1、2014/11/2Page 1JMP入门与提高学习资料Roc Luo2014.10.62014/11/2Page 2 JMP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 (Custom Design) 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2014/11/2Page 3 全球最大的统计软件公司 SAS 的一个重要产品事业部 JMP=Johns Macintosh Program 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
2、 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 ， 每一次突破都是在 JMP的伴随中诞生 ” 。-Dimitri Mavris，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 ” 。-Paul Dwyer，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 ” 。-Dan Obermiller，陶氏（
3、 Dow）化学公司研发部黑带大师JMP是什么？2014/11/2Page 4JMP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，就会有所发现 JMP提供完整的分析管理工具集2014/11/2Page 5JMP的功能与特色 主窗口与菜单2014/11/2Page 6JMP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）2014/11/2Page 7JMP的应用领域 广泛
4、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 JMP2014/11/2Page 8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）2014/11/2Page 9图形生成器的妙用4、点击 “ 居民价格指数 Cpi” 然后将其拖放到 “ Y”
5、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 ” ）2014/11/2Page 10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 “
6、 排序2014/11/2Page 11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。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：2014/11/2Page 12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2014/11/2Page 13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
7、、 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:Program FilesSASJMP SamplesData）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、）。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 ：2014/11/2Page 14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2014/11/2Page 15兼具可视化与交互
9、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。2014/11/2Page 16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2014/11/2Page 17 敏捷数据分析，提升产品良率 JMP的数据分析已成为 象美国国家半导体与 ST等国际一
10、流企业 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 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 借助可视化的方法与管理层进行有效的沟通 。2014/11/2Page 18 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： ”
11、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 ）2014/11/2Page 19 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2014/11/2Page 20 财务数
12、据分析，寻找利润的秘密本示例使用 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
13、排除”2014/11/2Page 21 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。解释结果 ：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
14、公司的利润均为正值2014/11/2Page 22 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
15、，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 “ 差异置信上限 和 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。2014/11/2Page 23 财务数据分析，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
16、。 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，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 ：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2014/1
17、1/2Page 24 财务数据分析，寻找利润的秘密解释检验 ：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 报告中 Pearson检验中的 p值，参见下图。由于 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、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
18、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 。2014/11/2Page 25 财务数据分析，寻找利润的秘密图形显示一家大规模的计算机公司
19、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。2014/11/2Page 26 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。2014/11/2Page 27 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
20、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 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
21、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 ” 。2014/11/2Page 28 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
22、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。2014/11/2Page 29 定制 设计 (Custom Design) 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
23、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 被许多欧美企业的工程师亲亲地称为 “能够量体裁衣的DOE”2014/11/2P
24、age 30 定制 设计 (Custom Design)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 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。q 步骤 2:选择 ”Y” 响应变量反应 百分数p 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）
