Minitab的使用

Minitab的使用1——白旺平、陈嘉能厦门法拉电子股份有限公司为什么使用Minitab？一．Minitab介绍二．Minitab界面和基本操作三．数据操作与计算四．常用图形与工具五．SPC控制图六．过程能力分析2Minitab介绍Minitab是现代质量管理统计的领先者，全球六西格玛实施的共同语言，强大功能和简易的可视化操作深受广大质量学者和统计专家的青睐。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，是一个很好的质量管理、设计和持续质量改进的良好工具软件。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。3Minitab与6Sigma的关系在上个世纪80年代Motolora开始在公司内推行6Sigma，并开始借助Minitab使6Sigma得以最大限度的发挥；6Sigma的DMAIC阶段中，很多分析和计算都可以都通过Minitab简单的完成；即使是对统计的知识不怎么熟悉，也同样可以运用Minitab很好的完成各项分析。4Minitab的功能计算功能◦计算器功能◦生成数据功能◦概率分布功能◦矩阵运算5Minitab的功能数据分析功能◦基本统计◦回归分析◦方差分析◦实验设计分析◦控制图◦质量工具◦可靠度分析◦多变量分析时间序列列联表非参数估计EDA概率与样本容量6Minitab的功能图形分析◦直方图◦散布图◦时间序列图◦条形图◦箱图◦矩阵图◦轮廓图三维图点图饼图边际图概率图茎叶图特征图7MINITAB界面和基本操作介绍8Minitab界面当您启动Minitab时，程序将为您打开一个新的空项目。您将看到三个窗口：·数据窗口·会话窗口·工程管理窗口（启动时被最小化）如果创建了图形，还会有图形窗口。9Minitab界面10工作表区域:对数据进行操作的区域会话窗口:显示分析结果输出菜单栏，工具栏菜单与工具栏11打开文件显示会话工作表文件夹图表文件夹历史记录会话窗口当前数据窗口工程管理窗口关闭所有图形ProjectManager12Minitab工作表（数据窗口）Minitab每个项目可以有一个或者多个工作表。每个工作表的结构如右图所示。有三种数据类型，数字列、文本列、日期列。Minitab的操作以列为基本单位。每一列的数据性质一致。13MINITAB之数据操作与计算14数据的来源有多种方式可以向Minitab中输入数据，您可以：手工键入数据；从其他应用程序中粘贴数据；从文件中打开数据。Minitab除了自身创建文件之外，还支持许多外部文件格式，包括EXCEL文件、数据库文件等。其中Minitab16支持.xlsx格式；利用Minitab生成数据。Minitab提供这样的功能，可以根据实际需求生成规则数据或服从一定规律的随机数据。15数据的处理常用功能：I.工作表的子集化、拆分、合并II.数据复制、堆叠、转置、排序III.数据类型的更改、提取16堆叠17原始数据堆叠操作输出结果数据堆叠列类型转换18数据更改数据类型文本到数字要转换的列转换后数据存放列，可以是原来的数据列文本列数字列转置列19数据转置列要转置的列选择存储方式选择注释列编码（Code）20数据编码数据到文本计算功能常用功能：I.计算器功能II.行、列统计量III.产生模板化数据IV.生成随机数据V.概率分布计算21计算器执行算术运算、比较运算、逻辑运算、函数和列运算。例1：函数示例，对行求和，采用算术及行统计量函数：22计算计算器例2：对第一列和第二列进行组合运算：计算器23随机数据24计算随机数据正态MINITAB之常用图形与工具25图形的选择Minitab提供了一套灵活的图形以支持各种分析需要。26用途图形名称检查变量对之间的关系散点图、矩阵图、边际图检查并比较分布直方图、点图、茎叶图、概率图、经验累积分布函数图、概率分布图、箱线图比较变量的汇总或单个值箱线图、区间图、单值图、线条图、饼图评估计数的分布条形图、饼图随时间变化的数据记录时间序列图、区域图、散点图评估变量对之间的关系27散点图即QC手法中的散布图。散点图评估两个变量之间的关系的方向、强度和线性：A.同时趋向于上升的数据值指示正相关性。B.如果随着一个数据值的降低而另一个数据值升高，则指示负的相关性。C.关系强度越大，所生成的数据点聚类就越紧密。D.异常值将落于远离主要点组处。28实例：重量与参数A相关性29图形散点图结果输出与解读3089088087086085084083082081080068.568.067.567.066.566.065.565.0参数A重量重量与参数A的散点图从图中散点的趋势可以直接看出，Y和X两个变量有很强的正相关倾向。那么我们是否可以说Y会随着X的增大而增大？只有正确控制的实验才能确定变量间的关系是否存在因果性。评估分布31评估分布32直方图传统直方图制作步骤：I.收集数据并记录；II.找出数据中最大值与最小值；III.求极差；IV.决定组数；V.求组距VI.求各组上限、下限；VII.求组中点；VIII.作次数分配表；IX.制作直方图。33Minitab中直方图制作步骤，实例：实例：容量的直方图制作34结果输出与解读35从图中的分布情况来看，容量中心发生偏移，略高于目标值1.2nF，同时整个分布形状为偏向的形态。1.2241.2161.2081.2001.1921.1841.176181614121086420容量频率1.21.171.23均值1.207标准差0.005146N100容量直方图正态概率图使用概率图有助于确定特定分布是否拟合您的数据，或者比较不同的样本分布。如果分布与数据拟合，则可以使用概率图估计总体的百分位数，而且将观察到下列特征：I.标绘点大致形成一条接近于拟合线的直线。II.·一个较低的Anderson-Darling(AD)统计量和一个大于所选显著性水平的p值。通常选择的a水平包括0.05和0.10。36容量的概率图37结果输出及解释38此例中我们选择的分布为正态分布，数据点大致在拟合线附近成一条直线趋势。AD值较低，P值大于0.05，说明正态存在。如果数据个数较少（小于30），则不能完全相信P值。P值0.05箱线图39第三四分位数第1四分位数中位数上须线下须线异常值图形化汇总40确定Y，即因果的果头脑风暴，找出可能的因将X依5M+1E方式列表将表输入到MINITAB中输出结果图行因果图又称鱼骨图，组织有关问题的潜在原因的集体讨论信息。帮助了解潜在原因之间的关系。制作流程见右侧。41实例：客户投诉原因分析根据投诉的情况，找出可能的原因，依照人机料法环测等环节列出可能的原因，输入Minitab的工作表中，如下图所示：42结果输出43此处原因分析较为简单，仅为举例，一般情况下，至少要使用5why方法继续问几个，因果图应有分支。这一点在minitab上较为不便，可考虑使用Visio等画图软件实现。收集各项质量特性缺陷按项目与频率列成表输入到MINITAB中MINITAB生成排列图根据排列图找出关键的Y特性排列图又称柏拉图。寻找影响产品质量的主要问题。44实例：不良率组成排列图从生管软件中导出数据，算出各不良项目所占不良率，输入Minitab的工作表中。如果有原始数据列，请在缺陷或属性数据位于中输入该列。如果有缺陷名称列和计数列：-在缺陷或属性数据位于中输入缺陷名称列。-在频率位于中输入计数列。45整理后的数据输出结果46包含分组的排列图如早班与夜班不良项目排列47毛刺引线偏灌不满外观2520151050毛刺引线偏灌不满外观班次=夜班不良项目计数班次=早班外观灌不满引线偏毛刺不良项目不良项目（按班次分组）的Pareto图EXCEL中如何作排列图48不良项目不良率比例生产损耗2.55%47.84%TG1.16%69.61%OUT0.58%80.49%外观0.54%90.62%CO0.50%100.00%合计5.33%列出项目和频次按降序排序统计各项目的累积比例作图，主坐标轴为柱形图，绘制项目的频次；次坐标轴为折线图，绘制频次的累积比例。调整图表格式（按QC小组的格式，此处各项目的柱子间距应调整为0）MINITAB之SPC控制图49Minitab常用控制图类型50计量型◦Xbar-R◦Xbar-s◦I-MR◦I-MR-s◦Z-MR计数型◦P◦Np◦C◦U选择控制图的流程51Xbar-R控制图作用：I.确定过程是否稳定及是否准备改进。判断出过程中出现的变差是否仅仅由普通原因引起，如果明显存在变差的特殊原因需要进一步分析，并采取措施。II.监视过程的稳定性。当特殊原因被消除后，系统处于统计受控状态，可继续使用控制图作为监控工具。判异准则：I.一点超出控制界限。II.连续7点上升或下降或在同一侧。III.其他明显的非随机图形。52实例：焊接强度的Xbar-R控制图通过Xbar-R控制图，判断组装焊接强度是否稳定。收集好焊接强度的数据，并输入MINITAB工作表中。请在同一时点上连续抽取子组内的所有样本，以使子组间的差异小，便于检测组间差异。子组收集的持续时间需要足够长以确保主要变异源有机会出现。通常，25个或更多子组就足够了。53运行选择数据所在列C1，输入子组大小5。选择统计控制图子组的变量控制图Xbar-R。54设置参数选择Xbar-R选项，进行控制图的参数设置。参数：控制用图须填入历史参数，本例历史均值及标准差不填。估计：计算标准差忽略的组及标准差的估计方法。55设置参数S限制：在均值上下任意倍标准差处显示控制限制。您可以为控制上限和/或下限设置边界。Box-Cox：数据的正态性转换。使用控制图时，通常不需要校正非正态性，除非数据高度偏斜。56选择检验参数57•Minitab最多可对控制图执行8种特殊原因检验，这些检验可检测出数据中超出控制限制和特定模式的点。•未通过检验的点标有一个红色符号和失败检验编号。在会话窗口中可显示完整结果。•未通过检验的点表明数据中存在可能因特殊原因变异而导致的非随机模式。应当对这些点进行调查分析。结果输出58结果解释59•R控制图必须受控，然后才能解释Xbar控制图。•从会话的结果来看，发现一个点超出控制限的范围。过程均值不稳定，需要识别导致变异的因素，并采取解决方案。P控制图60结果输出61•检验结果：1个点，距离中心线超过3个标准差。检验出下列点不合格:10•说明在此处过程不稳定，有特殊原因造成异常波动，需要调查并采取措施。MINITAB之过程能力分析62MINITAB能力分析的选项计量型I.能力分析(正态)II.能力分析(组间/组内)III.能力分析(非正态)计数型I.二项分布II.泊松分布63流程64稳定的过程才能评估其能力，可以使用控制图来判断过程的受控情况。进行能力分析前，确认与与数据最为拟合的分布，或者将数据变换为正态分布。根据判断的情况，执行相应的能力分析。包括正态或非正态等。结果分析与判断。案例1：容量的过程能力分析通过控制图检测过程是否受控65检测与数据拟合的分布验证其正态性66执行过程能力分析设定相应的数据、子组、规格限制及其他参数。67结果输出681.2241.2161.2081.2001.1921.1841.176LSL望目规格上限LSL1.17望目1.2规格上限1.23样本均值1.20742样本N100标准差（组内）0.00538025标准差（整体）0.005146过程数据Cp1.86CPL2.32CPU1.40Cpk1.40Pp1.94PPL2.42PPU1.46Ppk1.46Cpm1.10整体能力潜在（组内）能力PPM规格下限0.00PPM规格上限0.00合计PPM0.00实测性能PPM规格下限0.00PPM规格上限13.50合计PPM13.50预期组内性能PPM规格下限0.00PPM规格上限5.