统计与品管Minitab中级应用班（绿带工具）

Minitab中级应用班（绿带工具）,目录,1.Minitab基本操作2.Minitab基本图形（Graph）3.现状分析-原因查找4.基本统计（BasicStatistics）5.方差分析（ANOVA）6.回归分析（Regression）7.DOE与控制图（ControlCharts）,1.Minitab基本操作,-什么是Minitab？-Minitab画面构成-Minitab菜单构成-数据编辑,什么是Minitab?,MINITAB=Mini+Tabulator=小型+计算机,介绍于1972年，美国宾夕法尼亚大学用来作统计分析、教育用而开发，目前已出版Windows用版本Vesion15.1，并且已在工学、社会学等所有领域被广泛使用。MINITAB是为质量改善、教育和研究应用领域提供统计软件和服务的先导,是一个很好的质量管理和质量设计的工具软件，更是持续质量改进的良好工具软件,MINITAB统计软件为质量改善和概率应用提供准确和易用的工具,MINITAB被许多世界一流的公司所采用，包括通用电器、福特汽车、通用汽车、3M、霍尼韦尔、LG、东芝、诺基亚、以及SixSigma顾问公司。特别是与Six-sigma关联，在GE、AlliedSignal等公司已作为基本的程序而使用,作为统计学入门教育方面技术领先的软件包，MINITAB也被4,000多所高等院校所采用。优点以菜单的方式构成，所以无需学习高难的命令文，只需拥有基本的统计知识便可使用。图表支持良好，特别是与Six-sigma有关联的部分陆续地在完善之中。,Minitab画面构成,Minitab菜单构成,文件:有关文件管理所需的副菜单的构成编辑:编辑工作表数据,外部数据的链接及命令编辑器数据:对于工作表的操作及数据类型的转化计算:利用内部函数的数据计算及利用分布函数的数据生成统计:是分析统计资料的副菜单，由基础统计、回归分析、分散分析、品质管理、时针序列分析、离散资料分析、非母数统计分析等构成图表:编辑图形的输出,图表副菜单及文字图形构成编辑器:不使用菜单，使用命令直接作业及剪切板设置等副菜单工具:有关资源管理器、工具栏、选项栏、安全性设定等构成窗口:由控制Window画面构成的副菜单及管理图形画面的副菜单构成帮助:提供输入、输出、路径及Minitab产品等的相关帮助,Minitab菜单(文件),打开新建:文件-新建(工作表,项目)打开保存的项目:文件-打开项目打开保存的工作表:文件-打开工作表保存保存项目为当前文件名:文件-保存项目另存为:文件-将项目另存为保存工作表为当前文件名:文件-保存当前工作表另存为:文件-将当前工作表另存为打印打印当前工作表:文件-打印工作表,Minitab菜单(数据),从总工作表中分离出1个小工作表拆分工作表合并工作表复制一列分多列多列并一列行、列互换排序删除行删除变量,Minitab菜单(计算),计算器列统计行统计标准化产生序列数据产生网号产生指示变量设定基准随机数据概率分布矩阵运算,Minitab菜单(统计),基本统计回归方差分析试验设计控制图质量工具可靠性与生存分析多元分析时间序列分析一维与二维数据的整理非参数统计分析探索性数据分析功效和样本大小分析,Minitab菜单(图形),散点图矩阵图边际图直方图点图茎叶图概率图箱线图条形图饼图时间序列图,在窗口工作表中可以输入数据，一个变量为一列。列用“C”开头，后面紧跟数字，譬如C1，C2，等。既可以用C1表示变量名，也可以在C1下面输入字母X，用“X”表示变量名。一行表示对一个个体进行观察所得到的观察结果。数据是全屏幕进行编辑的，光标在哪一个单元格，就可以在该单元格中输入数据并进行修改；插入单元格、行或列在右键点击“插入单元格”、“插入行”、“插入列”进行；删除行、列在“数据”中分别点击“删除行”、“删除变量”进行；删除单元格在“编辑”中点击“删除单元格”进行，或点击右键进行；,数据编辑,2.Minitab基本图形（Graph）,-散点图（Scatterplot）-矩阵图（MatrixPlots）-边际图（MarginalPlots）-直方图（Histogram）-箱线图（BoxPlot）-条形图（BarChart）-饼图（PieChart）-时间序列图（TimeSeriesPlot）,散点图:想知道变数间的关联性的时候,图形散点图,公司生产的相机电池是否能够很好地满足顾客的需要。市场调查显示，如果两次放电之间等待的时间超过5.25秒，顾客就会变得很不耐烦。收集了分别使用过不同时间的电池的一个样本，并在每个电池放电后立即测量了其剩余电压（放电后电压），还测量了各电池再次放电之前必须等待的时间（放电恢复时间）。(文件:Graph-1.MTW),散点图:想知道变数间的关联性的时候,图形散点图,矩阵图:想知道多种变数间的联系性时,图形矩阵图,文件:Graph-1.MTW,边际图:同时确认两个变量之间的关系和分布,图形边际图,文件:Graph-1.MTW,直方图:确认数据的散布情况,图形直方图,文件:Graph-3.MTW,箱线图:确认数据的散布及平均,图形箱线图,文件:Graph-3.MTW,Data:1,2,3,4,5,MaxwithinUpperLimit上须,MinwithinLowerLimit下须,Q3:第三四分位数,Q1:第一四分位数,中位数(Median),箱线图:确认数据的散布及平均,条形图:用于分析对比,汽车装配厂的车门喷漆环节存在较大的问题，现对一天的喷漆缺陷进行了记录，请用图形对各项缺陷类型的频次进行直观的比较。共有25条记录：划痕、划痕、桔纹、桔纹、色差、划痕、Other、Other、桔纹、桔纹、桔纹、桔纹、划痕、划痕、桔纹、划痕、色差、划痕、桔纹、桔纹、桔纹、桔纹、Other、Other、划痕、划痕、桔纹,图形条形图,文件:Graph-4.MTW,饼图:用于分析对比,某移动通信服务商对计费差错原因进行分析，收集了1个月的话单错误的类型，具体数据如下，请用图形直观地显示各种错误类型的构成比例：,图形饼图,计费类型错112612无主话单26950字段解析错18861长途话单解析错11250电话号码错5278,文件:Graph-5.MTW,时间序列图:反映数据随着时间变化的趋势与走向,销售部新来的经理需要了解一下公司历年来的销售情况，他收集了2000年度到2002年度每个季度的销售数据，具体如下，请用图形直观地反映销售的趋势和走向:,图形时间序列图,文件:Graph-6.MTW,Practice1,某银行对其所属的某营业网点进行抽样调查，其中测量了该网点在2月8日从上午10点至下午3点间所有顾客（共40人）的等候时间，试绘制直方图分析？。,Practice,某公司从两家供应商各采购了一批灯泡，分别统计各组样品的使用寿命，试绘制箱线图分析。,3.现状分析-原因查找,-柏拉图（ParetoChart）-因果图（CauseandEffect）-能力分析（正态Normal）-能力分析（二项Binomial）,柏拉图:确认数据的比重,找出CTQ的一种方法,掌握对于地域别显示器需要的比重统计质量工具Pareto图,文件:Tools-1.MTW,通过使用Pareto图，您发现部件通常是因为表面瑕疵而遭到拒收。今天下午，您与各个部门的成员召开会议，集体讨论这些瑕疵的潜在原因。,因果图:了解潜在原因之间的关系,统计质量工具因果,文件:Tools-2.MTW,某公司前台接线员接到客户电话，询问清楚之后，需要在规定时间（24s12s）将电话转接给相关人员，收集了某一天接线员在不同时间段处理电话时间，进行过程能力分析。,MinitabMenu:统计质量工具能力分析正态,计量型数据的过程能力分析,文件:Tools-3.MTW,某公司要求客服人员在收到客户邮件后，一个工作日之内必须回复，抽查统计了6月1号至24号的邮件发送状况。,MinitabMenu:统计质量工具能力分析二项,计数型数据的过程能力分析,文件:Tools-4.MTW,Practice,1.收集10月份SMT制程不良数据如下，请做柏拉图分析主要不良项目。,Practice,2.某工厂制造一批紫铜管，应用Xbar-R管制图来控制其内径，尺寸单位为m/m，利用数据表之数据（USL=55;SL=50;LSL=45)求得其管制界限并绘图；请判定过程是否稳定？分析制程能力状况?制程是否可用控制用控制图?,4.基本统计(BasicStatistics),-显示描述统计(DisplayDescriptiveStatistic)-单样本Z(1SampleZ)-单样本T(1SampleT)-双样本T(1SampleZ)-单比率(1Proportion)-双比率(1Proportion)-相关分析(Correlation)-正态性检验(NormalityTest),显示描述性统计,开发新的饮食方法的公司为了知道它的效果，把7名主妇为对象做了实验。实验结果他们的体重变化如右侧的值。用什么样的方法了解她们的体重变化。,BeforeAfter58.560.060.354.961.758.169.062.164.058.562.659.956.754.4,统计基本统计量显示描述性统计,文件:BS-1.MTW,标准差为15的正态分布总体中取出25个样本得到了如下资料.总体的历史平均值是70,但是调查者根据推出的样本材料的结果认为总体平均小于70.利用统计工具检验一下(显著性水平=0.05).统计基本统计量单样本Z,对单个总体平均的假设检验-总体标准差已知,单样本Z:C1mu=70与50000的检验平均值变量N平均值标准差标准误95%下限TP寿命时间9520001500500510704.000.002,对单个总体平均的假设检验-总体标准差未知,文件:BS-2.MTWC3栏,测量了A公司和B公司生产的同一部品的尺寸.(假设总体方差相同).两公司的部品参数总体平均是否有差异,用显著性水平=0.05来检验统计基本统计量双样本t,两个总体平均的假设检验,A与B的双样本T平均值N平均值标准差标准误A1283.004.001.2B1081.004.991.6差值=mu(A)-mu(B)差值估计:2.00差值的95%置信区间:(-1.99,5.99)差值=0(与)的T检验:T值=1.04P值=0.309自由度=20两者都使用合并标准差=4.4721,文件:BS-3.MTW,现有的保单填写正确率为60%，为此公司专门设立专职填单人员，然后随机地抽取100份保单,其中66份保单填写正确.用显著性水平=0.05来检验一下,能不能说设立专职填写人员之后，保单填写正确率显著提升了.统计基本统计量单比率,单个总体比率的检验,单比率检验和置信区间p=0.6与p0.6的检验样本XN样本p95%下限Z值P值1661000.6600000.5820821.220.110,在美国总统选举中,对A候选人想要推定旧金山地区和纽约地区的支持率的差异.在旧金山地区调查5000名,在纽约地区中调查2000名的结果,得到各2400名,1200名的支持.求A候选人的两个地区的支持率是否相同.用显著性水平=0.05来检验.统计基本统计量双比率,双比率检验和置信区间样本XN样本p1240050000.4800002120020000.600000差值=p(1)-p(2)差值估计:-0.12差值的95%置信区间:(-0.145549,-0.0944512)差值=0(与0)的检验:Z=-9.07P值=0.000,两个总体比率的检验,为了解投保人年收入和年投保金额的关系,调查了20个投保人.在显著性水平=0.05检验一下相关关系.图形散点图统计基本统计量相关,相关分析,文件:BS-4.MTW,相关:年收入,年投保金额年收入和年投保金额的Pearson相关系数=0.779P值=0.000,检验一组数据是否服从正态分布统计基本统计量正态性检验,正态性检验,P=0.5050.05,所以数据是正态的,文件:BS-5.MTW,为了解育才中学学生的身体素质状况，对该校的学生进行了随机抽样，并测量了其身高与体重，试对学生的身高做描述性统计分析，并分析身高与体重的相关关系？,Practice1,某公司两位保险推销人员Bob和Jane，从去年一年统计数据来看，Bob共约见了305个客户，其中达成订单的为40个；Jane共约见了500个客户，达成订单的为50个。在显著性水平=0.05检验一下Bob和Jane的约见成功率是否存在差异？,Practice2,某保险公司对A地区和B地区分别调查了投保人的死亡年龄，A地区和B地区分别各自抽取10个投保人，统计数据如下，假设A、B地区投保人死亡年龄的方差相等，在显著性水平=0.05检验一下A、B地区投保人的寿命是否存在差异？,Practice3,文件:BS-6.MTW,5.方差分析（ANOVA）,-单因子方差分析（OneWayANOVA）,制造车间研讨3种材料.目前使用的是A公司的材料,现在要把B,C公司的材料追加研讨.通过对各个材料的强度分析找出最佳的材料.,ABC91821121519141421131716181523,先要对数据进行处理，进行堆叠数据堆叠列,单因子方差分析,文件:ANOVA.MTW,1正态性检验统计基本统计量正态性检验,单因子方差分析,三组数据P均大于0.05,所以三组数据都服从正态分布,2等方差检验统计方差分析等方差检验,单因子方差分析,P大于0.05,所以材料A、B、C的强度的方差相等,等方差检验:强度与材料代号95%标准差Bonferroni置信区间材料代号N下限标准差上限A51.767803.2710912.5901B50.888021.643176.3244C51.429852.6457510.1832Bartlett检验（正态分布）检验统计量=1.59,p值=0.452Levene检验（任何连续分布）检验统计量=0.36,p值=0.706,3单因子方差分析（ANOVA）统计方差分析单因子,单因子方差分析,比较四个车工ABCD所加工丝杠的直径是否相等。将20根坯料用随机序编号顺序号,再采用随机抽取方法,让每个车工选取5根,按顺序号在同台车床上加工.,直径数据表单位:mm,Practice,6.回归分析（Regression）,-一元线性回归分析（Regression）,什么是回归分析,1.什么是回归分析,改善问题时有很多情况是需要掌握相关变量之间的相互关联性.(有/无相互关联性可能会成为解决问题的Point)这种关联性用数学方程式来表示并且分析它的关联性时我们称它为回归分析.问题Y(从属变量)与因子X(独立变量)之间的关系用下面的数学方程式来表示.,Y=a+b+errorwhere,a=常量,b=斜率,2.回归方程式的种类,一元线性回归分析:Y因子和X因子各1个的情况多元线性回归分析:有2个以上X的情况曲线回归分析:由独立变量(X)1个,从属变量(Y)1个构成的2次以上的高次函数,3.Data收集是?,为了推定变动最小时的倾斜度,取X因子的最低界限值到最高界限值为止的广范围的Data.为了减少收集数据时因时间经过而可能会产生的潜在变量要随机地确定X因子的水平之后再做实验.,一元线性回归分析,1.散点图MinitabMenu:图形散点图,文件:Regression-1.MTW,一元线性回归分析,2.相关分析MinitabMenu:统计基本统计量相关,文件:Regression-1.MTW,相关:X,YX和Y的Pearson相关系数=0.993P值=0.000,P0.05，拒绝原假设（原假设为线性不相关），说明线性相关性很好,回归分析:Y与X回归方程为Y=4.71+1.48X自变量系数系数标准误TP常量4.7123.2421.450.184X1.480180.0640823.100.000S=4.26989R-Sq=98.5%R-Sq（调整）=98.3%方差分析来源自由度SSMSFP回归19727.79727.7533.550.000残差误差8145.918.2合计99873.6,利用拟合的回归方程式来推定Y值.Y=4.71+1.48X,一元线性回归分析,3.回归分析3.1回归方程MinitabMenu:统计回归回归,一元线性回归分析,Residual(残差)表示实际观测值减去回归方程拟合值1)残差的平均应始终为02)残差应该呈正态分布3)残差要随机分布(不能有任何倾向性),3.回归分析3.2残差诊断MinitabMenu:统计回归回归,残差诊断，无异常！,3.3.画拟合线图MinitabMenu:统计回归拟合线图,得出结论X的大小是影响Y的因子因R-Sq=98.5%,可以认为做了相当的贡献(通常推荐是R-Sq的值为65%以上),CI置信区间:平均值的预测区间PI预测区间:个别观察值的预测区间,一元线性回归分析,一元线性回归分析,新观测值的预测值新观拟合值测值拟合值标准误95%置信区间95%预测区间175.021.35(71.90,78.14)(64.69,85.35),3.4最佳化及预测MinitabMenu:统计回归回归,假如我们希望Y越接近75越好，通过回归方程，当Y=75时，求得X=47.5,为了解某地区投保人年收入和年投保金额的关系，针对该地区，调查了20个投保人.对该地区投保人年收入和年投保金额，进行回归分析。假如该地区有一名投保人，其年收入大约为36,000元，请预测其年投保金额的大致范围。,文件:Regression-2.MTW,Practice,7.实验设计（DOE）,-全因子实验设计-部分因子实验设计,在一定的预算条件(费用,时间,)下,为了得出最大情报,计划实验方法和分析方法.给输出变量(Y)有意影响的输入变量(X)是哪些?有多大影响?无意的输入变量影响程度是多少?测定误差是多少?产生有意影响的输入变量在何种条件下,可以得到最理想的输出呢?,DOE的定义,DOE(DesignofExperiments),DOE的目的,确认被选定的VitalFewXs之间的交互作用利用X的Y预测MODEL树立决定使Y最佳化的X条件Y=f(X1,X2,X3,Xn),用语,输入因子(因子)Xs,称为因子(Factor)潜在解决案或研究中的变量因子按水准别分类。例)在半导体Process中输入变量为:压力，温度,输出变量Y,X3,X2,X1,X5,.,X4,输出变量Y,称为反应(Response)输入变量(因子)对Y的影响效果例）半导体Process效率,7.控制图（ControlCharts）,-控制图P(不良率控制图)-控制图NP(不良品数控制图),控制图NP(不良率控制图),MinitabMenu:统计控制图属性控制图P,文件:SPC-1.MTW,控制图NP(不良率控制图),MinitabMenu:统计控制图属性控制图NP,文件:SPC-2.MTW,某公司要求客