分布
正态分布曲线,又称高斯曲线、钟型曲线。 正态分布受两个参数影响 μ(总体平均值)——集中位置 σ(总体标准偏差)——分散程度 通常用样本平均值:X 样本的标准偏差:S
μ X σ
S
备注:高斯德国数学家
正态分布特性
X
S
±σ ±2σ
区间内的概率 0.6826 0.9545 0.9973
±3σ
四、QC小组为什么要用统计方法
1、QC小组活动要求用事实和数据说话,没有对事实的 统计分析就不能提供活动的证据。 2、没有准确的统计分析有可能发生错误的判断,导致 下一步行动的决策错误。 3、没有数据分析就不能充分体现科学性。 4、不使用统计方法QC小组往往会走弯路,影响小组的 活动效率及小组成员的积极性。 5、学会和使用统计方法将提高QC小组成员分析问题和 解决问题的能力。 6、统计方法是科学管理的基础,正确、适宜地使用统 计技术也是对QC小组的基本要求。

正态分布参数
标准偏差
σ不同曲线的高度不同 σ决定曲线的形状
问题:σ是多少考 试分数较接近?
σ1=0.4 σ2=1.0 σ3=2.5
μ 相同 σ不同的正态分布曲线
三、正态分布主要特点:
1、集中性:正态曲线的高峰位于正中央,即均数所 在的位置; 2、对称性:正态曲线以均数为中心,左右对称,曲 线两端永远不与横轴相交;(是否有零缺陷?) 3、均匀变动性:正态曲线由均数所在处开始,分别 向左右两侧逐渐均匀下降,靠近μ的偏差出现概 率较大,远离μ的偏差出现概率小,在远离一定 的范围以外的偏差,其出现的概率是很小的如: (在 ±3σ以外的偏差,出现概率不到0.3%)。 4、曲线与横坐标轴所围成的面积等于1; 5、对μ的正偏差和负偏差概率相等。
展示出统计数据的规律,这就是统计方法的描述性,例:计算一个班级的 数学平均成绩,最高最低分的差距,描述性统计方法常用曲线、表格、图 形反映统计数据和描述观测结果,使数据更容易理解,如排列图、直方图、 柱状图、折线图等。
(2)推断性:在对统计数据进行描述的基础上, 进一步分析、解释和作出推断性结论。
如老师由这个班级的数学平均成绩,去估计整个年级5个班的平均水平,这 种统计估计就属于推断性统计方法。推断性统计方法要通过详细样本来达 到了解、推断总体的目的。具有由局部推断整体的性质,如控制图、散布 图、假设检验、抽样检查等。
×
100%=1.2%
产品质量的波动(P119)
一、波动理论
过程中有许多导致波动的因素存在; 每种因素的发生是随机的且无法预测,但都影响着 过程的输出,即质量特性; 波动具有随机性也有规律性; 质量特性有波动是正常,无波动则属异常; 彻底消灭波动是不可能的,但减少波动是可能的; 质量管理工作的一项重要工作,就是把正常波动控 制在合理范围之内,消除异常波动。
标准偏差
总体标准偏差σ(样本标准偏差S)
1、数据分布的另一个重要特征
2、离散程度的各测度值就是对数据分散程度
所作的描述。
3、反映一组数据各变量值远离其中心值的程
度,因此也称为离中趋势
二、正态分布参数
标准偏差
标准偏差是正态分布曲线的形状参数,它 决定了曲线的高、矮、胖、瘦。 当σ较小时,数据较多集中于平均值附近, 曲线形状就较高和瘦; 当σ较大时,数据集中程度就差,曲线就矮 和胖。
计点数据:
指按缺陷点(项)计数的数据,不合格数、如疵点数、砂眼数、 气泡数、产品缺陷数等。
注意:
当数据以百分率表示时,判断它是计量数据还是计数数据,取决于给出 数据的计算公式的分子,当分子是计量数据时、则求得的百分率数为计量数据, 当分子是计数数据时,即使得到百分率不是整数、也属计数数据。 12台 1000台 生产的1000台电动机中有12台不合格。 从1.2%看虽有小数点以下数值,计算 公式分子12台是计数数据,1.2%应为 计数数据。
二、统计方法的性质:
描述性、推断性、风险性。
(1)描述性:用统计方法对数据进行整理和描述, 展示统计数据的规律,就是统计方法的描述性 (2)推断性:统计方法通过详细研究样本,达到 了解、推断总体的目的,具有由局部推断整体的 性质。 (3)风险性:部分推断全体,结论不可能全正确, 可能有错误,有错误就要承担风险。正确运用统 计方法,把风险降至最低。
例:100件从1至100编号,抽签或查随机数值表,确定那件产品入选,如 5号、15、25、操作简便、不易出差错。易出现大的偏差,织布机恰好50米出现 一段疵布
3、分层抽样法(类型抽样法)
甲、乙、丙三个工人同一台设备加工零件,放在三个地方,抽15个零件 组成样本,随机在三个地方抽5个组成样本,代表性好、误差小。抽样手续繁杂。
一、正态分布参数
平均值
μ不同,最大值的位置不同 μ是正态分布的中心
三次考试的 平均成绩
μ1 60 μ 70 μ2 80
σ 相同 μ不同的正态分布曲线
二、正态分布参数
标准偏差
σ
如果你想过河,有人只告诉你河的平均深度 是 1.5 米,你是否还想知道它的变化范围。
标准偏差说明数据的分散程度
二、正态分布参数
统计特征数
( P125 )
统计特征数是对样本来说的。 常用的统计特征数可分为两类:
三、统计方法的用途
1、提供特征数据;(平均值、中位数、标准偏差、 方差、极差等) 2、比较差异;(假设检验、显著性检验、水平对比) 3、分析影响因素;(因果图、系统图、分层法等) 4、分析相关关系;确定关系的性质和程度(散布图) 5、确定试验方案;(抽样检验、单因素检验、正交 试验、可靠性试验等) 6、发现问题,分析动态变化情况(排列图、直方图、 控制图、散布图等) 7、描述质量形成过程(流程图、控制图等)
(P116)
统计:收集和整理国情、资料的一种活动。
◆ 统计方法: 收集、整理、分析和解释统计数
据,并对其所反映的问题做出一定结论的方法。
目的:进行数据的整理、分析。
方法:全数检验或随机抽取。
工具:“老七种工具”、“新七种工具” 等。
一、什么是统计方法(P116)
统计方法分类:一般分为描述性和推断性两类。 (1)描述性:对统计数据进行整理和描述
4、整群抽样法(集团抽样)
将总体分成许多群,如每隔10小时抽30分钟的产量组成样本。实施方便 抽样误差大。用于工序控制。
随机抽样方法
某零件20箱,每箱50个,共1000个、要抽取100个进行测 试研究,怎样用上述4种方法
1、20箱倒在一起混合,从1至1000编号,查随 机数表或抽签,抽出毫无规律的100个样本,简单 随机抽样。 2、20箱混合,1至1000编号,查随机数表或抽 签决定起始号,如6号,依次为16、26、916、100 个样本,系统抽样。 3、20箱中每箱随机抽取5个,100个样本,分层 抽样。 4、20箱随机抽出2箱,进行检验,整群抽样。
2、计数数据 凡是不能连续取值的或用测量工具也得不 到小数点以下的数据,而只能自然数的数 据称为计数数据。 计数数据分为: 计件数据 服从于二项分布 计点数据 服从于泊松分布
1 2 3 4
5
只能测得0或1、2、3、…等自然数,不 合格品数、缺陷数,只能测得1件、2件
统计数据及分类
计件数据:
按件计数的数据,如不合格品数、不合格品率、彩色电视机数等。
三、引起波动的因素
引起产品质量波动六个方面,“5M1E”因素:
人员(Man)操作者的意识、技术、素养及熟练程度等;
机器(Machine)设备、工夹具精度、维护与保养等; 材料(Material)化学成份、物理性能及外观质量等; 方法(Method)加工工艺、操作规程的作业程度; 测量(Measure)测量设备、试验手段和测试方法等; 环境(Enviroment)工作场地的温、湿度,照明噪声等; 飞机晚点:空中管制、调配、天气变化、机械故障 正常波动—随机原因—随机特点—普遍存在
总体与样本的关系(P124)
判断 随机抽取 总体 样本 测量 数据
总体可以是一批产品,进行质量判断,确定 是否合格(有限总体)。可以是一个过程对 工序进行分析控制(无限总体)。
用样本推断总体
总体
样 本
样本统计量 如:样本均值 方差、标准差
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