一夜之秋,一生受用的數據分析,桑惠敏主講。 親愛的聽眾朋友大家好,我是桑惠敏。 本集主題是,模擬學是工業界的救星嗎? 模擬學是工業界的救星嗎? 先請大家聽一個實例。 在一個公園裡,一個小男生正吃著魚香肉絲。 一個小女生帶著一隻狗,吵著吃魚香肉絲的男生狂叫。 男生對女生說, 可以丟嗎? 女生回答說, 可以的。 請問聽眾朋友,那個小女生與小男生是怎麼想的呢? 很明顯根據小女生的回答, 她一定以為小男生要丟魚香肉絲給他的狗吃。

事實上,那個小男生認為狗狂叫,很吵,很煩人, 所以想把狗丟出去。 可以丟嗎?是語意不全的敘述。 可以有兩種解釋。 一、可以把狗丟出去嗎? 二、可以丟魚香肉絲給狗吃嗎? 單純的小女生應該有所警覺。 請大家再聽實例二。 已知某半導體廠目前的生產週期是平均15天。 所謂生產週期是從下料到完成品所需要的時間。 生產週期越短越好, 因為通常在生產週期內的半成品是無法轉成現金的。 生產週期的長短直接影響公司的資金周轉速度。 工程師小明提出一個新的排程法, 以下是小明與老闆的對話。 小明說, 我以模擬方法估計出新的排程法的生產週期是平均12天,

比目前的15天又少了3天, 一年可以為公司節省數百萬元喔! 王老闆聽了高興的說, 太棒了!立刻施行! 請問聽眾朋友, 小明與王老闆是怎麼想的呢? 他們應該都以為12比15小, 就以為新排程法比目前的排程生產週期短。 王老闆於是採用了小明的新排程法, 以為可以讓產品早出貨,早拿到資金,幫公司多賺錢。 事實上,等使用了小明的新排程法全面量產後發現, 新排程法的生產週期比目前的排程生產週期還長, 小明一知半解地以模擬法誤導了王老闆, 做了錯誤的決策。 聽眾朋友可能會問, 12天確實比15天少呀! 請大家警覺,

12天是新排程法模擬實驗的樣本平均數, 還未經全面量產, 而15天是目前排程量產後的母群體平均數, 樣本平均數與母群體平均數, 二者不可以直接比較的。 以上兩個例子的共同處是, 可以丟嗎?與樣本平均數12天, 都是語意不完整的敘述, 都可以有兩種極端的解釋, 其中樣本平均數12天是估計值, 沒有提供估計值的誤差, 是很容易誤導他人的。 本集目的是認清模擬學使用的數據分析是估計法。 估計法一定有誤差, 學術上以標準誤來表示, 如何整合估計值與標準誤, 才能讓模擬學不造成誤導, 進而讓模擬學成為工業界或醫療系統的解題救星。

其中本集介紹整合估計值與標準誤的邏輯, 是去除估計值中沒有意義的數值, 稱為首要數值法。 英文是Leading Digital,簡稱LDR。 這個LDR是我與我博士班的指導教授共同發展出來的。 我先用說唱的方式將今天的內容提綱切領地表達出來。 模擬法是估計法,估計法一定有誤差, 估計值與標準誤,兩個永遠不分家, 去除無意義的數值,LDR功勞大。 模擬法與LDR,工業界救星,Hallelujah! 曲調的旋律是曾善美《Sound of Music》電影主題曲《小白花》Advice。

我現在就唱給您聽。 模擬法是估計法,估計法一定有誤差, 估計值與標準誤,兩個永遠不分家, 去除無意義的數值,LDR功勞大。 模擬法與LDR,工業界救星,Hallelujah! 接著解釋第一個關鍵字,模擬學,英文是Simulation。 Simulation有人翻譯成模擬,也有人翻譯成仿真,

就是模仿真實的意思。 問題,為什麼需要模擬學呢? 回答,如果我們有興趣研究的真實系統很複雜, 又有隨機的因子,如機台的加工時間, 要以傳統的解析法或數值分析法, 求算或近視真實系統中的生產週期, 很困難或者根本不可能, 我們就可以萃取真實系統中的重要特徵, 建立一個所謂的模擬系統, 然後就可以利用機率與統計的數據分析方法, 來分析模擬系統。 正確的使用模擬學的方法, 模擬學確實可以成為工業界的救星。 以下分享一個我親身經歷的成功的模擬學案例。 2009年,我在美國加州分校UC Davis醫學中心進修, 當時醫院急診室與住院部有很多的紛爭,

急診室擁塞程度已經很嚴重, 所以希望住院部更積極地清除床位, 但住院部不認為每天多清除幾個床位, 對急診室的擁塞有多大的改善。 該醫院的院長每次開會, 見到急診室與住院部的不和諧, 感到很頭痛。 我當時與該醫院急診室的醫生Aaron Bell合作, 利用模擬法畫出急診室病患能直接進入住院部的比率, 與急診室擁塞程度的相關曲線。 因為有量化的資料做基礎, 住院部最後才願意配合急診室積極地清除病床, 這又是一個利用模擬法解決紛爭的案例。 因為急診室是生死一瞬間的系統, 將急診室嚴重的擁塞程度降低, 模擬法絕對稱得上是救星。 模擬法到底是如何解題的呢?

回答,模擬法的解題有三大步驟。 步驟一,稱為輸入資料分析。 如急診室的案例中, 病人到來的時間與看診時間稱為輸入資料, 如何以適當的機率分配去描述這些輸入資料, 是步驟一的主要課題。 步驟二,建模,就是建立模擬模型, 就是以電腦程式來建構隨機系統的邏輯。 如急診室案例中, 病人看診流程與醫護人員派工邏輯等。 電腦語言中如Microsoft Excel, 可能可以處理簡單的模擬問題, 但更複雜的隨機系統的模擬問題就需要專門的模擬軟體。 步驟三,稱為模擬輸出資料分析。 如病人在急診室中等候看診的時間, 與等候入住醫院病房的時間。 其中急診室病人完成急診室的看診,

等待入住醫院病房的時間英文是Boarding Time, 跟在候機室等上飛機是同一個英文字。 聽眾朋友應該可以想像, 台灣的急診室等待Boarding的病人都在急診室的走道上, 急診室擁塞的情況是全球性的課題。 步驟三中,輸出資料分析包括如何計算平均的Boarding Time, 與其標準物等。 其中標準物的說明需要一些理論基礎, 就不在此多說了。 清大開放課程中有我主講的模擬學, 是免費的網路版,供大家參考。 回到本集的主題, 模擬學是工業界的救星嗎? 本集的講解,我只期待聽眾朋友記得重要的精神是, 要正確解讀估計值,一定需要標準物的資訊。 就像本集一開始的時候公園裡的那個例子, 可以丟嗎?有兩種解讀。 可以把狗丟出去嗎?

或可以丟魚香肉絲給狗吃嗎? 所以可以丟嗎?是語意不全的敘述。 利用模擬方法得出估計值, 如果沒有同時提供估計值的準確度, 也就是標準物,只有估計值的敘述, 也是語意不全的敘述。 今天就講到這裡,謝謝收聽。 下一集的主題是警察辦案與統計檢定。 祝親愛的聽眾朋友平安喜樂。