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矩陣數(shù)據(jù)分析法

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1.什么是矩陣數(shù)據(jù)分析法

矩陣數(shù)據(jù)分析法(Matrix Data Analysis Chart),它是新的質(zhì)量管理七種工具之一。

矩陣圖上各元素間的關(guān)系如果能用數(shù)據(jù)定量化表示,就能更準(zhǔn)確地整理和分析結(jié)果。這種可以用數(shù)據(jù)表示的矩陣圖法,叫做矩陣數(shù)據(jù)分析法。在QC新七種工具中,數(shù)據(jù)矩陣分析法是唯一種利用數(shù)據(jù)分析問題的方法,但其結(jié)果仍要以圖形表示。

數(shù)據(jù)矩陣分析法的主要方法為主成分分析法(Principal component analysis),利用此法可從原始數(shù)據(jù)獲得許多有益的情報。主成分分析法是一種將多個變量化為少數(shù)綜合變量的一種多元統(tǒng)計方法。

矩陣數(shù)據(jù)分析法,與矩陣圖法類似。它區(qū)別于矩陣圖法的是:不是在矩陣圖上填符號,而是填數(shù)據(jù),形成一個分析數(shù)據(jù)的矩陣。

它是一種定量分析問題的方法。目前,在日本尚廣泛應(yīng)用,只是作為一種“儲備工具”提出來的。應(yīng)用這種方法,往往需求借助電子計算機來求解。

2.矩陣數(shù)據(jù)分析法的原理

在矩陣圖的基礎(chǔ)上,把各個因素分別放在行和列,然后在行和列的交叉點中用數(shù)量來描述這些因素之間的對比,再進行數(shù)量計算,定量分析,確定哪些因素相對比較重要的。

3.矩陣數(shù)據(jù)分析法的應(yīng)用時機

當(dāng)我們進行顧客調(diào)查、產(chǎn)品設(shè)計或者其他各種方案選擇,做決策的時候,往往需要確定對幾種因素加以考慮,然后,針對這些因素要權(quán)衡其重要性,加以排隊,得出加權(quán)系數(shù)。譬如,我們在做產(chǎn)品設(shè)計之前,向顧客調(diào)查對產(chǎn)品的要求。利用這個方法就能確定哪些因素是臨界質(zhì)量特性。

4.和其他工具結(jié)合使用

1.可以利用親和圖(affinity diagram)把這些要求歸納成幾個主要的方面。然后,利用這里介紹進行成對對比,再匯總統(tǒng)計,定量給每個方面進行重要性排隊。

2.過程決策圖執(zhí)行時確定哪個決策合適時可以采用。

3.質(zhì)量功能展開。兩者有差別的。本辦法是各個因素之間的相互對比,確定重要程度;而質(zhì)量功能展開可以利用這個方法的結(jié)果。用來確定具體產(chǎn)品或者某個特性的重要程度。

當(dāng)然,還有其他各種方法可以采用,但是,這種方法的好處之一是可以利用電子表格軟件來進行。

5.如何使用矩陣數(shù)據(jù)分析法

下面通過例子來介紹如何進行矩陣數(shù)據(jù)分析法。

1、確定需要分析的各個方面。我們通過親和圖得到以下幾個方面,需要確定它們相對的重要程度:易于控制、易于使用、網(wǎng)絡(luò)性能、和其他軟件可以兼容、便于維護。

2、組成數(shù)據(jù)矩陣。用Excel或者手工做。把這些因素分別輸入表格的行和列,如表所示。

3、確定對比分?jǐn)?shù)。自己和自己對比的地方都打0分。以 “行”為基礎(chǔ),逐個和“列”對比,確定分?jǐn)?shù)。“行”比“列”重要,給正分。分?jǐn)?shù)范圍從9到1分。打1分表示兩個重要性相當(dāng)。譬如,第2行“易于控制”分別和C列“易于使用”比較,重要一些,打4分。和D列“網(wǎng)絡(luò)性能”比較,相當(dāng),打1分?!绻靶小睕]有“列””重要,給反過來重要分?jǐn)?shù)的倒數(shù)。譬如,第3行的“易于使用”和B列的“易于控制”前面已經(jīng)對比過了。前面是4分,現(xiàn)在取倒數(shù),1/4=0.25。有D列“網(wǎng)絡(luò)性能”比,沒有“網(wǎng)絡(luò)性能”重要,反過來,“網(wǎng)絡(luò)性能”比“易于使用”重要,打5分?,F(xiàn)在取倒數(shù),就是0.20。實際上,做的時候可以圍繞以0組成的對角線對稱填寫對比的結(jié)果就可以了。

表1:矩陣數(shù)據(jù)分析法

ABCDEFGH
1 易控制易使用網(wǎng)絡(luò)性能軟件兼容便于維護總分權(quán)重%
2易于控制04131926.2
3易于使用0.2500.200.330.251.033.0
4網(wǎng)絡(luò)性能150331234.9
5軟件兼容0.3330.3300.33411.6
6便于維護140.33308.3324.2
總分之和34.37

4、加總分。按照“行”把分?jǐn)?shù)加起來。在G列內(nèi)得到各行的“總分”。

5、算權(quán)重分。把各行的“總分”加起來,得到“總分之和”。再把每行“總分”除以“總分之和”得到H列每個“行”的權(quán)重分?jǐn)?shù)。權(quán)重分?jǐn)?shù)愈大,說明這個方面最重要,“網(wǎng)絡(luò)性能”34.9分。其次是“易于控制”26.2分。

6.矩陣數(shù)據(jù)分析法案例分析

案例一:矩陣數(shù)據(jù)分析法在軟件項目中的應(yīng)用

  軟件缺陷的產(chǎn)生是由多方面的因素造成的,缺陷數(shù)據(jù)反映了開發(fā)過程中多個因素相互作用的對應(yīng)關(guān)系。在實施了多個軟件項目的開發(fā)以后,已經(jīng)積累了一定數(shù)量的歷史缺陷數(shù)據(jù),我們?nèi)绾卫眠@些數(shù)據(jù)找到開發(fā)過程中容易產(chǎn)生質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)和因素呢?如果只是粗略地看歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù),是很難看出各項目之間及項目的生命周期各階段的缺陷率的差異的。我們可以用這些歷史數(shù)據(jù)來設(shè)計一個矩陣,用矩陣數(shù)據(jù)分析法就能求出多個項目的各個階段產(chǎn)生缺陷率的高低,找到產(chǎn)生缺陷的關(guān)鍵因素,這樣可以幫助了解引入的缺陷,從而對新開發(fā)的項目會引入的缺陷數(shù)做出一個相當(dāng)合理的預(yù)測,達到控制缺陷率,提高軟件質(zhì)量的目的。隨著實施的軟件項目數(shù)量的增加,收集到的缺陷數(shù)據(jù)越來越多,生成的矩陣越大,對未來缺陷率預(yù)測和控制的準(zhǔn)確性也就越高,軟件整體質(zhì)量呈螺旋式穩(wěn)步上升。

  下面通過一個例子來說明矩陣數(shù)據(jù)分析法在軟件缺陷管理中的具體應(yīng)用。為了確定軟件缺陷主要出現(xiàn)在項目生命周期六個階段中的哪幾個階段,我們對n個開發(fā)項目進行統(tǒng)計,每個項目計算六個階段的缺陷密度,為了驗證結(jié)果重復(fù)性,又將這n個項目分為Ⅰ、Ⅱ兩組,每組n/2個項目,然后對數(shù)據(jù)求均值、標(biāo)準(zhǔn)差、相關(guān)系數(shù)、特征值、特征向量,得出三個主成分,也就確定了項目生命周期中出現(xiàn)大部分缺陷的幾個階段,為改進項目薄弱環(huán)節(jié)提供依據(jù)。詳細(xì)步驟如下:

  ①將以往軟件項目積累的歷史缺陷數(shù)據(jù)進行分類、統(tǒng)計列表。各項目在生命周期各階段的歷史缺陷率數(shù)據(jù)見表3。

 ?、?根據(jù)表3數(shù)據(jù)計算均值、標(biāo)準(zhǔn)差和相關(guān)系數(shù),計算結(jié)果見表4。

 ?、鄹鶕?jù)相關(guān)系數(shù)矩陣(表4)求特征值、特征向量和貢獻率。由于計算量很大,方程的計算用計算機完成。計算結(jié)果見表5。

 ?、?分析計算結(jié)果。貢獻率代表主成分的影響程度,數(shù)值越大代表性越大,特征向量表示項目與該主成分的關(guān)系。從表5可看到,第一、二、三主成分的貢獻率達90.4% , 已代表所有變量的絕大部分,也就是說在項目開發(fā)過程中,軟件缺陷主要出現(xiàn)在項目生命周期的需求、構(gòu)架和設(shè)計階段。這樣由上述的主成分分析,找到了容易出現(xiàn)軟件缺陷問題的階段,在以后的改進過程中把注意力集中到特征值大的方面來,就可以有效地控制、預(yù)防軟件缺陷問題。

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