方差

对离差的度量,离差是数据集或分布围绕其均值散布的程度。

监视方差对于制造和质量行业必不可少,因为减小过程方差将提高精度并减小缺陷数。例如,一家工厂生产长度为 50mm 的木工钉,如果钉子的长度与目标值 50mm 之差在 2mm 之内,则钉子满足规格。工厂使用两种类型的机器生产钉子。两台机器都生产长度服从正态分布且平均长度为 50mm 的钉子。但是,每台机器生产的钉子具有不同的方差:机器 A(下面的虚线分布)所生产钉子的方差为 9mm2,机器 B(下面的实线分布)所产生钉子的方差为 1mm2。每台机器所生产钉子的长度分布相互重叠,还包括垂直的规格上限和下限:

钉子长度的分布

毫米

机器 A 所生产钉子长度的方差大于机器 B 所生产钉子长度的方差。因此,机器 A 所生产的任何给定钉子在规格限之外的可能性都比机器 B 所生产的钉子大。

由于方差 (s2) 是量的平方,因此其单位也是平方单位,这在实际讨论中容易混淆。例如,在公共汽车站等待时间样本的均值为 15 分钟,方差为 9 分钟2。为避免这一混淆,通常以其平方根显示方差,即标准差 (s),这是更直观的测量值。方差 9 分钟2 等效于标准差 3 分钟。