□汪為

統(tǒng)計(jì)與工業(yè)發(fā)展息息相關(guān)，早在18 世紀(jì)，丹麥電話公司就雇傭統(tǒng)計(jì)學(xué)家研究最合適的電話交換總機(jī)容量，到了19 世紀(jì)，越來(lái)越多企業(yè)認(rèn)識(shí)到統(tǒng)計(jì)的重要性，工業(yè)各個(gè)行業(yè)都逐漸接納和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)解決生產(chǎn)難題，著名的t 檢驗(yàn)的創(chuàng)立者戈賽特就被著名的吉尼斯啤酒聘為大倫敦區(qū)的主管，負(fù)責(zé)解決最讓企業(yè)頭痛的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的難題——或許人們會(huì)問(wèn)在啤酒釀造中除了統(tǒng)計(jì)啤酒數(shù)量，難道還有需要統(tǒng)計(jì)解決的問(wèn)題嗎？在釀酒過(guò)程中人們需要嚴(yán)格控制麥芽糖中的酵母含量，含量過(guò)少發(fā)酵不充分風(fēng)味不明顯，含量過(guò)多發(fā)酵過(guò)頭啤酒會(huì)變苦。因此須要對(duì)酵母培養(yǎng)罐中的酵母濃度進(jìn)行測(cè)量，再確定倒入麥芽糖。戈賽特之前的工程師會(huì)提取液體樣本在顯微鏡下觀察計(jì)算其中的酵母數(shù)量，這種方法繁瑣而準(zhǔn)確性低——觀察者計(jì)算的是樣本中的酵母數(shù)量，而真正的研究對(duì)象則是整個(gè)培養(yǎng)罐中的酵母濃度，但存活的酵母每時(shí)每刻都在分裂生殖，這讓測(cè)度變成了不可能任務(wù)。戈賽特對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)的酵母細(xì)胞數(shù)量可以用概率分布來(lái)模擬，通過(guò)推算對(duì)比，他發(fā)現(xiàn)活酵母數(shù)量非常吻合18 世紀(jì)數(shù)學(xué)家西米恩·丹尼斯·泊松提出的泊松分布，在此基礎(chǔ)上他設(shè)計(jì)出系列測(cè)量酵母細(xì)胞濃度的規(guī)則和方法，極大提高了測(cè)度精準(zhǔn)性，吉尼斯公司的產(chǎn)品穩(wěn)定性被控制在時(shí)人覺(jué)得不可思議的精確區(qū)間內(nèi)，這套方法迅速被其他飲料公司所刺探和模仿，并逐步擴(kuò)展到各個(gè)生物工業(yè)中。在這期間，被醫(yī)學(xué)領(lǐng)域奉為圭臬的隨機(jī)雙盲實(shí)驗(yàn)的雛形等改變工業(yè)產(chǎn)品成效評(píng)判的重要統(tǒng)計(jì)方法也發(fā)明并在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用。

如果說(shuō)統(tǒng)計(jì)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用在19 世紀(jì)還是先行者的探索，到了20 世紀(jì)統(tǒng)計(jì)思維逐步成為工業(yè)界的共識(shí)。這就不能不說(shuō)到當(dāng)時(shí)的統(tǒng)計(jì)革命和將統(tǒng)計(jì)革命引入工業(yè)的沃爾特·休哈特和將統(tǒng)計(jì)思維引入企業(yè)家辦公室的愛(ài)德華茲·戴明。

在19 世紀(jì)早期人們認(rèn)為世界是可以被精確計(jì)量和測(cè)算的，雖然認(rèn)識(shí)到誤差的存在，多數(shù)人還是認(rèn)為隨著測(cè)量精度提高誤差會(huì)自然消失，但在19 世紀(jì)末，越來(lái)越多的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)研究中的誤差沒(méi)有消失反而在擴(kuò)大，他們需要“誤差函數(shù)”幫忙!進(jìn)一步的研究表明牛頓等偉大科學(xué)家的定律都是一種粗略估計(jì)，科學(xué)界開(kāi)始逐漸擯棄原來(lái)的“按時(shí)鐘前進(jìn)的宇宙”設(shè)定，采用統(tǒng)計(jì)模型——更符合現(xiàn)實(shí)的一種思考方式來(lái)進(jìn)行他們的研究，到了20世紀(jì)末，幾乎所有學(xué)科都轉(zhuǎn)移到使用統(tǒng)計(jì)模型的陣營(yíng)。但這場(chǎng)席卷科學(xué)界的革命一開(kāi)始并沒(méi)有在工業(yè)界掀起波瀾，直到貝爾實(shí)驗(yàn)室的沃爾特·休哈特提出開(kāi)創(chuàng)性的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制理論和SPC（Statistical Process Control）控制圖——將統(tǒng)計(jì)隨機(jī)性理論和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法與工程、經(jīng)濟(jì)等學(xué)科完美結(jié)合在一起，他第一次將統(tǒng)計(jì)方法在質(zhì)量管理方面的應(yīng)用提升為理論并提供了一種簡(jiǎn)單卻非常有效的應(yīng)用工具。

通過(guò)SPC 在產(chǎn)品質(zhì)量控制中的應(yīng)用，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析區(qū)分出生產(chǎn)過(guò)程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的正常波動(dòng)和異常波動(dòng)，從而掌握過(guò)程異動(dòng)并及時(shí)預(yù)警，提示管理及技術(shù)人員根據(jù)統(tǒng)計(jì)模型指引的方向采取措施消除異常，恢復(fù)過(guò)程的穩(wěn)定性。當(dāng)時(shí)正值世界經(jīng)濟(jì)大蕭條，休哈特提出的SPC 理論并無(wú)人問(wèn)津，而后二戰(zhàn)爆發(fā)，由于武器需求大增，在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中美國(guó)大批軍工廠出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題（如在歐洲戰(zhàn)場(chǎng)上美軍炮彈炸膛事件層出不窮，造成大量人員意外傷亡），為解決軍工產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)、增加產(chǎn)量和確保按時(shí)交貨，美國(guó)國(guó)防部召集休哈特等專家，在1942 年制定了采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行質(zhì)量控制的戰(zhàn)時(shí)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)（數(shù)據(jù)分析控制圖、生產(chǎn)質(zhì)量管理控制圖等），由美國(guó)國(guó)防部在全國(guó)軍工企業(yè)強(qiáng)制推行，成效大大超出預(yù)期，不僅當(dāng)初設(shè)定的目標(biāo)圓滿完成，而且使美國(guó)軍工生產(chǎn)在質(zhì)量上、數(shù)量上、利潤(rùn)回報(bào)率上都走上世界領(lǐng)先地位。二戰(zhàn)后，戰(zhàn)時(shí)被征用或服務(wù)于軍隊(duì)的企業(yè)重新轉(zhuǎn)回民用，但休哈特的SPC 理論和控制方法被企業(yè)保留下來(lái)，并被其他企業(yè)所效仿。由于企業(yè)高層普遍對(duì)SPC 理論并不理解，應(yīng)用效果并不如在軍管時(shí)期成效顯著，于是后期SPC 從美國(guó)工業(yè)中消失了。

上世紀(jì)40 年代開(kāi)始，愛(ài)德華茲·戴明等一批統(tǒng)計(jì)學(xué)家們繼續(xù)優(yōu)化SPC 理論和應(yīng)用，執(zhí)著不懈地在工業(yè)生產(chǎn)中推廣統(tǒng)計(jì)理念和統(tǒng)計(jì)思想，在他們的努力下，企業(yè)終于意識(shí)到統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅能幫助企業(yè)改進(jìn)生產(chǎn)流程，還將重新締造工業(yè)生產(chǎn)。戴明二戰(zhàn)后受邀去日本傳授美國(guó)在工業(yè)質(zhì)量控制方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，彼時(shí)的“日本制造”還是低質(zhì)低價(jià)的代名詞，戴明用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和真實(shí)案例告訴他們，只要正確使用質(zhì)量控制統(tǒng)計(jì)方法，他們可以改變這一切，用質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的產(chǎn)品占領(lǐng)整個(gè)世界，戴明的工作和演講給在場(chǎng)的日本人留下了深刻的影響，很快他受日本科學(xué)家與工程師聯(lián)合會(huì)邀請(qǐng)赴日給日本大企業(yè)家講授統(tǒng)計(jì)方法。戴明非常摒棄當(dāng)時(shí)流行的“零缺陷”管理思潮——不允許產(chǎn)品出現(xiàn)任何缺陷，因?yàn)檫@從統(tǒng)計(jì)概率來(lái)說(shuō)是不可能實(shí)現(xiàn)的。他指出生產(chǎn)線的產(chǎn)出是一個(gè)變量，就如同一切人類活動(dòng)一樣，產(chǎn)出只能是一個(gè)變量。而顧客并不像企業(yè)設(shè)想的那樣需要完美產(chǎn)品，他們需要的是可靠產(chǎn)品——只要變動(dòng)范圍在較小的區(qū)間范圍內(nèi)，他們知道自己買(mǎi)到的是怎么樣的產(chǎn)品就會(huì)接受它。在戴明的理論中，分析師可以依據(jù)費(fèi)希爾的方差分析將產(chǎn)品變化分為兩類——“特殊原因”和“共同原因”。在當(dāng)時(shí)，企業(yè)管理中很少有人具備統(tǒng)計(jì)知識(shí)，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)做法是限制產(chǎn)品的總變化，如果總變化超出設(shè)定的限度就會(huì)停產(chǎn)復(fù)查，戴明認(rèn)為真正的特殊原因很少，而且易于被發(fā)現(xiàn)；環(huán)境因素一直存在，更為隱形，可能是缺乏維護(hù)的機(jī)器、質(zhì)量不穩(wěn)定的原材料，或者管理層不曾留意的其他不受工人控制的工作條件。戴明認(rèn)為質(zhì)量控制必須在統(tǒng)計(jì)方法幫助下進(jìn)行系統(tǒng)化分析和決策。

在戴明的理論中，生產(chǎn)是始于原材料終于產(chǎn)品的活動(dòng)流，而在每一項(xiàng)活動(dòng)中都存在來(lái)自環(huán)境變化的變動(dòng)影響，管理則應(yīng)該及時(shí)查看每一項(xiàng)活動(dòng)變化情況，而不應(yīng)該等到變化影響到產(chǎn)品超出標(biāo)準(zhǔn)再作處理。在每一次查看測(cè)定中，變化幅度最大的活動(dòng)將被優(yōu)先關(guān)注，等這項(xiàng)活動(dòng)變化得到控制減小后，另一項(xiàng)活動(dòng)取代它成為變化最大的活動(dòng)成為關(guān)注和解決的重點(diǎn)，質(zhì)量控制就是這樣一個(gè)周而復(fù)始、循環(huán)往復(fù)的過(guò)程。而且在這個(gè)過(guò)程中必須決策者參與進(jìn)來(lái)，走出辦公室，走進(jìn)質(zhì)量管控中SPC 才能發(fā)揮實(shí)效。在戴明的質(zhì)量變動(dòng)控制方法指導(dǎo)下，日本的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率快速躍居世界領(lǐng)先地位，到1980年代日本產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)較美國(guó)優(yōu)良許多，日產(chǎn)的汽車零件的不合格比率要比美國(guó)低1000-4000 倍。 在日本的競(jìng)爭(zhēng)倒逼下，西方國(guó)家發(fā)起了復(fù)興SPC 的運(yùn)動(dòng)，并將SPC 列為高技術(shù)之一，這也是目前世界各國(guó)都在繼續(xù)沿用的經(jīng)典質(zhì)量控制方法，我國(guó)也在普及和應(yīng)用深化SPC，將其與大數(shù)據(jù)應(yīng)用結(jié)合，助力工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

可以說(shuō)在眾多統(tǒng)計(jì)學(xué)家前赴后繼的努力下，統(tǒng)計(jì)學(xué)從學(xué)者的書(shū)桌走進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)車間，進(jìn)而走進(jìn)決策者的辦公室，成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可或缺的工具。統(tǒng)計(jì)學(xué)不斷將其最新的理論成果帶進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)，為工業(yè)制造帶來(lái)革命性的變化，正席卷全球的第四次工業(yè)革命中，統(tǒng)計(jì)方法和理論在大數(shù)據(jù)中應(yīng)用和挖掘中大行其道，向傳統(tǒng)的規(guī)?；a(chǎn)模式發(fā)出挑戰(zhàn)，讓智能化生產(chǎn)和個(gè)性化定制成為了現(xiàn)實(shí)。

讓我們拭目以待，統(tǒng)計(jì)將如何重新締造未來(lái)工業(yè)體系！