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優思學院|一文看懂散布圖(六西格瑪統計工具)的原理和使用場景

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什麼是散布圖?

散布圖是為了調查兩種資料間的互相關系,一方在橫軸、另一方在縱軸,并将測定值繪出的一種圖表;例如,壓入時間與接着強度之間的關系、電鍍時間與電鍍厚度的關系等。

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散布圖是表示出相對的一組特性關系的道在制造上,常常為了要得到要求的品質,而必須控制其原因。

例如,為了要得到所需要的接着強度,是以必須調查接着強度(結果)與壓入時間(原因)的關系。如果借由控制壓入時間可以得到所需要的接着強度時,管理壓入時間就會比管理接着強度來得簡單,同時也能降低價格、提高生産性。

但是散布圖并非隻能利用在原因與結果的關系上,它也可以運用在結果與結果,或原因與原因的關系上。基本上,它是了解兩種變數關系(稱為相關關系)的道具。

何時使用散布圖?

散布圖主要使用于解決問題之原因調查階段。例如在使用魚骨圖時,如果輸出及輸入之間有相關的話,就将其要因判定為原因,然後再進一步檢讨如何控制此原因的對策。

如果沒有相關的話,就判定為在可控管的對象外。

魚骨圖的兩種要因間若有相關的話,就可推測其要因具有原因與結果的關系,或是針對原因之連動的兩種結果。

散布圖的一些示例

示例 1:遞增關系 圖 1 中的散布圖顯示了遞增關系。x 軸顯示公司的員勞工數,y 軸顯示公司的利潤。該散點圖顯示,随着員勞工數的增加,利潤也會增加。員勞工數較少的公司(在圖形左側)利潤較低,員勞工數較多的公司利潤較高。這是一個非常簡單的示例,因為有許多變量會影響公司的利潤。

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圖 1:顯示遞增關系的散點圖

示例 2:遞減關系

圖 2 中的散布圖顯示了遞減關系。x 軸顯示某加工肉的含鈉克數;y 軸顯示每千克蛋白質的成本。該散點圖揭示,随着鈉含量的增加,蛋白質成本會下降。鈉含量較低的肉(圖形左側)蛋白質成本較高,而鈉含量較高的肉蛋白質成本較低。這是有依據的,因為可以向低品質(因而成本較低)的肉中添加鹽來改善其味道,這會增加鈉含量。

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圖 2:顯示變量之間遞減關系的散點圖

示例 3:不相關 圖 3 中的散布圖顯示兩個變量之間沒有關系。x 軸顯示預洗牛仔布纖維的載荷大小;y 軸顯示測量的線磨損情況。該散布圖顯示了随機點雲圖。雖然有人可能會看到,随着載荷大小向右沿着圖形增加,線磨損情況略有減少,我們可以使用簡單線性回歸來驗證這種想法。

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圖 3:表明變量之間沒有關系的散點圖

示例 4:曲線關系 圖 4 中的散布圖顯示了兩個變量之間的曲線關系。x 軸顯示一組國家/地區的人口出生率;y 軸顯示人口死亡率。散點圖顯示,在出生率達到 25 至 30 之前,兩個變量呈遞減關系。在達到這個點之後,變為遞增關系。

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圖 4:顯示變量之間曲線關系的散點圖,從遞減變為遞增

示例 5:散布圖中的離群值 資料中的異常點(即離群值)在散點圖中往往非常突出。 圖 5 顯示了含有離群值的散點圖,圖 6 顯示了相同資料不含離群值的散點圖。位于右上角的單個離群值會影響資料在散點圖中的可視化。當散點圖中包含異常資料點時,您可以調查資料,以找出出現離群值的原因。您可以顯示包含離群值和不含離群值的資料。

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圖 5:包含離群值的散點圖

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圖 6:不含離群值的散點圖

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