StatisticalmethodsforQuality
AnISOstandardsapproachusingR
Emilio L. Cano
Universidad Rey Juan Carlos
Introduction
Standardisation process usually unknown.
Except in some areas: Electrical Engineering, Aeronautics,
...
Crossing areas: Statistics, Science ...
Increasing interest (funding €€): FP7, Horizon 2020
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Statistics and Quality
Statistical Process Control (SPC)
Control Charts
Capability Analysis
Reliability
Design of Experiments
Six Sigma
...
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ISO Standards
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ISO Standards
"An ISO standard is developed by a panel of experts, within a
technical committee."
World renowned
Developed by worldwide experts
Voted by all ISO members, from every country
"Standardized" development process
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ISO 9000. Something else?∙
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ISO Standards
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ISO Standards
   
Often ISO Standards are identified with a quality stamp.
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ISO Standards
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ISO/TC69
ISO/TC69 web page
Applications of statistical methods
"Standardization  in  the  application  of  statistical  methods,
including  generation,  collection  (planning  and  design),
analysis, presentation and interpretation of data."
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ISO/TC69
SUBCOMMITTEE/WORKING
GROUP
TITLE
TC 69/AHG 1 Documents to support the application of statistical methods standards
TC 69/CAG 1 Chairman Advisory Group
TC 69/WG 3 Statistical interpretation of data
TC 69/SC 1 Terminology and symbols
TC 69/SC 4 Applications of statistical methods in process management
TC 69/SC 5 Acceptance sampling
TC 69/SC 6 Measurement methods and results
TC 69/SC 7 Applications of statistical and related techniques for the implementation of Six Sigma
TC 69/SC 8 Application of statistical and related methodology for new technology and product
development
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AENOR
       
http://www.aenor.es
Miembro español en ISO
Canalizador de la representación española
Miembro también de CEN (normas EN), IEC y CENELEC
Se  estructura  en  Comités  Técnicos  de  Normalización
(CTN)
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AENOR: CTN
Seguimiento  de  Órganos  técnicos  internacionales  o
europeos (comités, subcomités o grupos de trabajo)
Adopción de normas (ISO: UNE­ISO XXX; CEN: UNE­EN
XXX)
Participación en el desarrollo de las normas mediante:
Elaboración de normas nacionales (UNE XXX)
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Votación de documentos
Participación en reuniones
­
­
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AEN/CTN66
"Normalización en: El campo de la gestión de la calidad en
general  incluyendo  los  sistemas  de  la  calidad,  el
aseguramiento de la calidad, [...], así como la normalización
de los métodos estadísticos y de muestreo, la elección de los
métodos de ensayo,[...]"
CTN66:  Gestión  de  la  Calidad  y  evaluación  de  la
conformidad
AENOR CTN66 website
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AEN/CTN66
SUCOMITÉ NOMBRE
SC1 Sistemas de gestión
SC2 Evaluación de la conformidad
SC3 Métodos estadísticos
AENOR CTN66 website
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AEN/CTN66/SC3
Métodos Estadísticos
Miembro  de  ISO/TC  69,  Aplicación  de  los  métodos
estadísticos
Funciones:  actualización  del  catálogo  de  normas
españolas
Identificar normas ISO de interés, traducirlas al español y
adoptarlas como normas UNE­ISO
Participación en la elaboración de normas internacionales
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Normas AEN/CTN66/SC3
UNE­ISO 3951­2:2012: Procedimientos de muestreo para
la inspección por variables. Parte 2: Especificación general
para  los  planes  de  muestreo  simples  tabulados  según  el
NCA para la inspección lote por lote de características de
calidad independientes
UNE­ISO 3951­1:2012 : Procedimientos de muestreo para
la inspección por variables. Parte 1: Especificaciones para
los  planes  de  muestreo  simples  tabulados  según  el  NCA
para la inspección lote por lote para una característica de
calidad única y un NCA único
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Normas AEN/CTN66/SC3
UNE­ISO  13053­2:2012  :  Métodos  cuantitativos  en  la
mejora de procesos. Seis Sigma. Parte 2: Herramientas y
técnicas.
UNE­ISO  13053­1:2012  :  Métodos  cuantitativos  en  la
mejora  de  procesos.  Seis  Sigma.  Parte  1:  Metodología
DMAIC.
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Normas AEN/CTN66/SC3
UNE­ISO 2859­1:2012 : Procedimientos de muestreo para
la  inspección  por  atributos.  Parte  1:  Planes  de  muestreo
para  las  inspecciones  lote  por  lote,  tabulados  según  el
nivel de calidad aceptable (NCA).
UNE­ISO 2859­2:2012 : Procedimientos de muestreo para
la  inspección  por  atributos.  Parte  2:  Planes  de  muestreo
para  las  inspecciones  de  lotes  independientes,  tabulados
según la calidad límite (CL).
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Normas AEN/CTN66/SC3
UNE­ISO  3534­2:2008  :  Estadística.  Vocabulario  y
símbolos. Parte 2: Estadística aplicada.
UNE­ISO  3534­1:2008  :  Estadística.  Vocabulario  y
símbolos.  Parte  1:  Términos  estadísticos  generales  y
términos empleados en el cálculo de probabilidades.
UNE­ISO  7870­1:2013  :  Gráficos  de  control.  Parte  1:
Directrices generales
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The R Project
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What is R?
"R  is  a  system  for  statistical  computation  and  graphics.  It
consists  of  a  language  plus  a  run­time  environment  with
graphics,  a  debugger,  access  to  certain  system  functions,
and the ability to run programs stored in script files."
Hornik (2012), “The R FAQ”.
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The R Project
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The R GUI
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RStudio
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R Packages
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More IDEs / GUIs
RKWard
Deducer
StatET (Eclipse)
EMACS
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Other Statistical Software
Minitab
IBM SPSS
SAS
STATA
Statgraphics
http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_statistical_packages
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Minitab
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! Excel
Excel (TM) is a wonderful tool for many things. Statistics is
not among them
"Perhaps  surprising  to  engineers,  Excel's  lackluster
performance  as  a  statistics  engine  has  been  well­
documented  by  practicing  statisticians  for  more  than  a
decade." Charles Annis, P.E.
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! Excel
Microsoft's Excel Might Be The Most Dangerous Software On
The Planet
"No,  really,  it’s  possible  that  Microsoft‘s  Excel  is  the  most
dangerous software on the planet. Yes, more dangerous than
rogue code running a nuclear power plant, than the Stuxnet
that  was  deliberately  sent  off  to  sabotage  Iran‘s  nuclear
program,  worse,  even,  than  whatever  rent  in  the  fabric  of
space  time  led  to  the  invention  of  Lolcats.  Really,  that
serious." Tim Worstall, Forbes contributor.
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A little bit of web scrapping
library(XML)
rssTC69SC4<-"http://www.iso.org/iso/rss.xml?commid=49774&rss=TCbrowse"
doc<-xmlTreeParse(rssTC69SC4)
src<-xpathApply(xmlRoot(doc),"//item")
for(iin1:(length(src))){
if(i==1){
foo<-xmlSApply(src[[i]],xmlValue)
DATA<-data.frame(t(foo),stringsAsFactors=FALSE)
}else{
foo<-xmlSApply(src[[i]],xmlValue)
tmp<-data.frame(t(foo),stringsAsFactors=FALSE)
DATA<-rbind(DATA,tmp)
}
}
searchStd<-function(text,df=DATA){
df[grep(text,df$title),"title",drop=FALSE]
}
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ISO/TC69/SC4 Standards
grep("^ISO.",DATA[,1],value=TRUE)
## [1]"ISO22514-6:2013-Statisticalmethodsinprocessmanagement--Capabilityandperformance--Part6
## [2]"ISO7870-2-Controlcharts--Part2:Shewhartcontrolcharts"
## [3]"ISO11462-1:2001-Guidelinesforimplementationofstatisticalprocesscontrol(SPC)--Part1:Ele
## [4]"ISO22514-7:2012-Statisticalmethodsinprocessmanagement--Capabilityandperformance--Part7
## [5]"ISO7870-3:2012-Controlcharts--Part3:Acceptancecontrolcharts"
## [6]"ISO7966:1993-Acceptancecontrolcharts"
## [7]"ISO7870-4:2011-Controlcharts--Part4:Cumulativesumcharts"
## [8]"ISO22514-3:2008-Statisticalmethodsinprocessmanagement--Capabilityandperformance--Part3
## [9]"ISO7870-1:2007-Controlcharts--Part1:Generalguidelines"
##[10]"ISO11462-2:2010-Guidelinesforimplementationofstatisticalprocesscontrol(SPC)--Part2:Cat
##[11]"ISO21747:2006-Statisticalmethods--Processperformanceandcapabilitystatisticsformeasuredq
##[12]"ISO22514-1:2009-Statisticalmethodsinprocessmanagement--Capabilityandperformance--Part1
##[13]"ISO7873:1993-Controlchartsforarithmeticaveragewithwarninglimits"
##[14]"ISO7870:1993-Controlcharts--Generalguideandintroduction"
##[15]"ISO8258:1991-Shewhartcontrolcharts"
##[16]"ISO8258:1991/Cor1:1993"
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R Tools for ISO Standards
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ISO 7870 series - Control charts
cat(paste(searchStd("Controlcharts")[,1],collapse="n"))
##ISO/DIS7870-5-Controlcharts--Part5:Specializedcontrolcharts
##ISO/DIS7870-1-Controlcharts--Part1:Generalguidelines
##ISO7870-2-Controlcharts--Part2:Shewhartcontrolcharts
##ISO7870-3:2012-Controlcharts--Part3:Acceptancecontrolcharts
##ISO7870-4:2011-Controlcharts--Part4:Cumulativesumcharts
##ISO7870-1:2007-Controlcharts--Part1:Generalguidelines
##ISO7873:1993-Controlchartsforarithmeticaveragewithwarninglimits
##ISO7870:1993-Controlcharts--Generalguideandintroduction
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qccPackage
library(qcc)
data(pistonrings)
diameter<-qcc.groups(pistonrings$diameter,pistonrings$sample)
qccobj<-qcc(diameter[1:25,],type="xbar",newdata=diameter[26:40,],
confidence.level=0.99,plot=FALSE)
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qccPackage
summary(qccobj)
##
##Call:
##qcc(data=diameter[1:25,],type="xbar",newdata=diameter[26:40, ],confidence.level=0.99,plot
##
##xbarchartfordiameter[1:25,]
##
##Summaryofgroupstatistics:
## Min.1stQu. Median Mean3rdQu. Max.
## 74 74 74 74 74 74
##
##Groupsamplesize: 5
##Numberofgroups: 25
##Centerofgroupstatistics: 74
##Standarddeviation: 0.009785
##
##Summaryofgroupstatisticsindiameter[26:40,]:
## Min.1stQu. Median Mean3rdQu. Max.
## 74 74 74 74 74 74
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qccPackage
plot(qccobj)
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ISO 22514 series - Capability
and performance
cat(paste(sub(pattern="-Statisticalmethodsinprocessmanagement--Capabilityandperformance--",
"...",searchStd("Capabilityand")[,1]),collapse="n"))
##ISO/CD22514-8...Part8:Machineperformanceofamulti-stateproductionprocess
##ISO/FDIS22514-2...Part2:Processcapabilityandperformanceoftime-dependentprocessmodels
##ISO22514-6:2013...Part6:Processcapabilitystatisticsforcharacteristicsfollowingamultivariateno
##ISO22514-7:2012...Part7:Capabilityofmeasurementprocesses
##ISO22514-3:2008...Part3:Machineperformancestudiesformeasureddataondiscreteparts
##ISO22514-1:2009...Part1:Generalprinciplesandconcepts
##ISO/TR22514-4:2007...Part4:Processcapabilityestimatesandperformancemeasures
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SixSigmaPackage
library(SixSigma)
ss.ca.cp(ss.data.ca$Volume,740,760)
##[1]1.584
ss.ca.cpk(ss.data.ca$Volume,740,760)
##[1]1.547
ss.ca.z(ss.data.ca$Volume,740,760)
##[1]3.14
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SixSigmaPackage
ss.study.ca(ss.data.ca$Volume,rnorm(40,753,3),LSL=740,USL=760,T=750,
alpha=0.05,f.sub="WineryProject")
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SixSigmaPackage
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ISO 18414, 13448 - Acceptance
Sampling (SC5)
cat(paste(searchStd("Acceptance",df=DATA5)[,1],collapse="n"))
##ISO18414:2006-Acceptancesamplingproceduresbyattributes--Accept-zerosamplingsystembasedoncred
##ISO14560:2004-Acceptancesamplingproceduresbyattributes--Specifiedqualitylevelsinnonconforming
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AcceptanceSampling
Package
library(AcceptanceSampling)
##Astandardbinomialsamplingplan
x<-OC2c(10,1)
x ##printoutabriefsummary
##AcceptanceSamplingPlan(binomial)
##
## Sample1
##Samplesize(s) 10
##Acc.Number(s) 1
##Rej.Number(s) 2
plot(x,xlim=c(0,0.5)) ##plottheusefulpartoftheOCcurve
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AcceptanceSampling
Package
plot(x,xlim=c(0,0.5)) ##plottheusefulpartoftheOCcurve
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ISO 13053 series - Six Sigma
(SC7)
cat(paste(searchStd("SixSigma",df=DATA7)[,1],collapse="n"))
##ISO/CD17258-BenchmarkforSixSigmamethod
##ISO/WD18404-CompetenciesforkeypersonnelinrelationtoSixSigmaandLeanimplementation
##ISO13053-1:2011-Quantitativemethodsinprocessimprovement--SixSigma--Part1:DMAICmethodology
##ISO13053-2:2011-Quantitativemethodsinprocessimprovement--SixSigma--Part2:Toolsandtechnique
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SixSigmaPackage
example(ss.pMap)
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SixSigmaPackage
ss.rr(time1,prototype,operator,data=ss.data.rr,sub="SixSigmaPaperHelicopterProject")
##AnalysisofVarianceTable
##
##Response:var
## DfSumSqMeanSqFvaluePr(>F)
##part 2 1.201 0.600 28.04 3e-06
##appr 2 0.053 0.026 1.24 0.31
##part:appr 4 0.083 0.021 0.97 0.45
##Repeatability18 0.385 0.021
##
##GageR&R
## VarComp%Contrib
##TotalGageR&R 0.0220358 25.50
## Repeatability 0.0214111 24.77
## Reproducibility0.0006247 0.72
## appr 0.0006247 0.72
## part:appr 0.0000000 0.00
##Part-To-Part 0.0643901 74.50
##TotalVariation 0.0864259 100.00
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SixSigmaPackage
ss.rr(time1,prototype,operator,data=ss.data.rr,sub="SixSigmaPaperHelicopterProject")
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Further R packages and
functions
Design of Experiments (task view)
lm, glm, anova, ...
Any type of chart
Probability distributions (task view)
Time series
...
∙
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∙
∙
∙
∙
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Statistics?
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Statistics?
Statistics
Data Analysis
Statistical Computing
Data Mining
Data Science
Big Data
∙
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∙
∙
∙
∙
Data Scientist :­)∙
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Opportunities
For Today’s Graduate, Just One Word: Statistics
“I keep saying that the sexy job in the next 10 years will be
statisticians,”  said  Hal  Varian,  chief  economist  at  Google.
“And I’m not kidding.” The New York times, 2009.
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Opportunities
Data Scientist: The Sexiest Job of the 21st Century
" ... the “data scientist.” It’s a high­ranking professional with
the training and curiosity to make discoveries in the world of
big data ...". Harvard Business Review, October 2012
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Opportunities
Gartner Sees 4.4M Big Data Jobs by 2015
"Gartner  Inc.  says  worldwide  IT  spending  will  increase  3.8
percent in 2013 to reach $3.7 trillion, and that excitement for
big data is leading the way. By 2015, the analyst and market
research firm says, 4.4 million jobs will be created to support
big data." Information Management, October 2012
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Opportunities
Lack of data scientists could derail big data projects: IBM
"Analysis  of  customer  data  is  being  used  for  competitive
advantage  by  companies  around  the  world,  but  a  high
number  of  vacancies  for  data  scientists,  particularly  in  the
US, could mean challenges ahead as more companies look
to  use  big  data,  according  to  the  findings  of  a  new  IBM
survey." CIO, October 2012
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Opportunities
Son las matemáticas, estúpido
"La  economía  del  conocimiento  exige  una  educación
sustentada  en  tres  fundamentos:  un  nivel  avanzado  en
matemática  y  estadística,  una  capacidad  elevada  para
escribir un argumento y un nivel avanzado de inglés" El País,
Noviembre 2012
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EADAPU
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useR! 2013
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Six Sigma with R
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MOOCs
(Massive open online courses)
Coursera
Miriadax
Más recursos (cursos, libros, etc.)
∙
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International Year of Statistics
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Yes, Statistics!
(Science : Technical) Degree + Data Analysis = Success∙
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Acknowledgements
AENOR CTN66/SC3
Javier M. Moguerza
Mariano Prieto
Springer
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Discussion
Thanks for your attention !
Questions?
emilio.lopez@urjc.es
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Statistical Methods for Quality