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数据和统计科学。 应用于3M。
3M的愿景是将科学应用到生活中; JMP 提供宝贵的统计功能来实现创新,使这一愿景成为现实。
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挑战:通过深化产品知识并更高效、更直接地响应客户需求,在日益孤立、竞争日益激烈的市场中游刃有余。 通过提高可重复性、效率和以客户为中心来转变业务流程(包括制造和交易)。 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 早期采用者将该软件视为一个高效、经济的平台,可以运行具有可量化影响的最先进的分析应用程序。 JMP 被认为是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概况。
- 简化实验流程以更有效地满足目标客户的需求。
- 通过内置的质量解决方案和增强的可重复性优化制造运营。
- 发展组织的精益六西格码文化。
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3M 创造了多种材料:磨料、粘合剂、陶瓷、复合材料和薄膜,仅举几例。 它的功能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、医药和光学。
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。 这就是整个组织的工程师都依赖 JMP® 的原因,JMP® 是一款强大的分析软件包,专门设计用于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。
数据驱动的谱系
“在我们评估新想法和开发新产品时,我们依靠 JMP 等工具来支持实验和了解结果,”3M 商业解决方案部的产品开发专家 Michael Sykora 说。
“当你从事研发工作时,你想通过数据来回答这个问题,‘我在这里到底学到了什么?’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。 “而且我想要简单性,比如通过拖放来查看图表的样子。”她说,JMP 提供强大的分析和动态、用户友好的界面这一事实是 JMP 如此宝贵的原因之一。
Kramer 从精通统计学的人的角度处理数据可视化和分析。 3M 分离与纯化科学部高级质量工程专家,
她带来了工业工程背景,对过程的数学建模和精益六西格码大师黑带认证的浓厚兴趣。
“我的兴趣在于使用数据做出正确的决定,”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,“所有的工作都是一系列的过程,所有的过程都有变化。 我们正在努力减少这种差异,以便为客户实现更可预测的结果。”
与 Kramer 一样,3M 也有着悠久的统计思维历史。 这在一定程度上是因为 3M 服务的许多行业,如电子和生物制药,都需要严格的统计数据。 但这种理念也可以归功于 3M 前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,从医疗设备的 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 同意:“我喜欢 Excel 作为大数据分析的平台。 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。 “有了 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 解释道。 “在较小的设计空间上进行筛选实验,然后在该设计空间内或相邻的设计空间周围重复,这样的时间和成本要少得多。”
就 Kramer 而言,她认为像 Minitab 这样的软件在某些情况下可能是合适的。 “Minitab 是为像统计学家一样思考的人编写的,”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 更强大。 当我看到 JMP 中的数据可视化功能以及 Graph Builder、Chart Builder 和 Fit Y by X 等功能时,我就被说服了。 当我看到你可以有分类数据,你可以有可变数据,你可以把菜单拉过来玩数据——这真是让我叹为观止的时刻,我说,‘这太强大了, 我需要这个。'”
不仅仅是普通的香草
Sykora 提供了一个很好的例子,说明在 JMP 之前根本不可用的功能。 他的团队开发薄膜,例如窗饰、玻璃饰面以及用于电子和汽车应用的涂料。 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。 但是要求输入大量样本可能会导致不精确的响应。
“在我们拥有 JMP 之前,我们会向客户展示一堆胶片,并希望他们知道我们的要求,”Sykora 说道。 “这就像在问,'与香草冰淇淋相比,这部电影的味道如何?'他们可能会回应,“这部电影味道更好。”然后我们会问,'冷与甜加上其他五个属性怎么样?'”定性反应很难衡量。
“我们会按照 1 到 10 的等级对它进行排名,但是 1 到 10 等级的分辨率是没有意义的,”他指出。 “应该是1比10吗? 应该是1到5吗? 如果一个属性太糟糕以至于它比 1 还差,或者太棒以至于它比 10 好怎么办?”
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,你可以指定一个明确的赢家。”
同样重要的是,3M 可以将这些结果与分析测量相结合。 “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 还通过许多其他方式利用 JMP。 首先,3M 提供了一系列关于实验设计 (DOE) 的内部培训。 该系列的最后一期培训是使用 JMP 的高级课程,因为 JMP 是唯一提供高级 DOE 功能(如最终筛选设计)的软件。
为生物制品行业提供服务的 Kramer 团队以多种方式使用 JMP:测试验证、制造工艺改进和研发:
测试验证
Kramer 的小组运行报告来验证其测试方法。 在一个案例中,一份报告最初未能通过量具重复性和再现性 (R&R),这是衡量测量系统中变异量的一种方法。
“我们必须排除故障并找出原因,”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,我们将在第一时间通过标准。 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 在制造用于纯化活性药物成分的过滤器方面进行了重大工艺改进。 克莱默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。 克莱默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) 实现了这一目标。
“我们每 100 英尺采样一次,”克莱默回忆道。 “因此,我先到 250 英尺,然后再到 500 英尺,然后在 JMP 中对采样进行建模。 我所做的只是删除数据。 JMP 表明,由于过程改进,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”
好处是有形的。 “当时我们的测试能力已经达到极限,所以减少抽样计划实际上帮助我们避免了延期交货的情况”克莱默解释道。 “就满足客户需求而言,这是一个重要的成果。”
研发
3M 创新了许多先进材料。 原型的制作成本可能很高。 这使得高效、精心设计的实验显得尤为重要。
“JMP 对于 3M 的高级 DOE 至关重要,”Kramer 坚称。 “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 值水平和四个水平的另一个变量,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 Custom Design 平台,”她说。 “我并不担心这是分类数据。 我输入了可变级别和运行次数。 五分钟后,我将展示如何进行测试的化学家表格交给了化学家。 ”
福利只是开始
3M 的 JMP 使用案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。 一个好处是有可能改进决策。 “在 3M,我们的决策需要数据驱动,”Kramer 说。 “因此,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,例如图表生成器或以 X 拟合 Y,您就会意识到这是真正可视化数据和做出正确决策的工具”
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,因为这是我进行客户研究的方式,”Sykora 说。 “ MaxDiff 方法本身就证明了这一点。 我实际上可以提供与 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,我想看看我们全球客户的数据如果绘制成图形并叠加在地图上会是什么样子。”
最后一个优势是 JMP 能够真正建立客户信任。 “我们的很多客户,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,如果他们的数据采用相同的格式,那么你们实际上是在说同一种语言。”
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 成为那些没有统计学背景的人的理想选择,可以通过从软件广泛的统计应用程序菜单中进行选择来实施更高级的方法。
- 强大的实验设计 (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。
- 支持最终筛选设计,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、曲率效应和双向交互作用的信息。
- 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 帮助用户执行可靠的流程改进验证和更快的测试方法验证。
- 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。