Войти
| Тип изменения | Синонимы |
|---|---|
| Общая причина | Возможная причина. Неустранимая причина. Шум. Естественный узор Случайные эффекты Случайная ошибка |
| Особая причина | Назначаемая причина. Сигнал. Неестественный паттерн Систематические эффекты Систематическая ошибка |
Общие и особые причины - это два разных источника вариаций в процессе, как это определено в статистическом мышлении и методы Уолтера А. Шухарта и У. Эдвардс Деминг. Вкратце, «общие причины», также называемые естественными закономерностями, представляют собой обычные исторические, поддающиеся количественной оценке вариации в системе, в то время как «особые причины» - это необычные, ранее не наблюдаемые, не поддающиеся количественной оценке вариации.
Это различие является фундаментальным в философии статистики и философии вероятности, при этом разное рассмотрение этих вопросов является классическим вопросом интерпретации вероятностей, признанный и обсужденный еще в 1703 г. Готфридом Лейбницем ; различные альтернативные имена использовались на протяжении многих лет.
Это различие было особенно важным в мышлении экономистов Фрэнк Найт, Джон Мейнард Кейнс и Дж. LS Shackle.
В 1703 году Якоб Бернулли написал Готфриду Лейбницу, чтобы обсудить их общие интересы в применении математики и вероятности к азартным играм. Бернулли предположил, можно ли собрать данные о смертности с надгробий и, таким образом, рассчитать, используя существующую практику, вероятность того, что мужчина в возрасте 20 лет переживет мужчину в возрасте 60 лет. Лейбниц ответил, что он сомневается, что это возможно:
Природа установила закономерности, возникающие при возвращении событий, но только по большей части. Новые болезни наводняют человечество, так что сколько бы экспериментов вы ни проводили над трупами, вы тем самым не ограничили природу событий, чтобы в будущем они не могли меняться.
Это отражает центральную идею о том, что некоторые вариации предсказуемы, по крайней мере, приблизительно по частоте. Эта вариация по общей причине очевидна из опыта. Однако новые, непредвиденные, возникающие или ранее игнорировавшиеся явления (например, «новые болезни») приводят к вариациям, выходящим за рамки исторического опыта. Шухарт и Деминг утверждали, что такое изменение по особой причине принципиально непредсказуемо по частоте возникновения или по серьезности.
Джон Мейнард Кейнс подчеркивал важность вариаций по особым причинам, когда писал:
Под «неопределенным» знанием... я не имею в виду просто отличать то, что достоверно известно, от того, что является только вероятно. В этом смысле игра в рулетку не подвержена неопределенности... Смысл, в котором я использую этот термин, заключается в том, что перспектива европейской войны является неопределенной, или цена меди и процентная ставка двадцать годы спустя, или устаревание нового изобретения... В этих вопросах нет никакой научной основы, на которой можно было бы сформировать какую-либо вычислимую вероятность. Мы просто не знаем!
Вариации по общей причине характеризуются:
Результаты идеально сбалансированного колеса рулетки являются хорошим примером вариаций по общей причине. Вариация по общей причине - это шум внутри системы.
Уолтер А. Шухарт первоначально использовал термин случайная причина. Термин «общая причина» был придуман Гарри Альпертом в 1947 году. Western Electric Company использовала термин «естественный образец». Шухарт назвал процесс, который включает только вариации по общей причине, как находящийся в статистическом контроле. Этот термин не рекомендуется некоторыми современными статистиками, которые предпочитают фразу "стабильный и предсказуемый".
Вариация по особой причине характеризуется:
Вариации по особой причине всегда являются неожиданностью. Это сигнал внутри системы.
Уолтер А. Шухарт первоначально использовал термин «назначаемая причина». Термин особая причина был введен в обращение У. Эдвардс Деминг. Western Electric Company использовала термин «неестественный образец».
В экономике этот круг идей анализируется под рубрикой « Неопределенность Найта ". Джон Мейнард Кейнс и Фрэнк Найт обсуждали в своей работе неотъемлемую непредсказуемость экономических систем и использовали ее для критики математического подхода к экономике в терминах ожидаемой полезности, разработанный Людвигом фон Мизесом и другими. Кейнс, в частности, утверждал, что экономические системы не стремятся автоматически к равновесию полной занятости из-за неспособности их агентов предсказывать будущее. Как он заметил в Общая теория занятости, процента и денег :
... как живые и движущиеся существа мы вынуждены действовать... [даже когда] наши существующие знания не обеспечивают достаточной основы для рассчитанное математическое ожидание.
Мышление Кейнса расходилось с классическим либерализмом австрийской школы экономистов, но Г. Л. С. Шекл признал важность идеи Кейнса и попытался формализовать ее в рамках философии свободного рынка.
В финансовой экономике теория черного лебедя из Нассима Николаса Талеба основана на значимости и непредсказуемости особых причин.
Отказ по особой причине - это отказ, который может быть исправлен путем изменения компонента или процесса, тогда как отказ по общей причине эквивалентен шуму в системе. и не могут быть предприняты конкретные действия, чтобы предотвратить сбой.
Гарри Альперт заметил:
Цитата признает, что существует соблазн отреагировать на экстремальный исход и увидеть его как значительный, даже если его причины являются общими для многих ситуаций, а особые обстоятельства, окружающие его возникновение, являются результатом чистой случайности. Такое поведение имеет множество последствий для руководства, часто приводя к специальным вмешательствам, которые просто увеличивают уровень вариации и частоту нежелательных результатов.
Деминг и Шухарт оба защищали контрольную диаграмму как средство управления бизнес-процессом экономически эффективным способом.
В рамках вероятности частоты нет процесса, посредством которого вероятность может быть привязанным к будущему возникновению особой причины. Можно наивно спросить, позволяет ли байесовский подход указать такую вероятность. Существование вариаций по особым причинам привело Кейнса и Деминга к интересу к байесовской вероятности, но их работы не привели к формальному синтезу. Большинство статистиков школы Шухарта-Деминга придерживаются точки зрения, что особые причины не заложены ни в опыте, ни в текущем мышлении (вот почему они вызывают удивление; их априорной вероятностью пренебрегли - фактически присвоено нулевое значение), так что любая субъективная вероятность обречена на безнадежно плохо откалиброванную на практике.
Из приведенной выше цитаты Лейбница сразу видно, что есть последствия для выборки. Деминг заметил, что при любом прогнозировании совокупность - это совокупность будущих событий, в то время как основа выборки неизбежно представляет собой подмножество исторических событий. Деминг считал, что несовпадающий характер совокупности и основы выборки по своей сути является проблематичным, если допустить существование вариации по особым причинам, отвергая общее использование вероятности и традиционной статистики в таких ситуациях. Он сформулировал эту трудность как различие между аналитическими и перечислительными статистическими исследованиями.
Шухарт утверждал, что, поскольку процессы, подверженные вариациям по особым причинам, по своей сути непредсказуемы, обычные методы вероятности не могут использоваться для разделения особых -причина от вариаций по общей причине. Он разработал контрольную диаграмму как статистическую эвристику, чтобы различать два типа вариации. И Деминг, и Шухарт отстаивали контрольную диаграмму как средство оценки состояния процесса статистического контроля и как основу для прогнозирования.
Кейнс выделил три области вероятности:
, и на которых была предпринята попытка обосновать теорию вероятности.
Ошибка синфазного режима имеет более конкретное значение в технике. Это относится к событиям, которые не являются статистически независимыми. Отказы в нескольких частях системы могут быть вызваны одной ошибкой, особенно случайные отказы из-за условий окружающей среды или старения. Пример: все насосы системы пожаротушения расположены в одном помещении. Если в помещении станет слишком жарко для работы насосов, все они выйдут из строя практически одновременно по одной причине (тепло в помещении). Другим примером является электронная система, в которой неисправность источника питания вызывает шум в линии питания, вызывая сбои в нескольких подсистемах.
Это особенно важно в критически важных для безопасности системах, использующих несколько избыточных каналов. Если вероятность отказа в одной подсистеме равна p, то можно ожидать, что N канальная система будет иметь вероятность отказа p. Однако на практике вероятность отказа намного выше, поскольку они не являются статистически независимыми; например, ионизирующее излучение или электромагнитные помехи (EMI) могут влиять на все каналы.
Принцип резервирования гласит, что, когда события отказа компонента являются статистически Независимо, вероятность их совместного появления многократно увеличивается. Таким образом, например, если вероятность отказа компонента системы составляет один на тысячу в год, вероятность совместного отказа двух из них составляет один на один миллион в год, при условии, что два события статистически независимы.. Этот принцип поддерживает стратегию резервирования компонентов. Одно из мест, где реализована эта стратегия, - это RAID 1, где на двух жестких дисках хранятся данные компьютера с избыточностью.
Но даже в этом случае может быть много общих режимов: рассмотрим RAID1, где два диска приобретаются в Интернете и устанавливаются на компьютер, может быть много общих режимов:
Кроме того, если события отказа двух компонентов максимально статистически зависимы, вероятность совместного отказа обоих компонентов идентична к вероятности отказа каждого из них индивидуально. В таком случае преимущества избыточности сводятся на нет. Стратегии предотвращения общих отказов включают физическую изоляцию избыточных компонентов.
Ярким примером резервирования с изоляцией является атомная электростанция. Новый ABWR имеет три подразделения Системы аварийного охлаждения активной зоны, каждое со своими собственными генераторами и насосами и каждое изолированное от других. Новый европейский реактор под давлением имеет два защитных корпуса, одно внутри другого. Однако даже здесь возможен сбой в общем режиме (например, на АЭС Фукусима-дайити электроснабжение было отключено в результате землетрясения в Тохоку, затем тринадцати все резервные дизель-генераторы были одновременно выведены из строя в результате последовавшего цунами, затопившего подвалы машзалов).
