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方差分析——找到流程的“控股因子”

一.流程到底谁说了算数?


万科股权之争吸睛无数,“争”的焦点在于在股份制公司里,到底谁说了算。按照通行规则,大股东,确切的说,控股股东对公司拥有最终的发言权。那么,流程的控股股东是谁呢?

按照六西格玛的基本原理,流程的输出y取决于过程(f)和输入(x),即:

帕累托原理告诉我们,尽管影响流程的因子无数,但起关键作用的总是少数因子问题在于在众多的因子中,哪个或哪些因子才是关键因子呢?进一步讲,哪个因子是流程的控股股东呢?众所周知,股东之所以叫股东,是因为持有公司的股份,股东所持股份越多,这个股东发言权就越大,因此股东持股比例决定了股东的影响力。但因子所持流程的股份比例如何计算呢?


英国统计学家罗纳德•费舍尔( Ronald Aylmer Fisher,1890~1962)利用方差分析(Analysis of Variance,简称ANOVA)解决了谁是流程控股股东的问题。

二.方差分析原理


从六西格玛角度看流程,流程的波动(变异)导致其输出的缺陷,因此寻找变异源是改善的前提条件。衡量波动的统计量有极差、标准差、方差、四分位差等多种方式。费舍尔发现方差是分析变异源的最有效的统计量。为此费舍尔定义了F分布(F为费舍尔英文名—Fisher的首个字母;以单因子为例,假设因子有l个水平,每个水平都有m个数据):

其中SS为平方和,f为自由度。下图为3个不同自由度组合的F分布示意图:

方差分析的统计学计算原理为:

因子给y带来的方差份额(比例)为:

三.方差分析对数据的要求


1、对输出(y)的要求

1)数据独立;2)数据正态;3)过程稳定;4)等方差。

2、对输入(x)的要求

1)分类数据,或;2)连续数据:分成若干个水平。

四.方差分析的案例分析


百度外卖从客户服务部得到反馈,A区域客户对外卖送餐时间的抱怨增多:送餐时间时快时慢,最多相差1倍以上。客户的不满很快反映到订单数量上,日外卖订单数环比减少35%。为了迅速扭转这样的不利局面,A区管理层成立了改善小组,目的是提高订单的交付效率。经过小组的头脑风暴,初步确定了一些因子:快递员、天气、交通工具、订单APP……

这些因子到底哪些才是根因呢?哪个因子才是“控股因子”呢?这不能靠感觉和经验决定,于是改善小组制定了数据收集计划:选取最有代表性的M小区作为研究对象,选择递送距离和楼层等没有显著差异的客户作为抽样对象,收集到三名快递员(鲍勃、丽娜和杰克)的以下数据(单位:分钟):



经验证,数据符合独立、正态和等方差要求,过程基本稳定。改善小组首先进行了单因子方差分析,结果如下:


分析结论:P=0.000,在95%的统计置信度下,三个快递员的订单递送时间的均值有至少有一个与其他显著的不同(丽娜最短,鲍勃最长)。也就是说,从统计学角度,快递员确实是影响订单交付速度的显著因子。另一方面,从R方(R-Sq)=62.57%得知(这是理论值,实际以R方(调整)为准),快递员之间的交付时间差异占订单总波动的62.57%。可以理解为,如果快递员都向交付最快最快的丽娜那样,订单交付时间能减少62.57%的波动,快递员确实是影响订单交付的控股股东!


由于R方只有62.57%,也就意味着还有(1-62.57%)=37.43%的波动还不知道是哪些因子造成发的,需要找到它们才能结案。改善小组在收集数据时已经考虑到了天气因素,其相关的数据如下:


对上述数据实施多因子的方差分析(本例中应用一般线性模型)结果如下:


从上述方差分析的结果中我们看到R方=97.52%,即影响订单交付波动的97.52%的原因都在分析模型中了(实际以R方调整为准),我们基本锁定了所有显著的对象,它们分别是:

1)员工(P=0.000,R方=715.02/1142.68=62.57%)

2)天气(p=0.000,R方=213.47/1142.68=18.68%)

3)员工与天气的交互作用(p=0.000,R方=185.85/1142.68=16.26%)


我们得到结论:影响订单交付最大的因子是快递员,其次是天气。快递员和天气存在交互作用。


从上述的交互作用图看出,鲍勃对天气变化最敏感,而丽娜对天气变化最不敏感,需要找到他们对天气变化差异的具体原因,再实施针对性的改善。


从上述案例我们看到,方差分析不但能够确定哪些因子是显著因子,还能够确定这些因子对结果变化的影响程度:我们依此就能确定哪个因子是流程的控股股东了。

 
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