【品質工程】品質管理的數學工具_假設檢定

假設檢定是統計學學習過程之中很容易混淆的概念,今天針對這些概念做一個整理,這篇文章不談統計分配以及統計量,單純就邏輯提供思考方法。

法律的無罪推論

首先從法律常見的無罪推論來論述。我們都知道法律都會假設嫌疑人無罪,但是這是為什麼呢?我曾經看過許多講授假設檢定的文章都提及無罪推論,但我始終無法理解到底為什麼要假設無罪而不是假設有罪?許多文章從成本的觀點解釋,說明誤判死刑的成本極高,所以要假設人無罪;然而誤判成本極高並不是只有無罪的人判有罪的成本高,將有罪的人判成無罪的成本也非常高,所以我認為這樣的說明解釋是不夠充分的。

在Jeff研讀完管制圖的共同原因及特殊原因的相關邏輯之後總算明白了,原來假設檢定與管制圖的關聯性這麼大,在那一瞬間我也同時理解了無罪推論的問題。所謂的無罪推論,是在世界大部分的人都不會犯罪的前提下的產物。也就是當世界上99.73%的人都不會犯罪的時候,我們可以假設嫌疑人無罪,之後再透過收集犯罪證據的方式判定此人有無犯罪。

但是若今天的世界是窮凶惡極的地獄,99.73%的人都有犯罪紀錄,則無罪推論就失效了,顯然的我們要用「有罪推論」反過來證明一個人無罪才行。這個差異及前提卻在眾多文章中從未提及過,卻是極其重要的論述方式。也就是說,假設檢定的論點必須是這個環境、系統的多數群體的狀態列在虛無假設H0,而想要收集證據去反駁、舉證、證明的論點放在對立假設H1。

供應商的論述

依照上述的講述推論,一個光學面鏡的供應商宣稱其面鏡的平均厚度為10.0mm,且今天有一批來料量測32pcs,計算得到平均厚度為10.15mm,試問是否能相信供應商的論述?

這問題是學習假設檢定很常見的題目,其假設檢定的列法如下:
H0 : U = 10.0
H1 : U > 10.0

這個假設的列舉方式是在說明,假設供應商的論述是對的,則透過搜集證據的方式驗證其說法是否有誤;若證據顯著,則相信對立假設H1。多數狀況下我們認定供應商應該要做出與其論述的數值相符,只有在證據充分的狀況下才認定供應商說謊。

驗證藥劑是否有療效

學者欲驗證某藥劑是否具有療效,因此召集兩組醫師團隊A & A’及兩組受測團隊 B & B’。隨機分派之後,由醫師團隊A’持有實驗藥劑測試受測團隊B’,同時間由醫師團隊A持有對照藥劑(安慰劑)測試受測團隊B。兩組醫師團隊皆不知自己持有的藥劑為何,並且皆對受測團隊聲稱藥劑有療效。

此時針對藥劑的療效可透過治癒率P來確認:
Ho : PB = PB’
H1 : PB < PB’

上述的實驗過程被稱作雙盲測試,目的在消除醫師對病患的心理暗示。在多數狀況下,試驗藥劑是沒有太多效果的,只有在很顯著的狀況下 才能說藥劑有療效,這也是H0擺放等式的原因。

上述的說明對於學習統計的人來說有極大的助益,回想當年學習統計那種無助感、茫然感,直到現在仍是歷歷在目�,這也是Jeff持續回顧統計學習路上的困難處,希望能讓學習難度降低並分享給大家。

大家若有任何統計觀念上的問題也歡迎留言詢問。

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