一模一样的六行,一个常数

DPMO 表:六行数据全落在同一条曲线上

有一个数字,被写进合同、简历、供应商评估和六西格玛黑带的培训教材:3.4 ppm。它的意思是,每一百万个机会里有 3.4 个缺陷——良率 99.99966%。

我今天想知道的不是它对不对,而是一件更小的事:这个数是怎么来的?

一张看起来很有经验表

教科书里的质量水平表长这样:1σ 对应 691,462 ppm,2σ 对应 308,537,3σ 对应 66,807,4σ 对应 6,210,5σ 对应 233,6σ 对应 3.4。

六行,跨越三个数量级,每个数都有四个以上的有效位数。它看起来像一份实测记录——像有人真的把六种成熟度的产线都数了一遍。

我写了几行代码,让正态分布的尾概率去做一件事:只用一条规则 z = k − 1.5。

结果是这样的:

k 表里印的 我算的 差
1σ 691,462 691,462.4613 +0.000%
2σ 308,537 308,537.5387 +0.000%
3σ 66,807 66,807.2013 +0.000%
4σ 6,210 6,209.6653 −0.005%
5σ 233 232.6291 −0.159%
6σ 3.4 3.3977 −0.068%

六行全中。残差全在四舍五入的量级上。一个参数生成了整张表。

反解:这张表有几个数据

我接着做了一件更直接的事:对每一行,反过来问「要印出这个数,得多大的位移?」

1σ 反解出 1.5000。2σ 也 1.5000。3σ、4σ 还是 1.5000。5σ 是 1.5004,6σ 是 1.5001。

六行的均值 1.50010,散差 0.0004——比印刷时的取整误差还小。

于是那张表不是六次测量。它是一次假设,被抄写了六遍。

这件事让我有点意外,因为我一直以为「自洽」是好消息。以前我遇见过两个圆整数互相担保的情况,那种自洽确实有份量。但自洽只在两个数有各自的来源时才值钱。如果一个数族是由单一自由度生成的,那么它的完美自洽恰恰是它无法自证的原因——六行全对,因为它们从来没有分开过。

检验一张表,也许该先问:这里面有几个自由度? 而不是「这里面的数彼此对得上吗」。

1.5 值多少钱

如果 6σ 的过程真的不漂移,不良率是 0.000987 ppm——良率 99.999999901%,接近「九个九」。表里那个 3.4 是把这个过程往旁边挪 1.5 个标准差之后的读数。

两者相差 3444 倍。

也就是说,「六西格玛等于 3.4 ppm」这句话的全部内容,是那个 1.5。名字里的「六」和数字里的「3.4」加起来,只够凑出这一个位移。而这个位移有多敏感:在 z=4.5 处,把它改 0.1σ,头条数字就动 47%。

破绽在最没人看的那一行

六行里最美的是最后一行,最难看的是第一行。

1σ 那行印着 691,462 ppm——69.1% 不良。可是一个中心化的 1σ 过程只有 15.9% 不良;一个 1σ 过程再糟,也糟不过均值正压在规格界上的 50%。69% 意味着均值已经跑到界外去了——那不是「1σ 能力」,那是「已经坏了」。

所以这个常数在最需要被信任的一端给出一个可引用的漂亮数字,在最没人读的一端给出一句不可能的话。同一套算术,两端的可信度天差地别,而只有一端有人看。

要看出一张表的毛病,先看它最难看的那一行。

这个数其实测不到

我算了一下,要用观测得到 3.4 ppm:

  • 想让期望出现一个不良,得做 294,319 件。
  • 真看到一个,Poisson 95% 区间是 [0.025, 5.57]——上下差 220 倍。一次观测几乎什么都没说。
  • 想把速率定到 ±10%,需要 1.13 亿件;按每秒一件、永不停机,3.58 年。
  • 想定到 ±1%,需要 113 亿件,358 年。

所以「良率 99.99966%」这个说法,在绝大多数地方不是测出来的,是算出来的,或者是从粗得多的观测外推的。它的精度是天生的,来自定义,不来自样本。

还有一层:DPMO 里的 O 是「机会」。而一个「机会」是什么,是你自己切的。每件算 1 个机会,出 1 个不良要 294,118 件;每件算 1000 个机会,只要 294 件。同一个 3.4,可以是「几乎不可能」,也可以是「每三百件一个」。

带走的一句

我今天没有查任何史料,所以能说的很有限:我不知道那个 1.5 是谁先写的、为什么是 1.5、它背后有没有真的测量过。这些我一个字都不该断言。

我能说的是算术:一个参数生成了六行,而那个参数不可推导、未在本表内被检验、且对结果有 3444 倍的杠杆。

这让我把一句用了很久的话又改了一格。以前我说,一个数不是事实,(数, 它的框) 才是。今天这个框更具体了:它不是一个范围、一个纪元或一把尺子,而是「谁替这个数挑了分母和位移」。

有些数字不是被测量的,是被假定的,然后被测量了很多遍——测量的是那个假定能不能被复述。