JM入门与提高原创课件

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1、JMP入门与提高学习资料RocLuo2014.10.6JMP是什么JMP的功能与特色JMP的应用领域图形生成器的妙用兼具可视化与交互式的气泡图敏捷数据分析，提升产品良率财务数据分析，寻找利润的秘密定制设计(CustomDesign)响应曲面设计实例-耗气量的探讨JMP与普通统计软件的区别目录全球最大的统计软件公司SAS的一个重要产品事业部JMP=JohnsMacintoshProgram专注于运用图形化、交互式数据探索发现的统计软件。是一款功能强大的交互式数据可视化与统计分析的工具。意旨JUMP统计理念上的“跳跃”为我们的学习和工作带来实质性的“跳跃”。来自用户的声音：“无论哪一种产品，每一次

2、突破都是在JMP的伴随中诞生”。-DimitriMavris，美国乔治亚宇航设计中心实验室主管“我们从前使用过很多统计软件，但JMP的强大功能和便捷操作是其它软件所无法比拟的”。-PaulDwyer，霍尼韦尔（Honeywell）公司运营部资深专家“陶氏化学的每一个部门都在使用JMP。实际上，JMP是我们进行统计分析的全球统一标准”。-DanObermiller，陶氏（Dow）化学公司研发部黑带大师JMP是什么？JMP的功能与特色轻松揭示事实真相通过卓越的可视化手段准确揭示内在规律通过强大的统计分析方法深入探寻改善机会通过全面的试验设计方案（DOE)简单易懂的操作方式指一指、点一点，就会有所发

3、现JMP提供完整的分析管理工具集JMP的功能与特色主窗口与菜单JMP的功能与特色左侧是类别列表，点击某个类别可查看该类别的功能和命令。起始页（“JMP起始页”窗口使用类别将操作和平台分类）JMP的应用领域广泛应用于产品研发、质量管理、流程优化、商务决策、大学教学、六西格玛（6-sigma）等多个方面。用户遍及半导体、电子、钢铁、化工、机械、医药、银行、零售、教育、大学等不同行业全球最优秀的行业领袖信赖JMP图形生成器的妙用1、打开Excel数据表：”全国各省市CPI”,选定数据区域并复制。2、选择“文件”“新建”“数据表”。3、选择“编辑”带列名一起粘贴“。（下图为所粘贴后的数据表）图形生成器

4、的妙用4、点击“居民价格指数Cpi”然后将其拖放到“Y”区域，从而将其指定为“Y变量5、点击“年份”，然后将其拖放到“X”区域，从而将其指定为“X变量”。6、点击“省份”，然后将其拖放到“分组”区域。7、点击“地区”，然后将其拖放到“颜色”区域。3、选择“图形”“图形生成器”（下图为“图形生成器工作区”）图形生成器的妙用下图为经过以上拖放后所生成的“居民价格指数”按年份变化的趋势图：拖动左上角的“地区”或“省份”至上图中的任何一省份，待图形层“碗形时，放开后即按”地区“或”省份“排序图形生成器的妙用1、点击“图形生成器”对话框中的“重新开始”，2、点击“省份”，然后将其拖放到“地图形状”区域。

5、3、点击“居民价格指数”，然后将其拖放到“颜色”区域。即生成如下图形：图形生成器-工作中的实例练习：请利用右边Excel文件中的数据表，做出如下两个折线图兼具可视化与交互式的气泡图气泡图是一个将点表示为气泡（或圆圈）的散点图，可以更改气泡的大小和颜色，甚至可以按时间变化将气泡制成动画。由于最多可以表示五维（x位置、y位置、大小、颜色和时间），气泡图可以产生动画视觉效果，使数据探索更加方便。创建气泡图的步骤：1.打开PopAgeGroup.jmp数据表（文件路径C:ProgramFilesSASJMPSamplesData）2.选择“图形”“气泡图”。3.选择60+岁人口比并点击Y（这对应于气泡

6、图中Y变量）。4.选择0-19岁人口比并点击X（这对应于气泡图中X变量）。5.选择国家并点击ID（ID变量的每个唯一水平由图形中的气泡表示）。6.选择年份并点击时间指标（这控制制作气泡图动画时的时间指标）。7.选择人口并点击大小（这控制气泡的大小）。8.选择地区并点击颜色（“颜色”变量的每个唯一水平由气泡的颜色表示。在本示例中，表示位于同一地区的不同国家的所有气泡都是相同的颜色）。气泡图窗口如下：兼具可视化与交互式的气泡图9、点击“确定”，生成如下初始气泡图解释气泡图：因为时间变量（本示例中为“年份”）从1950开始，初始气泡图显示1950年的数据，点击左下角“播放/暂停”按钮可以使气泡图产生

7、所有年份的循环动画，每个连续的气泡图显示对应年份的数据，每年的数据确定如下内容：X和Y坐标、气泡大小、气泡颜色、气泡聚合兼具可视化与交互式的气泡图与气泡图交互：点击可选择某个气泡以查看它随时间的变化趋势。例如，在1950年的图形中，中间的大气泡是“日本”。查看日本各年份人口变化的特点：1.点击“日本”气泡的中间将其选定。2.从红色小三角菜单中，选择”尾迹气泡”“选定”。3.点击播放按钮。随着动画的播放，“日本”气泡留下了气泡尾迹来演示气泡的历史轨迹。气泡图-工作中的实例练习：请利用右边Excel文件中的数据表，做出如下两个气泡图敏捷数据分析，提升产品良率 JMP的数据分析已成为的数据分析已成为

8、象美国国家半导体与ST等国际一流企业减少浪费和成本、减少浪费和成本、延长产品使用寿命、提高企业盈利能力的有力武器延长产品使用寿命、提高企业盈利能力的有力武器 高效的探索性数据分析方法高效的探索性数据分析方法帮助一般工程师逾越统计理论障碍，更高效地发更高效地发现生产流程中的问题并锁定其原因，以更高的效率进行持续改善现生产流程中的问题并锁定其原因，以更高的效率进行持续改善，并能够借助可借助可视化的方法与管理层进行有效的沟通视化的方法与管理层进行有效的沟通。敏捷数据分析，提升产品良率现在有一组有关产品合格率的数据，涉及设备、操作员、清洁度、电流与厚度等过程变量，其中合格率不小于87.5%认为属于可接

9、受的批次（正常），其它则属于有问题的批次（偏低）。请用简单的直方图分析造成良率波动的根本原因（Root Cause）是什么？分析步骤1、打开Excel数据表：”合格率”,选定数据区域并复制。2、选择“文件”“新建”“数据表”。3、选择“编辑”带列名一起粘贴“。（下图为所粘贴后的数据表）敏捷数据分析，提升产品良率4、选择“分析”“分布”（在下图中选定全部列，并“勾选”仅显示直方图），然后点击“确定”5、生成如下7个直方图后，），然后点击最右边直方图的“正常”部分，则与其相关的因素全部显示“深色的部分”，一眼可以看出，合格率“正常”与“电流”和“操作员”有明显相关性财务数据分析，寻找利润的秘密本示

10、例使用Companies.jmp数据表，表中包含来自计算机和医药行业的32家的公司财务数据。财务分析人员想探究以下问题：1、计算机公司利润与医药公司利润的相比怎么样？-比较一个变量的均值步骤：打开Companies.jmp样本数据表。选择“分析”“以X拟合Y”。选择“利润（$M）”并点击“Y”,响应。选择“类型”并点击“X”，因子。点击“确定”。“计算机”类型中有一个离群值。离群值的扩大了图形的范围，使得比较利润很困难，排除并隐藏该离群值：右键点击“离群值”，选择“行隐藏和排除”财务数据分析，寻找利润的秘密数据点从所有图形中隐藏。要重新创建没有离群值的图形，从“单因子分析”对应的红色小三角菜单

11、中选择“脚本”“重新运行分析”。得出如下左图：要继续分析关系，从“单因子分析”“对应的红色小三角菜单中选择下列选项：-“显示选项”“均值线”，这会将均值线添加到散点图中。-“均值与标准差”，这将显示一个报表，其中提供平均值和标准差。解解释结果果：右上图的散点图显示医药公司比计算机公司的平均利润要高。在报表中，其均值利润差异为$6.35亿，图形还显示某些计算机公司的利润为负值，而所有医药公司的利润均为正值财务数据分析，寻找利润的秘密财务分析人员现在想探究下列问题：2、在更大总体中是否存在差异，或者$6.35亿的差异是否由于偶然因素？若存在差异，差异是什么？-执行t检验要回答这些问题，执行双样本t

12、检验，通过t检验，可以使用样本中的数据对更大总体进行推断。要执行t检验，从“单因子分析”对应的红色小三角中选择“均值/方差分析/合并的t”。得出如下左图：P值为0.0001，小于显著性水平0.05（表示统计显著性），因此，财务分析人员可以推断出样本的平均利润存在差异不是由于独立的偶然因素，这意味着在更大总体中，医药公司的平均利润不同与计算机公司的平均利润。使用置信区间限值可以确定两种公司类型的利润存在的差异程度，查看上图中的“差异置信差异置信上限上限和差异置信下限差异置信下限值。使用这些值，财务分析人员可以推断出医药公司的平均利润比计算机公司的平均利润高出$3.43亿和$9.26亿之间。财务数

13、据分析，寻找利润的秘密3、财务分析人员现在想知道某一类型公司的规模是否比另一类公司的规模更多地影响利润。但是，在研究该问题之前，财务分析人员需要了解计算机和医药公司总体是否有相同比例的小、中、大规模的公司组成。-比较比例步骤：打开Companies.jmp样本数据表。若仍然打开上一示例中的Companies.jmp数据文件，则可能排除或隐藏了行。要将这些行恢复为默认状态(包括所有行并且不隐藏任何行），选择“行”“清除行状态”选择“分析”“以X拟合Y”。选择“公司规模”并点击“Y”,响应。选择“类型”并点击“X”，因子。点击“确定”。列联包含的信息不适用于该示例，从列联表对应的红色小三角菜单中，

14、撤销选择“合计百分比”和“列百分比”以删除该信息，下图显示了更新的表解释结果解释结果：马赛克图显示计算机行业小规模公司所占的比例高于医药公司。列联表显示确切的统计量财务数据分析，寻找利润的秘密解释检验解释检验：财务分析人员仅查看了公司样本数据（数据表中的公司），财务分析人员需要知道在所有计算机和医药公司的更大总体中百分比是否存在差异。要回答该问题，使用检验检验报告中PearsoPearson检验中的p p值，参见下图。由于p p值为0.011,小于显著性水平0.05，财务分析人员得出以下结论：样本数据中的差异不是由于独立的偶然因素产生的，在更大总体中百分比存在差异。现在财务分析人员知道了小、中

15、、大规模公司的比例是不同的，可以回答这个问题了：4、某一类公司的规模是否比另一类公司的规模更多地影响利润？-比较多个变量的平均值要回答该问题，通过以下两个变量比较公司利润：类型（pharmaceutical或computer）规模（small，medium，big）要将类型和规模的所有组合对应的利润差异可视化，请使用图形生成器。步骤：打开Companies.jmp样本数据表。选择“图形”“图形生成器”，出现“图形生成器”窗口。点击“利润（$M)”并将其拖放到“Y”区域中。点击“公司规模”并将其拖放到“X”区域中。点击“类型”并将其拖放到“X分组”区域中。财务数据分析，寻找利润的秘密图形显示一家

16、大规模的计算机公司具有很高的利润，离群值扩大了图形的规模，使得比较其他数据点很困难。右键点击“离群值”，选择“行隐藏和排除”。该点被删除，并且图形的规模自动更新。点击“条形图”图标，实验条形图比较利润值比使用点图更方便。财务数据分析，寻找利润的秘密更新的图形显示医药公司具有更高的平均利润。此外还显示仅医药公司的公司规模之间存在利润差异。当一个变量（公司规模）的效应因为另一个变量（公司类型）的不同水平发生变化时，这称为交互。财务数据分析，寻找利润的秘密量化关系：由于该数据仅是样本，财务分析人员需要确定：差异是否限于该样本且归因于偶然因素或在更大总体中是否存在相同的模式。步骤：返回已排除了数据点的

17、Companies.jmp样本数据表。选择“分析”“拟合模型”。选择“利润（$M）并点击”Y”。同时选择“类型”和“公司规模”。点击“宏”按钮并选择“完全析因”。从“重点”菜单中，选择“效应筛选”。选中“保持对话框打开选项”。点击“运行”。报表窗口显示模型结果。要确定利润的差异是真实的，还是由于偶然因素，请检查上图的“效应检验报表”其中“类型*公司规模”的P值为0。218，大于显著性水平0.05.因此，从模型中删除该效应，并重新运行模型。步骤：返回“拟合模型”窗口。在“构造模型效应”框中，选择“类型*公司规模”并点击删除。点击”运行”。财务数据分析，寻找利润的秘密“公司规模”效应的P值很大，表

18、示在更大总体中基于规模不存在差异，“类型”效应的p值很小，表示在计算机和医药公司数据之间看到的差异不是由于偶然因素。结论：财务分析人员想知道基于类型（医药或计算机），公司规模是否对公司利润有较大的影响利润，财务分析人员现在可以回答问题：在更大总体中，计算机和医药公司之间的利润存在实际差异。公司规模和类型与公司利润之间没有相关性。定制设计(CustomDesign)实验设计是我们提高产品质量，优化产品设计的有力武器，可是在实际的运用过程中，由于传统的实验设计方法过于强调理论性，而缺乏一定的灵活性，所以导致在企业的实施过程中，不是很顺利。很多工程师在实验设计执行到一定程度后，往往是为了实验设计而去

19、做实验，从而迷失了他当初要解决问题的初衷。所以整体的实验也没有取得预期的收效。传统DOE”规则呆板，专业性强“JMP定制设计器将生成为我们“量身定制的设计”，而不是搜索旧的设计目录。我们可以预先在定制设计器中设置有关响应、因子和约束条件，以及模型的信息，它会记住所有的内容。我们可以灵活选择能够承担的实验次数，而不是使用典型设计中规定好的次数。实验可以推动科学方法的进步，顶尖的实验设计方法帮助企业以更低的成本、更快的速度进行产品和工艺研发，降低成本，缩短产品上市周期。而最优实验设计则是以低成本完成有效的实验的重要技术。定制设计器可以创建最优设计，在各种实际设计情况下表现优异，这是一款很强大的多功

20、能工具。特点：灵活便捷的设计风格和通用一致的分析模式。定制设计定制设计被许多欧美企业的工程师亲亲地称为“能够量体裁衣的能够量体裁衣的DOE”定制设计(CustomDesign)q 一名制药工程师在药品实验中，期望其实验的“反应百分数”越大越好，有可能影响这个结果的有五个潜在的因素，分别是温度、进料速度、催化剂、搅拌速度、浓度。q 他设计了一个定制实验：用两种不同温度(140和180)，两个不同进料速度(10和15)，两种不同催化剂（1和2）、两种不同搅拌速度（100和120），两种不同浓度（3和6），计划实验次数为8次。q 步骤步骤1:陈述实际问题 工程师想要寻找改善“反应百分数”的优化方案。

21、q 步骤步骤2:选择”Y”响应变量 反应百分数p步骤步骤3:陈述重要的因子和水平 进料速度(10和15)催化剂（1和2）搅拌速度（100和120）温度(140和180)浓度（3和6）定制设计(CustomDesign)q步骤步骤4:设计实验设计实验 定制实验正交表定制实验正交表 JMP中中：“实验设计实验设计”“定制定制设计设计”（步骤图步骤图）定制设计(CustomDesign)q步骤步骤5:做实验/收集数据，实验实验结果见上表蓝色背景部分结果见上表蓝色背景部分 在在JMP“定制定制设计设计”主对话框上主对话框上点击点击“制表制表”，生成如，生成如 下实验下实验表格表格（蓝色蓝色背景的列除外

22、）背景的列除外）p步骤步骤6:定制定制设计分析设计分析 将实验结果“反应百分数”输入JMP“定制设计实验表”所对应的行中（详见上图兰色 背景数据）请请注意注意，因为 JMP 使用随机随机 种子生成定制设计，而且此问题并非只有唯一的最优设此问题并非只有唯一的最优设计计，您的设计表可能与此处显示的不同。尤其是实验次数由“用户指定”的定制设计，可能每次不一样，因此，建议养成设计后的保存“定制设计项目”的习惯。定制设计(CustomDesign)p步骤步骤6:定制定制设计分析（续）设计分析（续）选择“分析”“拟合模型”，在弹出的“模型规格”对话框中进行如下左图红色圆圈内 的设置，然后点击“运行”在右图

23、中先选择“P值”，然后点击“执行”，最后点击“构建模型”。定制设计(CustomDesign)p步骤步骤6:定制定制设计分析（续）设计分析（续）选择“分析”“拟合模型”，在弹出的“模型规格”对话框中进行如下左图红色圆圈内 的设置（按住“Ctrl”键，同时选定左上角的5个因子，再点击“宏”），然后点击“运行”在右上图中先选择“P值阀值”，然后点击“执行”，最后点击“构建模型”。定制设计-定制定制设计分析（续）设计分析（续）点击“构建模型构建模型”后，在弹出的对话框中之间点击“运行运行”（见右图），生成如下“定制设计定制设计的输出图表的输出图表”拟合汇总拟合汇总：R方（R2）越大，模型与数据拟合得

24、越好，R2始终在01之间，到达0.9（90%）一般认为模型可接受。方差分析方差分析：“校正总和”的“P值”（概率F)|t）)“响应曲面设计响应曲面设计”（步骤图步骤图）（步骤步骤图，按图，按“”“”进行设置进行设置 ）响应曲面设计实例-耗气量探讨 在在JMP“响应曲面设计响应曲面设计”主对话框上主对话框上点击点击“制表制表”，生成如，生成如 下实验下实验表格表格（蓝色蓝色背景的列除外）背景的列除外）p步骤步骤5:做实验/收集数据 由于由于C3弹簧长度、弹簧压缩量与弹簧长度、弹簧压缩量与C3长度存在长度存在这样这样的关系：的关系：弹簧压缩量弹簧压缩量=C3弹簧长度弹簧长度+18.9-C3长度长度

25、。因此，为了方便实验，实际上是通过调整因此，为了方便实验，实际上是通过调整C3的长度，来达到实验所需弹的长度，来达到实验所需弹簧压缩量的要求，以完成对应的实验。簧压缩量的要求，以完成对应的实验。耗气量耗气量是指是指连续打连续打5瓶气泡水的平均耗气量瓶气泡水的平均耗气量（g/瓶），瓶），实验结果见上表蓝色背景部分实验结果见上表蓝色背景部分。备注：可将因子值四舍五入。虽然这个整理过的设计与最优设计稍有不同，但其中的差异是可忽略的。响应曲面设计实例-耗气量探讨p步骤步骤6:中心复合设计分析中心复合设计分析 将实验结果“耗气量”输入JMP“响应曲面设计表”所对应的行中，如 下图红色虚框。点击图中左上角

26、“模型”前的“小红色箭头”，选择“运行脚本”查看右图的选项是否与红虚框的相同，若不同点其击右边的“向下小三角形”下拉菜单，选择相同的选项。然后点击“运行运行”。响应曲面设计实例-耗气量探讨p步骤步骤6:中心复合设计分析中心复合设计分析（续）续）-输出“响应耗气量图表”点击“运行运行”后，生成如下图、表:研究研究P值值：表中的方差分析、失拟、参数估计值的“P值”均小于0.05（红色字体，表 示结果达到了统计上的显著 性水平的 p 值。）因此得出：在该试验中，C3弹簧长度与弹簧压缩量的模型效应均极为显著。较小的 p 值（小于 0.05）表明结果达到了统计显著性。移动红色虚线，以查看更改因子值对响应

27、产生的影响。单击弹簧压缩量图中的红线并向左右拖动。响应曲面设计实例-耗气量探讨p步骤步骤6:中心复合设计分析（续）中心复合设计分析（续）-预测刻画器的最大化意愿 点击下图中左上角“预测刻画器”前的“小红色箭头”，选择“最大化意愿最大化意愿”，生成如下主效应图，红色字体的数值为CO2耗气量的最佳参数组合耗气量的最佳参数组合。验证验证：将客诉“一瓶气体打水瓶数少于30瓶”的32台机器，参照如上最佳组合（C3弹簧长度为24mm，弹簧压缩量为7mm），将C3调到35.8mm左右（相对于弹簧压缩量为7mm左右）后，一瓶气体的机器打水瓶数均可以达到不少于 50瓶的要求。由此说明：以上响应曲面实验响应曲面实

28、验的最大化意愿得出的结论与实际结果比较相符的最大化意愿得出的结论与实际结果比较相符。响应曲面设计实例-耗气量探讨p步骤步骤6:中心复合设计分析（续）中心复合设计分析（续）-等高线刻画器 点击“响应耗气量图表”前的“小红色箭头”，选择“因子刻画器因子刻画器”“等高线刻画器等高线刻画器”，生成如下左图，鼠标放在“十字线”附近后，按住鼠标可以“上下”或“左右”“十字线”，观察“耗气量Y值”当前的变化。点击如上左图“等高线刻画器等高线刻画器”前的“小红色箭头”，选择“等高线网格”生成如上右图响应曲面设计实例-耗气量探讨p步骤步骤6:中心复合设计分析（续）中心复合设计分析（续）-模拟器 点击“预测刻画器

29、”前的“小红色箭头”，选择“模拟器模拟器”，再点击“预测刻画器”前的“小红色箭头”去掉“意愿函数意愿函数”，生成如下图表。点击左图C3弹簧长度下的向下“箭头”，选择“随机随机”。点击弹簧压缩量下的向下“箭头”，选择“随机随机”。“实验次数实验次数”栏输入“100000”点击“模拟器模拟器”前的“小红色箭头”，选择“规格限规格限”，在弹出的对话框中，“下规格限下规格限”输入“6,5”；“上规格限上规格限”输入“7.5”最后点击“模拟模拟”，得到”“耗气量耗气量”缺陷比例为缺陷比例为40.9%.将鼠标对准上图兰色正态图上的“黑色小方框黑色小方框”，调整中心值与分布范围后，再点击“模拟模拟”后，生成右下角的图表得到”“耗气耗气量量”缺陷比例缺陷比例为为3.0%.JMP与普通统计软件的最大区别既善于“演示统计理论”更精于“解决实际问题”JMP与普通软件DOE的区别JMP的模拟器(Simulator)功能，用户可以直接用户可以直接对试验所得的对试验所得的新方案进行新方案进行仿真模仿真模拟拟，以最大限度地减少失败以最大限度地减少失败风险风险。100万次的模式结果也只不过不到2秒钟。结束语一图，二表，三文字没有分析的数据没有价值，最适合的图表揭示最深刻的问题！可视化的图形无所不在，而且是动态的！让我们运用使工作变得简单、轻松、高效、有趣！