做非正态能力分析时,你是否纠结过选项里的“ISO”和“Z值”?为什么Minitab官方默认推荐Z值法?本文为你揭开这背后的底层逻辑。

很多六西格玛绿带和黑带在处理非正态数据(Non-normal Data)时,都会熟练地打开 Minitab的统计>质量工具>能力分析>非正态。

但在点击“确定”之前,如果你手滑点开了**“选项”**按钮,会发现一个经常被忽略的设置:

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你是否想过:这两个方法到底有什么区别?为什么Minitab如此坚定地默认使用“Z值法”?

今天,我们就来聊聊这背后的统计学江湖。

01、核心差异:你是看“形状”,还是看“风险”?

一句话概括两者的区别:

· ISO法(百分位法):关注的是图形的几何宽度

· Z值法(Z.bench):关注的是实际的不良率风险

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Minitab之所以默认选择Z值法,是因为在质量管理的世界里,“不良率(PPM)”是唯一的通用货币

02、Z值法:把万物折算成“通用货币”

当我们面对非正态分布(比如Weibull分布、对数正态分布)时,它们的形状千奇百怪,有的拖着长尾巴,有的向左偏。这时候,直接用标准差(Sigma)去衡量能力是很困难的。

Z值法(也叫Z.bench)极其聪明地绕过了“形状”问题,它的逻辑是这样的:

1. 不管形状:先别管你的曲线长什么样,算出总共有多少产品超出了规格限(计算 Total Defect Rate)。

2. 反向折算:然后问一个问题——“如果这是一个完美的正态分布,要产生同样多的不良品,它得是多少西格玛水平?”

3. 得出结论:这个折算出来的西格玛水平,就是Z.bench

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它的优势在于“统一度量衡”:

通过Z值法,Minitab强行把非正态过程的能力,折算成了我们熟悉的Ppk和Sigma水平。这样,你就可以把一个服从Weibull分布的涂层厚度过程,和一个服从正态分布的螺丝直径过程,放在同一张表里比较优劣。

只要Ppk相同,意味着它们的不良率(PPM)是完全一样的。

03、ISO法:严格的几何测量者

ISO法(对应ISO 22514-4:2016/GB/T 40681.4-2021)的逻辑则完全不同。它是基于百分位的。

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它直接在拟合曲线上找到两个点:

· 0.135%分位点

· 99.865%分位点

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这两个点中间涵盖了99.73%的数据(这正好是正态分布±3σ的覆盖范围)。ISO法计算这两个点之间的距离,并将其作为过程的“宽度”来计算能力。

ISO法的局限性(Bug):

对于那些严重偏态(Skewed)的分布,ISO法可能会“骗人”。

有时候,两个过程的“百分位宽度”算出来差不多,但因为尾巴形状不同,实际掉在规格限外面的不良品数量可能天差地别。

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换句话说,ISO法算出来的PpK很高,并不代表你的不良率一定很低。这就打破了六西格玛中“Ppk 与 PPM一一对应”的信仰。

04 一张图看懂对比

为了方便大家记忆,小编整理了这张对比表:

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05、避坑指南:我该怎么选?

在实际工作中,建议遵循以下原则:

1. 默认不动:90%的情况下,请保持Minitab默认的“Z值法”。因为它最能反映真实的质量风险(PPM),这也是老板最关心的。

2. 客户特殊要求:如果你的客户是德国车企(遵循VDA标准)或者某些有着特殊定义的行业,明确要求使用ISO/百分位数法计算,那么请切换到ISO法。

3. 切忌混用:千万不要在同一个项目中,有的指标用Z值法,有的用ISO法。这会导致你的能力指标(Ppk)失去可比性。

总结:

软件只是工具,理解背后的统计学意义,才能让我们不被数字游戏迷惑。下次做非正态分析时,记得看一眼那个默认勾选的“Z值法”,你会更懂它的良苦用心。