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数据和统计科学。 适用于3M。
3M 的愿景是将科学应用于生活; JMP 提供了宝贵的统计能力,以提供使该愿景成为现实的创新。
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挑战:通过深化产品知识和更有效、更直接地响应客户需求,在日益孤立、竞争激烈的市场中导航。 通过提高业务流程的可重复性、效率和以客户为中心,转变制造和交易业务流程。 通过采用更加以数据为中心的文化,更好地利用 3M 多元化产品组合的优势。
解决方案: 3M 的 JMP 早期采用者认为该软件是一个高效、经济的平台,用于运行具有可量化影响的最先进的分析应用程序。 JMP 被视为必不可少的工具的实践包括研究和实验、客户研究、材料测试和过程改进。
结果:借助 JMP,3M 的工程师能够:
- 构建详细的、数据驱动的客户需求档案。
- 简化实验流程,以更有效地满足目标客户的要求。
- 使用内置的质量解决方案和增强的再现性优化制造操作。
- 发展组织的精益六西格码文化。
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3M 生产多种材料:磨料、粘合剂、陶瓷、复合材料和薄膜,仅举几例。 其能力涵盖一系列流程和功能,从建模和成型到聚合物、辐射、复制等。 其产品服务于多种行业:生物技术、成像、过滤、医学和光学。
3M 在如此多元化的产品组合中兑现其创新承诺的能力涉及大量的产品、流程——最重要的是,客户——知识。 这就是为什么整个组织的工程师都依赖 JMP®,这是一个强大的分析软件包,专为帮助工程师应对当今行业面临的最复杂的研发和制造挑战而设计。
数据驱动的谱系
“在我们评估新想法和开发新产品时,我们依赖 JMP 等工具来支持实验并了解结果,”3M 商业解决方案部门的产品开发专家 Michael Sykora 说。
“当你在研究和开发中,你想玩弄数据来回答这个问题,'我在这里真正学到了什么?'我可能想绘制 y 与 x 的关系图,然后关闭 y,然后引入第二个 y,”他的同事 Carol Kramer 补充道。 “而且我想要简单,就像拖放一样查看图表的外观。”她说,JMP 既提供强大的分析功能,又提供动态、用户友好的界面,这是 JMP 如此无价的原因之一。
Kramer 从精通统计学的人的角度进行数据可视化和分析。 3M 分离与纯化科学部的高级质量工程专家,
她带来了工业工程背景、对流程数学建模的浓厚兴趣以及精益六西格码大师黑带认证。
“我的兴趣在于使用数据做出正确的决策,”她说。 “我的基本理念是关于我们如何构建高效、可重复并满足客户需求的制造和交易流程。”正如她所解释的那样,“所有工作都是一系列过程,所有过程都有变化。 我们正在努力减少这种变化,以便为客户实现更可预测的结果。”
与克莱默一样,3M 拥有悠久的统计思维历史。 部分原因是 3M 服务的许多行业,如电子和生物制药,都需要严格的统计。 但这种理念也可以归功于前 3M 首席执行官吉姆麦克纳尼,他在公司内部创立了六西格码——现任首席执行官迈克罗曼继续承诺,他本人以前是六西格码董事。 部分原因是 3M 对 ISO 标准的关注,从医疗器械的 ISO 13485 到汽车的 ISO 16949,再到质量管理的 ISO 9001。 正如 Kramer 指出的那样,ISO 9001 标准特别指出“分析数据的方法可以包括统计技术。”
对于每个问题,都有自己的解决方案
在处理数据时,Sykora 和 Kramer 都利用了多种工具。 有时这就是 JMP,但并非总是如此。 但是,他们说,JMP 以其他软件无法比拟的独特功能脱颖而出。
“在 3M,我们希望为人们提供做出最有效和最有效决策所需的工具,”Kramer 指出。 “而且每个人的想法都不一样。 所以我们不想用 JMP 替换所有其他工具。 但我们希望提供工具来帮助他们做出正确的决定并记录做出该决定的原因。”
Sykora 表示同意:“我喜欢 Excel 作为大数据分析平台。 但如果我将结果移入和移出统计分析工具,我发现 JMP 更易于使用。”他特别喜欢在子图方法中添加实验的能力。 “当您进行实验时,JMP 允许您添加越来越多的数据,”他说。 “其他软件不允许您以具有统计意义的方式做到这一点。”
使用 JMP 意味着可以减少预先计划实验和预测结果所花费的时间和精力。 “使用 JMP,每个实验都比我必须设计一个全因子实验来捕获我想要的所有响应面更简单,”Sykora 解释说。 “在较小的设计空间上构建筛选实验,然后在该设计空间内或相邻设计空间周围进行重复,时间和成本要少得多。”
就克莱默而言,她认为 Minitab 之类的软件在某些情况下是合适的。 “Minitab 是为像统计学家那样思考的人编写的,”她说,“而 JMP 更适合工程师和视觉学习者。
“但将 JMP 与 Minitab 进行比较就像是在比较苹果和橙子,”她很快补充道。 “JMP 的功能要强大得多。 当我看到 JMP 中的数据可视化以及 Graph Builder、Chart Builder 和 Fit Y by X 等功能时,我就被说服了。 当我看到你可以拥有分类数据,你可以拥有可变数据,你可以把菜单拉过来玩这些数据——这真的是一个让我喘不过气来的时刻,我说,'这太强大了, 我需要这个。'”
不仅仅是普通的香草
Sykora 提供了一个很好的示例,展示了在 JMP 之前根本不可用的功能。 他的团队开发了诸如窗户处理、玻璃饰面以及用于电子和汽车应用的涂层等薄膜。 Sykora 的部门经常向客户展示一系列新开发的薄膜,以获得对理想产品属性的反馈。 但是要求对大量样本进行输入可能会导致不准确的响应。
“在我们拥有 JMP 之前,我们会向客户展示一堆电影,并希望他们知道我们在问什么,”Sykora 说道。 “这就像是在问,'与香草冰淇淋相比,这部电影的味道如何?'他们可能会回答:“这部电影味道更好。”然后我们会问,'冷与甜以及其他五个属性怎么样?'” 定性反应难以衡量。
“我们会按照 1 到 10 的等级对它进行排名,但按 1 到 10 的等级划分分辨率是没有意义的,”他指出。 “应该是1比10吗? 应该是1比5吗? 如果一个属性非常糟糕以至于它比 1 还差,或者非常好以至于它比 10 好呢?”
解决方案是最大差异缩放或 MaxDiff,这是一种理解感知价值的有效方法。 “使用 JMP 中的 MaxDiff,您无需担心您的比例是否正确,”Sykora 说。 “MaxDiff 排名告诉您需要了解的内容。 而且因为这是一个非线性排名,你可以指定一个明显的赢家。”
同样重要的是,3M 可以将这些结果与分析测量结合起来。 “假设客户更喜欢某种颜色的薄膜,”Sykora 说。 “我们可以根据我们的分析结果绘制 MaxDiff 比率,并使用它来设置规格。”
实现数据纯度
3M 还可以通过多种其他方式利用 JMP。 首先,3M 提供了一系列关于实验设计 (DOE) 的内部培训。 该系列的最后一个培训是使用 JMP 的高级课程,因为 JMP 是唯一提供高级 DOE 功能(如明确筛选设计)的软件。
为生物制剂行业提供服务的 Kramer 小组以多种方式使用 JMP:测试验证、制造工艺改进和研发:
测试验证
Kramer 的小组运行报告以验证其测试方法。 在一种情况下,一份报告最初未能通过量具重复性和再现性 (R&R),这是测量系统中变异量的一种度量。
“我们必须进行故障排除并找出原因,”克莱默回忆道。 “所以我在 JMP 中查看了它,它有能力进行诚实的量具 R&R。 我找到如果我们从一开始就使用 JMP,我们就会第一次通过标准。 事实上,我们可以节省六周的时间来重复测试方法验证。”
流程改进
3M 在用于净化活性药物成分的过滤器的制造中进行了重大的工艺改进。 Kramer 需要测试来自新制造工艺的样品。 但测试涉及时间和材料成本。 Kramer 希望在产生统计上合理的结果的同时限制样本量。 她使用 JMP 中的探索性数据分析 (EDA) 实现了该目标。
“我们每 100 英尺采样一次,”Kramer 回忆道。 “所以我在 JMP 中对采样进行了建模,从 250 英尺到 500 英尺。 我所做的只是删除数据。 JMP 表明,由于流程改进,我们不可能超出规范。 它给了我可视化数据,证明减少抽样计划是合理的。”
好处是实实在在的。 “当时我们的测试能力已经达到极限,因此减少抽样计划实际上帮助我们避免了缺货情况,”克莱默解释道。 “就满足客户需求而言,这是一项重大成果。”
研发
3M 创新了许多先进材料。 原型的生产成本可能很高。 这非常重视高效、精心设计的实验。
“JMP 对 3M 的先进 DOE 至关重要,”Kramer 坚持说。 “例如,我们的一些化学家需要设计一种新过滤介质的测试。 他们来找我说,'我们有五个 pH 值和四个级别的另一个变量,我们想看看设计空间和曲率下降的地方。'”
Kramer 描述了该解决方案的简单性:“我立即在 JMP 中打开了自定义设计平台,”她说。 “我并不担心这是分类数据。 我输入了变量级别和运行次数。 五分钟后,我递给化学家的表格,说明如何进行他们的测试。 ”
福利只是开始
3M 的 JMP 用例展示了特定的优势。 但统计发现工具还提供了同样重要的更广泛、更长期的好处。 好处之一是改进决策的潜力。 “在 3M,我们的决策需要以数据为依据,”Kramer 说。 “所以我们需要一种有效的方法来分析和可视化数据。 和一旦您开始使用 JMP 中的可视化功能,例如 Chart Builder 或 Fit Y by X,您就会意识到这是真正可视化数据并做出合理决策的工具。”
第二个好处是可以更好地了解客户。 “我告诉我的管理层,JMP 是我想要的工具,因为我想用它来进行客户研究,”Sykora 说。 “ MaxDiff 方法本身就证明了这一点。 我实际上可以提供诸如与 MaxDiff 相关的 P 值之类的东西来优化客户研究。 ” 此外,Sykora 计划在客户研究中扩大 JMP 的使用范围:“我想探索数据处理和绘图方面的其他功能,”他说。 “例如,我想看看我们的全球客户的数据如果绘制并叠加在地图上会是什么样子。”
最后一个优势是 JMP 真正建立客户信任的能力。 “我们的许多客户,尤其是生物制药行业的客户,也使用 JMP ,”克莱默指出。 “因此,当我们的应用工程师直接与客户打交道时,如果他们的数据格式相同,那么您实际上就是在说同一种语言。”
JMP 在 3M 的主要优势
- JMP 中的交互式可视化功能有助于快速轻松地进行探索性数据分析。
- 用户友好的界面使 JMP 成为没有统计学背景的人的理想选择,可以通过从软件的大量统计应用程序菜单中进行选择来实施更高级的方法。
- 稳健的实验设计 (DOE) 功能,包括高级功能,使从业者能够探索和利用多因素机会。
- 对明确筛选设计的支持使用户能够以与传统设计相同的成本水平获得有关主效应、曲率效应和双向相互作用的信息。
- 质量和可靠性分析功能有助于减少测试和制造过程中的多余部分并降低成本。
- JMP 可帮助用户对过程改进进行可靠的验证并更快地验证测试方法。
- JMP 中的 MaxDiff 功能使从业者能够通过获得更有意义的定性客户输入排名来加深客户知识。
- 通过使用 JMP,工程师可以提高客户对产品数据的信任度。