貝葉斯定理是怎麼幫助我們計算出檢驗系統的可靠性和客戶PPM的?



貝葉斯定理也稱貝葉斯推理,早在18世紀,英國學者貝葉斯(1702~1763)本職是一個牧師,業務愛好數學,他想通過數學概率統計的方式來證明上帝是存在的。在這個過程中,他發明了貝葉斯定理。

貝葉斯定理是用來計算,在已知(或已有初步經驗)某件事A發生的概率的情況,當事件B發生時,A實際發生的條件概率。

可以用下面的維恩圖和計算公式來進行表示:

貝葉斯定理是怎麼幫助我們計算出檢驗系統的可靠性和客戶PPM的?


貝葉斯定理是怎麼幫助我們計算出檢驗系統的可靠性和客戶PPM的?


貝葉斯定理是怎麼幫助我們計算出檢驗系統的可靠性和客戶PPM的?


這種模型可以用於質量管理中,針對生產和檢驗過程,我們用如下符號表示相關的事件:

A1事件:產品真實是不良品

A2事件:產品真實是合格品

B事件:檢驗員判斷為不良品

C事件:檢驗員判斷為合格品

P(A1):產品真實不良率

P(A2):產品真實合格率

P(C|A1):真實不良品被判斷為合格品的概率(漏報率)

P(B|A1):真實的不良品,被檢驗報告為不良品的概率(=1-漏報率)

P(B|A2):真實的合格品,被檢驗報告為不良品的概率(=誤報率)

P(C|A2):真實合格品被判斷為合格品的概率(=1-誤報率)

P(B):檢驗員判斷產品是不良品的概率

P(C):檢驗員判斷產品是合格品的概率

當檢驗員報告一個產品不良時(B事件發生),這個產品的確是不良品(A事件)的概率有多大?即我們需要求出P(A1|B)的值。

貝葉斯定理是怎麼幫助我們計算出檢驗系統的可靠性和客戶PPM的?

如果我們已經知道生產過程的真實不良率P(A1),以及漏報率、誤報率(通過MSA測量系統分析的方法可以求出)分別是多少,那麼就可以用貝葉斯定理的公式,計算出P(A1|B),即檢驗員員報告不良品時該產品的確是不良品的概率(檢驗員判斷為不良品時的可信度)。當然,也可以用貝葉斯定理,計算出P(A2|B),即檢驗員報告不良品時該產品卻是合格品的概率,代表了檢驗員判斷為不良品時的不可信度,這個P(A2|B)本質上就是質量管理中通常所講的“供方風險”。

同樣的,針對C事件“檢驗員判斷產品是合格品”,也可以利用貝葉斯定理計算出P(A1|C),即檢驗員判斷為合格品時真實為不良品的概率,代表了檢驗判斷為合格品時的不可信度,這個P(A1|C)本質上就是質量管理中通常所見的“顧客風險”。

經過易老師運用貝葉斯定理進行計算後,對計算數據進行分析,從統計學上對如下已眾所周知的觀點進行了證明:

1、在產品不良率不變時,如果只降低漏報概率,則對供方風險幾無影響,但會顯著降低顧客風險。顧客風險主要是受檢驗系統漏報的影響。

2、在產品不良率不變時,如果只降低誤報概率,則對顧客風險幾無影響,但會顯著降低供方風險。供方風險主要是受檢驗系統誤報的影響。

並且進一步進行數據分析,得出如下結論:

3、產品不良率降低,會顯著降低顧客風險,但反倒會增加供方風險。此時必須要大幅度降低誤報概率,才能在保持低顧客風險的情況下恢復到原有的供方風險水平。

4、產品不良率升高時,會顯著增加顧客風險,但反倒會降低供方風險。此時必須要大幅度降低漏報概率,才能在保持低供方風險的情況下恢復到原有的顧客風險水平。

所以,貝葉斯定理幫助我們認識到,生產系統如果改變了,檢驗系統必須也要重新策劃進行改變。當生產系統改進變好,不良率降低時,要同時重點關注怎麼去降低檢驗系統的誤報概率,以維持對自身的較低的“供方風險”;當生產系統惡化變壞,不良率增加時,要同時重點關注怎麼去降低檢驗系統的漏保概率,以維持較低的“顧客風險”,也就是降低顧客端的ppm值,減少顧客投訴。

同時,還可以根據顧客端反饋回來的ppm值,大致判斷檢驗系統是不是出問題了。比如,MSA手冊中對誤報概率的接受準則是5%以下,對漏保概率的接受準則是2%以下,假如公司目前的產品不良率是5%,根據貝葉斯定理,可以計算出此時P(A1|C),即顧客風險=1107(PPM),如果當前時期顧客反饋回來的ppm超過此數值,而生產系統沒有發生明顯惡化造成不良率升高,那麼基本就可以判斷是檢驗系統出問題了,漏保概率大幅增加了。

易老師認為,貝葉斯定理用於質量管理的這種計算方法,或許能幫助我們更深刻地瞭解公司內的檢驗系統,以及更深入理解生產系統、檢驗系統、顧客風險三者之間的關係。


貝葉斯定理是怎麼幫助我們計算出檢驗系統的可靠性和客戶PPM的?


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