前往
大廳
主題

【日常】六標準差

愛天使亞夜 | 2023-06-29 08:00:03 | 巴幣 114 | 人氣 263


六標準差是一種商業管理策略,
指的是品質要求符合六個標準差的規範,
也就是說,
產品標準在六個標準差的範圍內都是良品,
即每一百萬個產品中指有3.4個不良品的近乎苛求的良率。

為什麼良率要如此苛求?
其原因來自於有些事關重大的服務禁不起一次失敗。
舉例來說,
假設飛航安全以 99.9% 作為標準,
意即每 1000 次航班中會有一架飛機失事。
而目前全球的每日航班數量約為 23 萬架次,
換句話說每天要摔掉 230 架飛機。
全球合計每天摔 230 架飛機這種事顯然是不可能被接受的,
因此才會提出更為嚴格的要求。

在了解什麼是六標準差之前,
我們要先理解什麼是標準差。
簡單來說,
標準差指的是一個集合當中,
所有元素與平均值的差異程度。
標準差越大,
代表整個集合的分布與平均值距離越遠;
反之標準差越小就代表整個集合與平均值的距離越近。

那麼,
任何產品、任何服務都一樣,
什麼叫合格、什麼叫不合格肯定都有所謂的一個標準。
標準是人定的,
而產品、服務則是為了滿足標準而被設計的。
然而同樣的,
任何產品、任何服務都不會 100% 「相等於」標準,
肯定存在所謂的誤差。
以 M10 螺絲為例,
外徑最大容許值為 9.96mm,
外徑最小容許值為 9.77mm,
平均值為 9.865mm。
換句話說,
廠商當然會盡量把螺絲做在 9.865mm,
但是可能會大一點可能會小一點,
最大不可以超過 9.96mm、
最小不可以小於 9.77mm,
至於大多少小多少,
就要靠生產的精密度,
或者說穩定度來決定了。

標準差就是來衡量這個精密度的指標。
上面說了,
標準差的意義是集合中元素與平均值的差異程度。
標準差越大,
代表元素之間與平均值的距離越遠。
那麼很好理解,
如果標準差等於容許公差,
意思就是只有一個標準差範圍內的產品是可用的;
如果標準差只有容許公差的一半,
則代表兩個標準差範圍內的產品都是可用的。
以此類推,
標準差越小,
就意味著容許範圍內包含更多的標準差,
這也意味著有更多的良品。

我們假設產品處於常態分布,
那麼產品的機率分布滿足以下函數:
沒錯,
這是一個積分函數。
當積分上下界為負無窮到無窮時,
其值為1。
而這個積分的上下界,
分別定義為標準差的上下限。
換句話說,
正負一個標準差的範圍,
就是對這函數取 -1 到 1 的積分值。

你一定常聽過,
常態分布落在一個標準差的範圍內有 68% 的機率,
這個 68% 怎麼來的?
正是上面這個積分函數取上下界 -1 到 1 的函數值。


按計算機,
如果上下界取 -2 到 2,
則函數值為 0.9544997361,
這就是 2 個標準差佔 95% 機率的由來。


同樣的,
取 -3 到 3 的值為 0.9973,
這就是 3 個標準差佔 99.7% 機率的由來。

高中數學的部分通常講到這裡而已,
也會強調「三個標準差已經包含了幾乎全部樣本」,
換句話說,
以高中眼光來看,
可以說幾乎所有樣本都落在三個標準差以內,
也因此,
若公差值為三個標準差,
那麼即可代表整批產品均是良品。

然而如開頭所述,
如果良率為 99.9%,
在某些情況下我們仍認為「不夠好」。
更何況三個標準差僅有 99.7%。
於是,
摩托羅拉公司就提出了一個新概念:六個標準差。

如果你看維基百科,
它會跟你說六個標準差代表不良率只有百萬分之 3.4。
然而我們實際按計算機,
六個標準差的函數值為0.999999998

換句話說,
不良率應該是十億分之二,
怎麼會是百萬分之三點四呢?
因為摩托羅拉認為,
實際上生產的產品的平均值並不是一成不變的,
而需要加以修正。
因此在原本的三個標準差基礎上,
乘以 1.5 倍做為客戶對品質的容許度,
並且設定平均數的誤差值為 1.5 個標準差,
因此修正後就是 3×1.5+1.5=6。
然而實際上這個公式有問題,
那就是平均數的平移並不會影響標準差,
換句話說,
摩托羅拉所提出的 6 標準差,
實際上僅為 3×1.5=4.5 標準差而已。
所謂的 6 標準差,
若不是計算錯誤,
那就是單純忽悠客戶的話術罷了。


實際按計算機,
4.5 標準差的函數值為 0.9999932,
反過來說公差外的機率為百萬分之 6.8,
然而,
沒有人會嫌棄「更好」的部分,
因此只算單邊「不好」的部分,
所以得到公差外的機率為百萬分之 3.4。

4.5 標準差的函數值。

因為計算機無法積到無窮大,
所以用 99 代替。
由於鐘形函數曲線(常態分布曲線)的變數越大旗值越小而且幾乎趨近於零,
因此積分到 99 原則上已經非常接近。

用這張圖證明積分到 99 已經跟無窮大沒什麼差別了。


結論:

六個標準差,
聽起來多麼高大上,
結果還不是誇大其詞?
4.5 就 4.5,
有什麼好不敢照實說呢?
嘛,
雖然重點其實也不是幾個標準差,
而是在說明「精益求精」的品管精神,
只是,
有時候從那些「不知道由來反正照做就是了」的客戶口中聽到,
一整個就無名火起來。

封面圖片:AI生成
送禮物贊助創作者 !
0
留言

創作回應

更多創作