home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Explore the World of Soft…e: Engineering & Science / Explore_the_World_of_Software_Engineering_and_Science_HRS_Software_1998.iso / programs / statistc / cqnt9311.txt < prev    next >
Text File  |  1997-09-22  |  110KB  |  1,949 lines

  1.        Introduction to CapQuant's Capability Quantification Methodology . . 1
  2.        Usage of the CapQuant Pop-Up Menus . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
  3.        Preserving Time-Series Order and Forming Moving Statistics . . . . .18
  4.        REGRET FUNCTIONS: Quantify Impact of Deviations from Target. . . . .22
  5.        Equivalent Nonconformance and Expectancy . . . . . . . . . . . . . .27
  6.        REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
  7.        Appendix: Technical Descriptions of the Poissonization Process . . .33
  8.        CapQuant Software Update History . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
  9.  
  10.  
  11.                                 ┌─────────────────┐
  12.                                 │   INTRODUCTION  │
  13.                                 └─────────────────┘
  14.  
  15.        CapQuant.EXE is a software system for IBM-compatible (MS-DOS) Personal
  16.        Computers that implements the statistical methodology described in my
  17.        1991 and 1993 manuscripts "Regret Indices and the Quantification of
  18.        Process Capability" and "Cumulative Capability Curves," respectively.
  19.        Here, "regret" can be almost any surrogate measure of how cost-of-
  20.        poor-quality (from a customer and/or regulatory viewpoint) increases
  21.        as product deviation from an intended "target" value increases.
  22.  
  23.        CapQuant.EXE constructs Cumulative Capability (CC) curves and displays
  24.        them in an "interactive" graphics mode that allows you to read off
  25.        numerical values by moving an on-screen cursor.  CC curves quantify
  26.        process "yields" (conformance fractions) for a entire class of
  27.        intervals.  When regret is a "2-to-1" transformation of the original
  28.        process characteristic (so that the only information loss is the
  29.        numerical sign of the deviation from target), CC yields correspond to
  30.        ALL intervals with equal, maximum regret at their two end-points.
  31.        Specifically, when the regret function is symmetric-about-the-target
  32.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 2 of 39
  33.  
  34.  
  35.  
  36.        as well as 2-to-1, CC yields are those for ALL symmetric-about-the-
  37.        target intervals.
  38.  
  39.        CC curves provide a highly-intuitive and widely-applicable capability
  40.        quantification methodology that characterizes performance on a cost-
  41.        unitless "index" scale.  One ends up with a CC curve for each product
  42.        or process studied.  In summary,
  43.        ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐
  44.        │ CC curves not only... serve as benchmarks for current capability  │
  45.        │                       as well as for quality improvement efforts  │
  46.        │                                                                   │
  47.        │           but also... enable and, in fact, encourage comparisons  │
  48.        │                       across diverse processes.                   │
  49.        └───────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  50.  
  51.        Any type of quantitative (variables) data measurement can be used as a
  52.        basis for CC quantification via a three-stage analysis process:
  53.  
  54.            (i) Convert each observed numeric value into a REGRET, which is a
  55.                measure of long-range economic impact or customer/regulatory
  56.                dissatisfaction that results from product deviations from an
  57.                intended TARGET value (or values.)
  58.  
  59.                   CapQuant allows the user to pick a regret function from
  60.                   any of 10 general families and to specify its target value.
  61.  
  62.           (ii) Smooth and Standardize the observed distribution of historical
  63.                regret values (via POISSONIZATION) to form a REGRET INDEX.
  64.  
  65.                   CapQuant determines an EQUIVALENT NONCONFORMANCE value for
  66.                   each regret and the corresponding EQUIVALENT EXPECTANCY,
  67.                   the expected regret within historical capability levels.
  68.                   The corresponding INDEX is simply the ratio of observed
  69.                   to expected regret.  An index value of 0 is ideal, while
  70.                   an index value of 1 is the historical quality standard
  71.                   (or capability threshold.)  Customer and/or regulatory
  72.                   dissatisfaction increases as the index value increases.
  73.  
  74.                   Deciding on exactly how much of available historical data
  75.                   to use in defining current process capability can be
  76.                   troublesome, especially if you are using a regret function
  77.                   (like quadratic) which is highly sensitive to outliers.
  78.                   Anyway, I recommend that you "start out" by examining
  79.                   all available history that you feel are still relevant to
  80.                   current operations.
  81.  
  82.           (iii) Display the CC curve, which is the Empirical Distribution
  83.                 Function (EDF) of observed Regret Indices.  CapQuant draws
  84.                 CC curves in interactive, medium-resolution (CGA, 320x200
  85.                 pixel) mode.
  86.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 3 of 39
  87.  
  88.  
  89.  
  90.                   CapQuant can plot the cumulative distribution function for
  91.                   process history consisting of as many as 1200 observations.
  92.                   Both the observed (raw) and Poisson smoothed forms are
  93.                   displayed.
  94.                 
  95.                   CapQuant also allows direct graphical comparisons between
  96.                   the EDF of at most 400 of your "newest" sample results
  97.                   (most recent production) with your historical CC curve.
  98.  
  99.        CapQuant provides all of the computational/graphical tools you needed
  100.        to implement specific analyses of the above type.  CapQuant creates an
  101.        ASCII (text) output file of extremely detailed results that, following
  102.        minor manual editing, provides an ideal data input file to statistical
  103.        and/or presentation graphics systems, such as SAS.  But only a
  104.        fraction of CapQuant's outputs (those which are displayed on your
  105.        computer screen as well as written to the ASCII output file) are
  106.        needed to characterize the (historical) capability of a process.
  107.  
  108.  
  109.                            ┌─────────────────────────────┐
  110.                            │  *** USAGE of CAPQUANT ***  │
  111.                            └─────────────────────────────┘
  112.  
  113.        The CapQuant software system is invoked from MS-DOS by entering its
  114.        8-character name, CAPQUANT, at your DOS prompt...
  115.  
  116.                                    Prompt> capquant
  117.  
  118.        CapQuant does not expect or accept any "command-line" arguments.
  119.        Instead, CapQuant will prompt you to provide all information it needs
  120.        to perform analyses.  And each such prompt usually displays a [default
  121.        value] in square brackets that you may accept by simply pressing the
  122.        ENTER key.
  123.  
  124.        WARNING ONE: Aberrant behavior WILL result if you attempt to execute
  125.        CapQuant at any time that your system has less than 375kBytes of
  126.        available random access memory (RAM).  CapQuant is actually a much
  127.        larger program than it might appear to be.  Yes, its .EXE module
  128.        occupies only 85kBytes.  But, before compression with LZEXE 0.91 (c)
  129.        Fabrice BELLARD, CapQuant.EXE was 251kBytes in size, and this does NOT
  130.        include the space CapQuant needs to read data and store intermediate
  131.        results.
  132.  
  133.        WARNING TWO: CapQuant assumes that your personal computer has a COLOR
  134.        monitor that is capable of making (at least) CGA graphical displays.
  135.        CapQuant uses color in its text-mode windows/menus.  Screens with text
  136.        written in black on a green or cyan background will appear to be BLANK
  137.        if you do not have a color monitor.  And if your system is incapable
  138.        of graphics, your system may crash when CapQuant attempts to draw P-P
  139.        probability plots and Cumulative Capability Curves.
  140.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 4 of 39
  141.  
  142.  
  143.  
  144.                ┌────────────────────────────────────────────────────┐
  145.                │  CapQuant Input/Output File Naming Conventions...  │
  146.                └────────────────────────────────────────────────────┘
  147.  
  148.        The ASCII (text) files used by CapQuant for data input and output
  149.        consist of a filename (of at most eight characters) specified by the
  150.        user followed by a period (.) and one of four specific 3-character
  151.        filename EXTensions.
  152.  
  153.          CONTAMIN.HST  ...Batch input of Historical Data (at most 1200 obs.)
  154.          CONTAMIN.NEW  ...Batch input of New Data (at most 400 observations)
  155.          CONTAMIN.OUT  ...CapQuant Output Save File.
  156.          CONTAMIN.XXX  ...CapQuant Output of Trial REGret Parameter Settings.
  157.          CONTAMIN.REG  ...Edited .XXX File for Automatic REGret Calculations.
  158.  
  159.                       ┌──────────────────────────────────────┐
  160.                       │   Example CapQuant Walk-Through...   │
  161.                       └──────────────────────────────────────┘
  162.  
  163.        The CapQuant start-up screen will appear as follows...
  164.  
  165.        ╔═════════════════════  Capability Quantification ══════════════════╗
  166.        ║                                                                   ║
  167.        ║                      CAPQUANT.EXE...Version 9311                  ║
  168.        ║                                                                   ║
  169.        ║                   A Quality Assurance Training Tool:              ║
  170.        ║           Statistics Committee of the QA Section of the PMA       ║
  171.        ║                                                                   ║
  172.        ║ ╔═══════════════════════════════════════════════════════════════╗ ║
  173.        ║ ║  Will Process HISTORY be Input via K = Keyboard ? ...or       ║ ║
  174.        ║ ║                                    B = Batch File ?           ║ ║
  175.        ║ ║                                                               ║ ║
  176.        ║ ║  Press the   K   or   B   key now -->                         ║ ║
  177.        ║ ╚═══════════════════════════════════════════════════════════════╝ ║
  178.        ╚═══════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  179.        If you select Keyboard input, you will be prompted to type in all
  180.        historical data values using your keyboard.  But, in this case,
  181.        CapQuant will also be creating a "Batch Input" file that you could use
  182.        in future CapQuant runs to repeat and/or modify your initial analyses.
  183.  
  184.        On the other hand, if you are familiar with a "screen oriented"
  185.        personal computer (ASCII) text editor, you might prefer to start by
  186.        creating your own "Batch Input" file.  This strategy can give you more
  187.        flexibility in data entry and validation than is possible inside of
  188.        CapQuant.  Simply mimic the format of an example CapQuant Batch Input
  189.        file.  For example, the Batch Input file could consist for the
  190.        following 7 records (rows), each starting in column 1:
  191.  
  192.                       1        ...Number of Data Values per Observation
  193.                       THICKNES ...Name of Variable ONE
  194.                       1.09
  195.                       2   
  196.                       13  
  197.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 5 of 39
  198.  
  199.  
  200.  
  201.                       4.7 
  202.                       3   
  203.                       q
  204.  
  205.        where the letter Q at the start of the last record signals the "end of
  206.        data entry."
  207.  
  208.        Once you respond to the initial CapQuant prompt by pressing either the
  209.        K or the B key, the "Window" will clear itself, and you will either
  210.        (i) be prompted to specify a MS-DOS filename, consisting of at most 8
  211.        characters, for capture of Keyboard input or (ii) select an existing
  212.        Batch Input (.HST) file from the bounce-bar menu...
  213.        ┌───────────────────── Capability Quantification ─────────────────────┐
  214.        │                                                                     │
  215.        │    Batch Input of Process History Selected...                       │
  216.        │                                                                     │
  217.        │    At colon Prompts : ...simply press ENTER to get the [default].   │
  218.        │                                                                     │
  219.        │   ╔File Names╗                                                      │
  220.        │   ║ CONTAMIN ║      Arrow Keys: Move Highlight Bar Up / Down.       │
  221.        │   ║█NORMAL███║                                                      │
  222.        │   ║ DISSOLUT ║      Return Key: Selects the Highlighted File.       │
  223.        │   ╚══════════╝                                                      │
  224.        │                     Escape Key: Abandon BATCH CapQuant Input.       │
  225.        │                                                                     │
  226.        └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  227.        Whether input comes from your Keyboard or from a Batch file, the
  228.        CapQuant Output File can have the same filename (of at most 8
  229.        characters) as does the Input File.  But the 3-character MS-DOS
  230.        filename EXTension for CapQuant Output Files will always be ".OUT".
  231.        On the other hand, although the [default] output filename will always
  232.        be to use the same filename as the input file, there are circumstances
  233.        when you will probably want to us a DIFFERENT filename for your
  234.        output.  After all, if you always use the same output filename, that
  235.        file will get over-written and all previously saved results will be
  236.        lost.  Below, we illustrate changing the output filename to
  237.        NORMDIFF...
  238.        ╔══════════════════  Capability Quantification ═══════════════════╗
  239.        ║                                                                 ║
  240.        ║  Batch File Input Selected...                                   ║
  241.        ║                                                                 ║
  242.        ║  At colon Prompts : ...simply press ENTER to get the [default]. ║
  243.        ║  -------------------------------------------------------------- ║
  244.        ║                                                                 ║
  245.        ║  The Batch Input file is to be: normal.hst                      ║
  246.        ║                                                                 ║
  247.        ║  Specify filename for Detailed Output [normal.out] : normdiff <<<<<<
  248.        ║  The CAPQUANT Output Save file is to be: normdiff.out           ║
  249.        ║                                                                 ║
  250.        ║          Press Q to QUIT now...Other Key to Continue...         ║
  251.        ╚═════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  252.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 6 of 39
  253.  
  254.  
  255.  
  256.        A [Black on Green] window for Parameter Specification appears next...
  257.        ╔═══════════════════    CapQuant  Parameters    ══════════════════╗
  258.        ║                                                                 ║
  259.        ║  Does data consist of Single Values or Pairs (1 or 2) :         ║
  260.        ║  Number of Data Values per Observation =  1.                    ║
  261.        ║                                                                 ║
  262.        ║  Should "Moving" statistics be calculated ?                     ║
  263.        ║          0 => No moving statistics...                           ║
  264.        ║          1 => Form first differences...                         ║
  265.        ║          2 => Exp.Wgt.Mov.Average...                            ║
  266.        ║          3 => Form Deviations from EWMA...                      ║
  267.        ║                                                                 ║
  268.        ║  WARNING: Options 1, 2, & 3 can only be used when               ║
  269.        ║           data are input in time-series order.                  ║
  270.        ║        ...And the first observation will be lost                ║
  271.        ║           unless a Start-Up Value is specified.                 ║
  272.        ║                                                                 ║
  273.        ║  What is your choice ? [0] :      <<<< Here we accept the DEFAULT by
  274.        ║  Moving Statistics Option =  0.        simply pressing the ENTER key.
  275.        ║                                                                 ║
  276.        ║  What is the NAME of Variable ONE ? [variable1] :               ║
  277.        ║  First  Variable Name: THICKNES                                 ║
  278.        ║                                                                 ║
  279.        ║  Historical Data, in any sequence, are to be entered            ║
  280.        ║  in the Next Window...  Press Q to QUIT now...                  ║
  281.        ╚═════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  282.        We will discuss the Moving Statistics options (1,2,3 above) in the
  283.        section of this documentation that starts on page 11.  Anyway, another
  284.        good reason to change the name of the Output File on the previous
  285.        screen would be because you want to explore several "smoothing" and/or
  286.        "differencing" transformations of the data from one Input File.
  287.  
  288.        A [Blue on Cyan] Data Entry window now appears.  If you are using
  289.        Keyboard input, CapQuant will continue prompting for either single
  290.        values or data pairs until you ENTER the letter Q to signal an end to
  291.        data entry.  The number of observations entered will then be
  292.        displayed...
  293.        ╔═════════════════════   Data Entry Window    ════════════════════╗
  294.        ║                                                                 ║
  295.        ║        List Historical Data in Output File? [y|n] : n           ║
  296.        ║                                                                 ║
  297.        ║        Number of Historical Observations =  500                 ║
  298.        ║                                                                 ║
  299.        ║        Data Entry Complete...                                   ║
  300.        ║        Press Q to QUIT now...Other Key to Continue...           ║
  301.        ╚═════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  302.        Small windows will now Pop-Up within the [Blue on Cyan] Large Window.
  303.  
  304.        You first selection from the left-hand "Process Capability MENU"
  305.        should always be "R".  (...Unless you wish to "eXit" without making
  306.        any calculations!)
  307.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 7 of 39
  308.  
  309.  
  310.  
  311.        You first selection from the middle "REGRET Analysis MENU" should
  312.        always be "S" or "A"...unless you wish to Return without making any
  313.        calculations!
  314.        After "S", you choose a Regret-Function-Family from the right-hand
  315.        "REGRET Function MENU"...
  316.  
  317.        ╔═════════════════════════════╗
  318.        ║  Process Capability MENU    ║
  319.        ║                             ║           ╔═════════════════════════╗
  320.        ║     R = Regret Analysis     ║           ║ REGRET Function MENU    ║
  321.        ║             ╔═══════════════════════════║                         ║
  322.        ║     D = Disp║     REGRET Analysis MENU  ║ 1...GOAL-POSTS          ║
  323.        ║             ║                           ║ 2...QUADRATIC           ║
  324.        ║     C = CC C║ S = Specify Regret Functio║ 3...ABSVALUE            ║
  325.        ║             ║                           ║ 4...1-SIDED QUADRATIC   ║
  326.        ║     M = Moni║ I = Regret INDEX Computati║ 5...BILINEAR            ║
  327.        ║             ║                           ║ 6...END-POINT QUADRATIC ║
  328.        ║     X = eXit║ L = Lack-of-Fit to a Poiss║ 7...LOGISTIC            ║
  329.        ║             ║                           ║ 8...INVERTED NORMAL     ║
  330.        ║ Choice --> R║ C = Composite Lack-of-Fit ║ 9...RANGEMAX            ║
  331.        ║             ║                           ║ 0...NONCONFORM/EXPTANCY ║
  332.        ╚═════════════║ A = Automatic Regret Calcs║ A...Abandon/Quit        ║
  333.                      ║                           ║                         ║
  334.                      ║ R = Return to Main Menu   ║                         ║
  335.                      ║                           ║ Choice -->              ║
  336.                      ║ Choice --> S              ║                         ║
  337.                      ║                           ╚═════════════════════════╝
  338.                      ╚══════════════════════════════╝
  339.                      
  340.  
  341.        The regret functions which can be defined in CapQuant belong to one of
  342.        ten general families.
  343.  
  344.                1) attributes regret, which is zero inside an interval and one
  345.                   outside that same interval,
  346.  
  347.                2) quadratic regret, where the regret is the square of the
  348.                   deviation of the measurement from its target value,
  349.  
  350.                3) linear regret, in which the economic impact of a value is
  351.                   directly proportional to that value,
  352.  
  353.                4) one-sided regret, which is quadratic on one side of a
  354.                   target and zero on the other side of that target value,
  355.  
  356.                5) opportunity regret, in which the economic impact of a
  357.                   demand for a perishable product is measured relative to
  358.                   the inventory on hand,
  359.  
  360.                6) end-point quadratic regret, in which the minimum and
  361.                   maximum observed values in samples of fixed size are
  362.                   monitored, and regret is the sum of the quadratic regret
  363.                   at the two end-points,
  364.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 8 of 39
  365.  
  366.  
  367.  
  368.                7) bounded max regret, in which regret follows a double-
  369.                   logit pattern that is V-shaped in its center (at the
  370.                   target) but flat like attribute regret in its tails,
  371.  
  372.                8) inverse gaussian regret, in which regret looks like an
  373.                   upside-down bell-shaped curve (quadratic at the target
  374.                   but flat like attributes regret in its tails),
  375.  
  376.                9) range (linear) regret, in which the minimum and maximum
  377.                   observed values in samples of fixed size are monitored,
  378.                   and regret is the difference, maximum minus minimum,
  379.        and
  380.                0) an unspecified pattern called "nonconformance-expectancy."
  381.                   In this case, the data are assumed to have been
  382.                   "Poisson"ized outside of CapQuant, but you can still use
  383.                   CapQuant to plot Cumulative Capability Curves and/or to
  384.                   test Lack-of-Fit.
  385.  
  386.        See the section of this CapQuant documentation, starting on page 10,
  387.        that discusses REGRET FUNCTIONS for detailed information on these ten
  388.        families.
  389.  
  390.        The numerical example used here in the documentation is based upon...
  391.  
  392.                 Regret Type:    QUADRATC
  393.                 TARGET = Value corresponding to ZERO REGRET = 20.00
  394.  
  395.        Once you have specified a functional form for your Regret Function and
  396.        have selected values for its Parameters (TARGET, PARM1, PARM2), the
  397.        "REGRET Analysis MENU" will re-appear.  One's second selection from
  398.        this menu is usually the second item, "I"...
  399.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 9 of 39
  400.  
  401.  
  402.  
  403.                       ╔══════════════════════════════╗
  404.                       ║     REGRET Analysis MENU     ║
  405.                       ║ S = Specify Regret Function  ║
  406.                       ║ I = Regret INDEX Poisson Fit ║
  407.                       ║ C = Composite Poisson Fit    ║
  408.                       ║ Q = Q-Q Plot for Gamma Fit   ║
  409.                       ║ A = Automatic Regret Calcs   ║
  410.                       ║ R = Return to Main Menu      ║
  411.                       ║ Choice --> I                 ║
  412.                       ╚══════════════════════════════╝
  413.  
  414.        ╔═════════════════   Regret Calculations  ════════════════╗
  415.        ║                                                         ║
  416.        ║ Observations (Periods) = 500                            ║
  417.        ║ Regret Type   =  2                                      ║
  418.        ║                                                         ║
  419.        ║ Observed Average (Expected) Regret =   34.962           ║
  420.        ║ Observed Variance of Regret =  2354.166                 ║
  421.        ║ Corresponding Equivalent Expectancy = 0.5192            ║
  422.        ║                                                         ║
  423.        ║ Enter Objective Expected Regret [   1.000] : 35         ║
  424.        ║         using...   35.000                               ║
  425.        ║                                                         ║
  426.        ║ Enter Objective Variance [2354.321] :  2500             ║
  427.        ║         using...   2500.000                             ║
  428.        ║                                                         ║
  429.        ║ Equivalent Expectancy per Observation =   0.4900        ║
  430.        ╚═════════════════════════════════════════════════════════╝
  431.        As in the above example, the "Objective Expected Regret" value is
  432.        usually taken to be a convenient, "rounded" value (35, here) that is
  433.        fairly close to the observed, sample value (34.9).  The initial
  434.        default value for Expected Regret will always be [ 1.000].  But, if
  435.        you select item "I" on the "REGRET Analysis MENU" more than once, the
  436.        subsequent default value will be the value you entered in the previous
  437.        iteration.
  438.  
  439.        The default value [2354.321] for the "Objective Variance," is the
  440.        numerical value that (given an objective expected regret of 35 rather
  441.        than the observed 34.9) would equate the objective "Equivalent
  442.        Expectancy per Observation" to the observed value of 0.5192.  This
  443.        default value will not, necessarily, also equate the mean and variance
  444.        of the rescaled regret distribution...unless the objective and
  445.        observed expected regret values are exactly equal.
  446.  
  447.        In the above example, a convenient, "rounded" value (2500) is also
  448.        entered for the "Objective Variance,"  and the resulting "Equivalent
  449.        Expectancy per Observation" is computed by CapQuant to be 0.49.
  450.  
  451.        Here... EXPREGRET objective =    35.0 ...observed =   34.9621
  452.                VARREGRET objective =  2500.0 ...observed = 2354.3206
  453.  
  454.        You should try out several choices for ER = Objective Expected Regret
  455.        and VR = Objective Variance (35 and 50, above.)  For example, you
  456.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 10 of 39
  457.  
  458.  
  459.  
  460.        should change ER and/or VR when you are unhappy with the resulting
  461.        "Equivalent Expectancy per Observation" (0.49 above ) or when the
  462.        resulting Kolmogorov-Smirnov Lack-of-Fit statistic is significant...as
  463.        it is here!
  464.        ╔════════════════Poisson Lack-of-Fit Test═════════════════╗
  465.        ║                                                         ║
  466.        ║ Kolmogorov-Smirnov Statistic =   0.56263                ║
  467.        ║ 5% Critical Value =  0.06                               ║
  468.        ║ 1% Critical Value =  0.07                               ║
  469.        ║ Lack-of-Fit is Highly Significant,                      ║
  470.        ║ 1% Critical Level.                                      ║
  471.        ║                                                         ║
  472.        ║ Press a Key to View the P-P Plot...                     ║
  473.        ║                                                         ║
  474.        ║ Index, ObsFreq, CumFreq, and Poisson Fit...             ║
  475.        ║  0.00   0.05000   0.05000   0.61263                     ║
  476.        ║  0.01   0.00000   0.05000   0.61263                     ║
  477.        ║  0.02   0.12000   0.17000   0.61263                     ║
  478.        ╚═════════════════════════════════════════════════════════╝
  479.  
  480.        See the section of this documentation, starting on page 17, that
  481.        discusses Equivalent Nonconformances and Expectancy for detailed
  482.        information on this CRITICAL phase of the analysis.  Statistically
  483.        significant Poisson Lack-of-Fit can even suggest the need to change
  484.        the very form of your regret function ( item "S" ).
  485.  
  486.        NOTE1:  Always re-run item "I" after each change you make to the
  487.        regret function via item "S".  And never select items "C" or "Q" except
  488.        after item "I".
  489.  
  490.        NOTE2:  All "Equivalent Nonconformance" values were rounded to the
  491.        nearest full integer value for the purpose of the above Lack-of-Fit
  492.        test because Poisson random variables take on only integer values.
  493.        But this rounding really represents an unnecessary loss-of-precision
  494.        in most quality monitoring applications.  Thus CapQuant does NOT round
  495.        nonconformance numbers to integers in most of its calculations.  In
  496.        fact, CapQuant lists nonconformance/expectancy results to 2 decimal
  497.        places in the ASCII output file.
  498.  
  499.        The highly significant lack-of-fit in the above example is probably
  500.        not "practically important."  It resulted, primarily, because the
  501.        equivalent expectancy was "small" (0.49 => a step-size larger than 2
  502.        units on the index scale) and our sample of data is "large" (500.) To
  503.        illustrate this, choose item "C" and examine composites of 6
  504.        consecutive regret values...
  505.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 11 of 39
  506.  
  507.  
  508.  
  509.                       ╔══════════════════════════════╗
  510.                       ║     REGRET Analysis MENU     ║
  511.                       ║ S = Specify Regret Function  ║
  512.                       ║ I = Regret INDEX Poisson Fit ║
  513.                       ║ C = Composite Poisson Fit    ║
  514.                       ║ Q = Q-Q Plot for Gamma Fit   ║
  515.                       ║ A = Automatic Regret Calcs   ║
  516.                       ║ R = Return to Main Menu      ║
  517.                       ║ Choice --> C                 ║
  518.                       ╚══════════════════════════════╝
  519.        ╔═════════════Composite Poisson Lack-of-Fit═══════════════╗
  520.        ║                                                         ║
  521.        ║ Composite Regret Calculations...                        ║
  522.        ║ Number of Original Observations = 500                   ║
  523.        ║ Regret Type = 2                                         ║
  524.        ║ Equivalent Expectancy (Single Obs.) =   0.4900          ║
  525.        ║                                                         ║
  526.        ║ How many consecutive Regret values should be Added      ║
  527.        ║ to form Composite Regrets ? (2 to 10) [4] : 6           ║
  528.        ║                                                         ║
  529.        ║ Number of Composite Observations = 83                   ║
  530.        ║ Composite Equivalent Expectancy =   2.9400              ║
  531.        ║ Composite Poisson Lack-of-Fit...                        ║
  532.        ║                                                         ║
  533.        ║ Kolmogorov-Smirnov Statistic =   0.13451                ║
  534.        ║ 5% Critical Value =  0.15                               ║
  535.        ║ 1% Critical Value =  0.18                               ║
  536.        ║ Composite distribution is not significantly             ║
  537.        ║ different from the fitted Poisson.                      ║
  538.        ║                                                         ║
  539.        ║ Press a Key to View the Composite P-P Plot...           ║
  540.        ╚═════════════════════════════════════════════════════════╝
  541.        In other words, lack-of-fit to a Poisson distribution declines
  542.        steadily for this dataset as 2, 3, 4, or 5 regrets are "composited";
  543.        all lack-of-fit becomes statistically insignificant when 6 or more are
  544.        "composited."
  545.  
  546.        The hallmark of continuous improvement is then this: the EE=ER*ER/VR
  547.        resulting from individual measurements made on the process will
  548.        continually drop.  And yet, statistically significant lack-of-fit in
  549.        discrete Poisson approximations is common in cases where EE is small
  550.        (0.5 or less) and data are plentiful.  After all, the Poisson integer
  551.        "step-size" then balloons to 2 units or greater when re-expressed on
  552.        the regret index scale.  The rounded and un-rounded regret index
  553.        values (corresponding to integer or non-integer ENs) can thus be quite
  554.        different numerically.
  555.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 12 of 39
  556.  
  557.  
  558.  
  559.        The fourth item ("Q") on the "REGRET Analysis MENU" provides a way to
  560.        smooth a sample of observed regret indices with a continuous gamma
  561.        distribution fit only to a specified number of the smallest regret
  562.        order statistics...                                ===============
  563.        ================
  564.                       ╔══════════════════════════════╗
  565.                       ║     REGRET Analysis MENU     ║
  566.                       ║ S = Specify Regret Function  ║
  567.                       ║ I = Regret INDEX Poisson Fit ║
  568.                       ║ C = Composite Poisson Fit    ║
  569.                       ║ Q = Q-Q Plot for Gamma Fit   ║
  570.                       ║ A = Automatic Regret Calcs   ║
  571.                       ║ R = Return to Main Menu      ║
  572.                       ║ Choice --> Q                 ║
  573.                       ╚══════════════════════════════╝
  574.        ┌───────────────── Gamma Q-Q Probability Plots ────────────────┐
  575.        │                                                              │
  576.        │ Gamma Lack-of-Fit...                                         │
  577.        │ Initial Equivalent Expectancy =   0.4900                     │
  578.        │ Sorting Observed Regret Values...                            │
  579.        │                                                              │
  580.        │ How many of the smallest Regret Order Statistics should used │
  581.        │ to estimate Gamma Parameters ? [125 to 500] : 200            │
  582.        │                                                              │
  583.        │ Number of Iterations = 5                                     │
  584.        │ Final Slope =  1.0081                                        │
  585.        │ Final Equivalent Expectancy =   0.5426                       │
  586.        │                                                              │
  587.        │ Press a Key to View the Q-Q Probability Plot...              │
  588.        │                                                              │
  589.        └──────────────────────────────────────────────────────────────┘
  590.  
  591.        Poisson or gamma lack-of-fit that occurs only in the extreme
  592.        right-hand tail of an EN sample is easily tolerated.  The essential
  593.        feature of a "successful" smoothing for a regret index distribution is
  594.        that it provides a good representation over the range that represents
  595.        relatively good performance, I < or = 1.  In my experience at least,
  596.        processes in doubtful states of statistical control tend to be
  597.        unstable primarily in their right-hand regret tail.
  598.  
  599.        Q-Q probability plotting methods yield an estimate of scale as well as
  600.        shape of the best fitting gamma distribution.  Thus, while preliminary
  601.        EN rescaling of regret is not really necessary, EN rescaling is still
  602.        recommended because the estimated gamma scale parameter will then be
  603.        approximately 1, at least when all of the available data are used in
  604.        the analysis.
  605.  
  606.        For gamma Q-Q probability plotting, Chambers, Cleveland, Kleiner and
  607.        Tukey(1983), Chapter 6, recommend use of the Wilson-Hilferty(1931)
  608.        normal approximation for the cube root of gamma variables and the
  609.        Hastings(1955) rational function approximation for normal quantiles.
  610.        Then it is straight-forward to estimate the slope, ß, of a
  611.        zero-intercept regression of the k smallest observed EN regrets onto
  612.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 13 of 39
  613.  
  614.  
  615.  
  616.        their corresponding approximate gamma EE quantiles.  At iteration i+1,
  617.        the trial value for EE(i+1) would be, say, one third of the way from
  618.        EE(i) to [EE(i) times the i-th ß estimate.]  Iterative fitting
  619.        would then halt when either [1] the i+1-th zero-intercept regression
  620.        fails to show increased multiple correlation between the k smallest
  621.        observed EN(i+1) regrets and their fitted gamma EE(i+1) quantiles, or
  622.        [2] ß converges to 1.0.
  623.  
  624.        Let us suppose that you now select item "R" on the REGRET MENU
  625.        followed by item "D" on the Main MENU...
  626.                 ╔═════════════════════════════╗
  627.                 ║  Process Capability MENU    ║
  628.                 ║     R = Regret analysis     ║
  629.                 ║     D = Display CC curves   ║  <--- 2 nd Selection = D
  630.                 ║     C = CC Confidence Limits║
  631.                 ║     M = Monitor capability  ║
  632.                 ║     X = eXit CAPQUANT       ║════════════════╗
  633.                 ║ Choice --> C                ║ysis MENU       ║
  634.                 ╚═════════════════════════════╝oss Function    ║
  635.                                  ║ . . . . . . . . . . . . . . ║
  636.         R = 1 st Selection --->  ║ R = Return to Main Menu     ║
  637.                                  ║ Choice --> R                ║
  638.                                  ╚═════════════════════════════╝
  639.                                                              
  640.        ╔═══════════════════ Process Capability Plots ═══════════════════╗
  641.        ║ Number of Observations = 500                                   ║
  642.        ║ Show CC Curve as Stair-Steps ? [Y|n] :n       <---Alternative  ║
  643.        ║ Show Poisson or Gamma Fitted CDF ? [P|g] :g   <---Alternative  ║
  644.        ╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  645.        While viewing the CGA graphics display of the Observed and Fitted
  646.        Cumulative Capability Functions, you may always press the SpaceBar or
  647.        Function Key F1 to view the following HELP Screen...
  648.                     ┌─────────────────────────────────────────┐
  649.                     │  This HELP screen .... Space Bar or F1. │
  650.                     │                                         │
  651.                     │  ERASE PLOT......press ENTER or ESCape. │
  652.                     │    Note: 2nd KeyPress sometimes needed. │
  653.                     │                                         │
  654.                     │  On-Screen Cursor & VALUES ... press V. │
  655.                     │  Move Right/Left with ArrowKeys by 0.01 │
  656.                     │             or... Tab/BackSpace by 0.25 │
  657.                     │                                         │
  658.                     │  Screen PRINT/SAVE Keys:  First Press S │
  659.                     │  and then press a Second Special Key... │
  660.                     │   L or F10 dumps to HP LaserJet/DeskJet │
  661.                     │   I or F9  dumps to IBM Graphics Matrix │
  662.                     │   E or F8  dumps to Epson FX, JX, or LQ │
  663.                     │   O or F7  dumps to Okidata Microline   │
  664.                     │   S saves screen to disk in PCX format. │
  665.                     │                                         │
  666.                     │  CapQuant, ver9311.......Press any key. │
  667.                     └─────────────────────────────────────────┘
  668.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 14 of 39
  669.  
  670.  
  671.  
  672.        One iteration through the three-stages of quality monitoring
  673.        calculations is now complete.  You now have the options of either
  674.        pressing "R" to return to the REGRET Menu for further calculations,
  675.        "C" to calculate and display Confidence Limits on the CC curve, "M" to
  676.        Monitor Capability using NEW observed process results, or "X" to exit
  677.        CapQuant and return to DOS.  (Except possibly in "training" exercises,
  678.        there will usually be no need to simply repeat Cumulative Capability
  679.        display, item "D", without first changing either the regret function
  680.        or the objective regret mean or variance.)
  681.        Let's choose item "C" next...
  682.                                 ╔═════════════════════════════╗
  683.                                 ║  Process Capability MENU    ║
  684.                                 ║     R = Regret analysis     ║
  685.                                 ║     D = Display CC curves   ║
  686.                                 ║     C = CC Confidence Limits║
  687.                                 ║     M = Monitor capability  ║
  688.                                 ║     X = eXit CAPQUANT       ║
  689.                                 ║ Choice --> C                ║
  690.                                 ╚═════════════════════════════╝
  691.  
  692.        ╔═════════════════════ CC Confidence Limits ═════════════════════╗
  693.        ║                                                                ║
  694.        ║ Number of Observations = 500                                   ║
  695.        ║                                                                ║
  696.        ║ On the graphics screen, press F1 or Space Bar for HELP.        ║
  697.        ║ Press the V key to interactively View numerical Values.        ║
  698.        ║ Press a Key to View the CC curve and Confidence Limits...      ║
  699.        ║                                                                ║
  700.        ╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  701.        Nair and Freeny(1993) point out that asymptotic confidence bands,
  702.        constructed from (nonparametric) empirical distribution functions, are
  703.        of the form
  704.  
  705.              CC(I)   +/-   K * sqrt[ CC(I) * ( 1 - CC(I) ) / N ]
  706.  
  707.        where K is a constant that depends upon the desired confidence level
  708.        (one minus alpha) and N is the total number of regret indices defining
  709.        the CC curve.
  710.  
  711.        Exact confidence intervals that are valid pointwise (for a given
  712.        index, I) can be constructed from the fact that N * CC(I) follows a
  713.        Binomial distribution.  When a Normal approximation to this Binomial
  714.        is used, the constant K above can be taken to be the (one minus
  715.        alpha/two) quantile of the standard Normal distribution.
  716.  
  717.        Simultaneous (rather than pointwise) confidence bands of the above
  718.        form can be constructed from the variance-weighted Kolmogorov-Smirnov
  719.        statistic, but the constant K will then be sensitive to the index
  720.        range covered, L <= CC(I) <= U.  In fact, K approaches infinity as L
  721.        approaches 0 and U approaches 1.  Stephens(1986) provides tables of
  722.        asymptotic K values (large N), a few of which are:
  723.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 15 of 39
  724.  
  725.  
  726.  
  727.                                        ┌──────────────────────────┐
  728.                                        │ alpha significance level │
  729.               ┌────────────────────────┼──────────────────────────┤
  730.               │  index range covered   │  0.01     0.05     0.10  │
  731.               ├────────────────────────┼──────────────────────────┤
  732.               │     L=0.01, U=0.99     │  3.81     3.31     3.08  │
  733.               │     L=0.05, U=0.95     │  3.68     3.16     2.91  │
  734.               │     L=0.10, U=0.90     │  3.59     3.06     2.79  │
  735.               └────────────────────────┴──────────────────────────┘
  736.        Nair and Freeny(1993) recommend the choice L=0.05 and U=0.95 as
  737.        yielding a relatively wide index range without producing excessively
  738.        wide confidence limits.  Thus CapQuant uses K = 2.91 to display
  739.        asymptotic 95% confidence lower and upper simultaneous limits on CC(),
  740.        so that the region between these lower and upper limits provides an
  741.        central 90% confidence band about CC().
  742.  
  743.        When N is small (less that 25, say), this asymptotic band tends to be
  744.        too narrow.  The exact critical values of Niederhausen(1981) could be
  745.        used in these cases.
  746.  
  747.        Remember that, while viewing the CGA graphics display of the CC curve
  748.        confidence limits, you may simply press the SpaceBar or Function Key
  749.        F1 to get HELP on the KEYs used for on-screen annotation.
  750.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 16 of 39
  751.  
  752.  
  753.  
  754.        Next, try item "M" from the main menu...
  755.                                 ╔═════════════════════════════╗
  756.                                 ║  Process Capability MENU    ║
  757.                                 ║     R = Regret analysis     ║
  758.                                 ║     D = Display CC curves   ║
  759.                                 ║     C = CC Confidence Limits║
  760.                                 ║     M = Monitor capability  ║
  761.                                 ║     X = eXit CAPQUANT       ║
  762.                                 ║ Choice --> M                ║
  763.                                 ╚═════════════════════════════╝
  764.  
  765.        ╔═════════════════════ Capability Monitoring ════════════════════╗
  766.        ║                                                                ║
  767.        ║ Display Historical Capability in R = Raw     ...or             ║
  768.        ║                                  S = Smoothed Form ?           ║
  769.        ║                                                                ║
  770.        ║ Press the   R   or   S   key now --> R                         ║
  771.        ║                                                                ║
  772.        ║ Will NEW Process Data be Input via K = Keyboard ? ...or        ║
  773.        ║                                    B = Batch File ?            ║
  774.        ║                                                                ║
  775.        ║ Press the   K   or   B   key now --> B                         ║
  776.        ║                                                                ║
  777.        ║ Batch Input of New Data Selected...                            ║
  778.        ║                                                                ║
  779.        ║ Specify filename for New Data Batch Input [NORMAL] :           ║
  780.        ║                                                                ║
  781.        ║ The New Data Batch Input file is to be: NORMAL.new             ║
  782.        ║ Pause at each New Data Value [Y|n] :                           ║
  783.        ╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  784.        NOTE: Because the NORMAL.NEW file contains 200 observations, you
  785.        should probably either respond 'N' to the final prompt above or else
  786.        press-and-hold-down the ENTER key when the Capability Monitoring
  787.        graphics screen appears...
  788.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 17 of 39
  789.  
  790.  
  791.  
  792.        ╔═══════════════════ CapQuant Regret Function ═══════════════════╗
  793.        ║                                                                ║
  794.        ║ Regret Type:      QUADRATC                                     ║
  795.        ║                                                                ║
  796.        ║                            Variables Measurement -->           ║
  797.        ║                  *                   |                   *     ║
  798.        ║                   *                  |                  *      ║
  799.        ║                    *                 |                 *       ║
  800.        ║                     **               |               **        ║
  801.        ║                       **             |             **          ║
  802.        ║                         **           |          ***            ║
  803.        ║                            ***       |       ***               ║
  804.        ║                               ****   |   ****                  ║
  805.        ║     Regret = 0  ------------------*******--------------------- ║
  806.        ║                                      |                         ║
  807.        ║                                   Target                       ║
  808.        ║                                                                ║
  809.        ║                    REGRET = ( Value - Target )^2               ║
  810.        ║                                                                ║
  811.        ║ TARGET = Value corresponding to ZERO REGRET =   20.0000        ║
  812.        ║ Press a Key to Continue...                                     ║
  813.        ╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  814.        ╔═════════════════════ Capability Monitoring ════════════════════╗
  815.        ║                                                                ║
  816.        ║ Show Cumulative Distributions as Stair-Steps ? [Y|n] :n        ║
  817.        ║                                                                ║
  818.        ║ Between data-entry prompts, press F1 or Space Bar for HELP.    ║
  819.        ║ Press the V key to interactively View numerical Values.        ║
  820.        ║                                                                ║
  821.        ║ Press a Key to Start Capability Monitoring...                  ║
  822.        ╚════════════════════════════════════════════════════════════════╝
  823.        The 300 "new" process observations stored in the NORMAL.NEW datafile
  824.        start out looking good.  Unfortunately, they end up showing that
  825.        performance is actually deteriorating somewhat!  Try it and SEE!
  826.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 18 of 39
  827.  
  828.  
  829.  
  830.        When you do eXit from CapQuant, you screen will display...
  831.                                                                         
  832.                                 ╔═════════════════════════════╗         
  833.                                 ║  Process Capability MENU    ║         
  834.                                 ║     R = Regret Analysis     ║         
  835.                                 ║     D = Display CC Curves   ║
  836.                                 ║     C = CC Confidence Limits║
  837.                                 ║     M = Monitor Capability  ║
  838.                                 ║     X = eXit CAPQUANT       ║
  839.                                 ║ Choice --> X                ║
  840.                                 ╚═════════════════════════════╝
  841.                REMINDER(S):
  842.  
  843.                CAPQUANT created a Regret Calcs file... NORMAL.xxx
  844.  
  845.                     You may edit this file and change its filename extension
  846.                     to .REG to use Automatic Regret Calculations in future
  847.                     CAPQUANT runs with Batch History Input from MORMAL.hst.
  848.                
  849.                
  850.                CAPQUANT created an Output File named... NORMAL.out
  851.  
  852.                     Use the DOS invocation... TYPE NORMAL.out | MORE
  853.                     to review detailed computational results from
  854.  
  855.                            ┌───────────────────────────────┐
  856.                            │  Preserving Time-Series Order │
  857.                            │ & Forming "Moving" Statistics │
  858.                            └───────────────────────────────┘
  859.  
  860.        The primary statistical methodology implemented in CapQuant involves
  861.        study of the "marginal distribution" of regret indices...i.e. the
  862.        distribution which results from discarding all information about the
  863.        time-series order in which values were actually observed.  Therefore,
  864.        CapQuant displays screen messages such as...
  865.        ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
  866.        │  Historical Data, in any sequence, are to be entered            │
  867.        │  in the Next Window...  Press Q to QUIT now...                  │
  868.        └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  869.  
  870.        On the other hand, there usually are very good reasons for keeping
  871.        your data stored in their proper time-series order in History (.HST)
  872.        and MostRecent (.NEW) Batch Input files.
  873.  
  874.        For example, CapQuant can be used to convert almost any kind of
  875.        variables data into Equivalent Expectancies and Equivalent Defects
  876.        (EEs and EDs).  These statistics will be recorded in the same order in
  877.        CapQuant .OUT files that they were input from .HST and .NEW files.  So
  878.        their proper time-series order is maintained if they are input in the
  879.        desired order.  In fact, it is quite simple and straight-forward for
  880.        you (using your favorite personal computer editor or word processor)
  881.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 19 of 39
  882.  
  883.  
  884.  
  885.        to read-in a CapQuant .OUT file and create a file suitable for input
  886.        to my Quality Trend Monitoring software system, QMPT.EXE (from the
  887.        QMPTC.EXE archive.)
  888.            Consider the following two segments of the NORMAL.OUT file, each
  889.            of which contains 6 lines of data...
  890.                ┌─────────────────────────────────────────────────────┐
  891.                │         Process Capability Calculations...          │
  892.                │         exptc  noncf  var1   var2   index           │
  893.                │          0.49   1.69   9.00   0.00   3.46           │
  894.                │          0.49   0.13  23.00   0.00   0.26           │
  895.                │          0.49   2.37  33.00   0.00   4.83           │
  896.                │          0.49   0.06  22.00   0.00   0.11           │
  897.                │          0.49   0.22  16.00   0.00   0.46           │
  898.                │          0.49   0.90  28.00   0.00   1.83           │
  899.                ├─────────────────────────────────────────────────────┤
  900.                │        Capability Monitoring Calculations...        │
  901.                │         exptc  noncf  var1   var2   index           │
  902.                │          0.49   2.02   8.00   0.00   4.11           │
  903.                │          0.49   2.02   8.00   0.00   4.11           │
  904.                │          0.49   1.13  11.00   0.00   2.31           │
  905.                │          0.49   0.00  20.00   0.00   0.00           │
  906.                │          0.49   0.00  20.00   0.00   0.00           │
  907.                │          0.49   0.35  25.00   0.00   0.71           │
  908.                └─────────────────────────────────────────────────────┘
  909.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 20 of 39
  910.  
  911.  
  912.  
  913.            Using these segments to create input files for QMPT.EXE is a
  914.            simple matter of adding 11 appropriate lines at the top of each
  915.            file...
  916.                ┌─────────────────────────────────────────────────────┐
  917.                │                                                     │
  918.                │          I                       <-- I-plots        │
  919.                │          1989                    <-- Year           │
  920.                │          6                       <-- 6 Periods to Plot
  921.                │          1 2 3 4 5 6             <-- Labels for Periods
  922.                │          Quadratic Regret Example     <-- Header 1  │
  923.                │          Historical Normal Data       <-- Header 2  │
  924.                │          Target at Thickness = 20     <-- Footer 1  │
  925.                │          Exp.Regret=35, Variance=2500 <-- Footer 2  │
  926.                │          6                       <-- QMP Window Width
  927.                │          1                       <-- E-factor       │
  928.                │          0                       <-- No Previous History
  929.                │          0.49   1.69   9.00   0.00   3.46           │
  930.                │          0.49   0.13  23.00   0.00   0.26           │
  931.                │          0.49   2.37  33.00   0.00   4.83           │
  932.                │          0.49   0.06  22.00   0.00   0.11           │
  933.                │          0.49   0.22  16.00   0.00   0.46           │
  934.                │          0.49   0.90  28.00   0.00   1.83           │
  935.                │                                                     │
  936.                ├─────────────────────────────────────────────────────┤
  937.                │                                                     │
  938.                │          F                       <-- Forecast Plots │
  939.                │          1991                    <-- Year           │
  940.                │          6                       <-- 6 Periods to Plot
  941.                │          1 2 3 4 5 6             <-- Labels for Periods
  942.                │          Quadratic Regret Example     <-- Header 1  │
  943.                │          Most Recent Data             <-- Header 2  │
  944.                │          Target at Thickness = 20     <-- Footer 1  │
  945.                │          Exp.Regret=35, Variance=2500 <-- Footer 2  │
  946.                │          6                       <-- QMP Window Width
  947.                │          1                       <-- E-factor       │
  948.                │          0                       <-- No Previous History
  949.                │          0.49   2.02   8.00   0.00   4.11           │
  950.                │          0.49   2.02   8.00   0.00   4.11           │
  951.                │          0.49   1.13  11.00   0.00   2.31           │
  952.                │          0.49   0.00  20.00   0.00   0.00           │
  953.                │          0.49   0.00  20.00   0.00   0.00           │
  954.                │          0.49   0.35  25.00   0.00   0.71           │
  955.                │                                                     │
  956.                └─────────────────────────────────────────────────────┘
  957.            NOTE: QMPT.EXE actually reads only the FIRST 2 VALUES off of each
  958.            of the lines transferred from the CapQuant Output file to the QMPT
  959.            Input file.  You could delete the last three numbers from each of
  960.            these lines using your Editor/WordProcessor, but that is not
  961.            really necessary.
  962.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 21 of 39
  963.  
  964.  
  965.  
  966.        The "Moving" Statistics options offered by CapQuant can only be used
  967.        when you enter data in their proper time-series sequence...
  968.        ┌─────────────────────  CapQuant  Parameters  ────────────────────┐
  969.        │                                                                 │
  970.        │  Should "Moving" statistics be calculated ?                     │
  971.        │          0 => No moving statistics...                           │
  972.        │          1 => Form first differences...                         │
  973.        │          2 => Exp.Wgt.Mov.Average...                            │
  974.        │          3 => Form Deviations from EWMA...                      │
  975.        │                                                                 │
  976.        └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  977.        These options are NOT available when pairs of data-values are entered.
  978.        But, if single values are entered (again, in correct time-series
  979.        order!), the values actually input can be (optionally) shifted into
  980.        storage space reserved for Variable2, and a TRANSFORMATION of the
  981.        original data can be retained as Variable1.  The transformations
  982.        offered by CapQuant involve first computing some sort of "Moving
  983.        Average" for Variable1 over time and, then, either replacing Variable1
  984.        with this Moving Average or else replacing Variable1 by its deviation
  985.        from that Moving Average.
  986.  
  987.        Option 1: First Differences...
  988.        =========
  989.                  Moving Average[T] = Previous Observation in the Series
  990.                                    = var1[T-1]
  991.  
  992.                     Transformation = Current Deviation from Moving Average
  993.                                    = var1[T] - var1[T-1]
  994.  
  995.        Option 2: Exponentially Weighted Moving Average...
  996.        =========
  997.  
  998.           Short-Term-Memory Weight = Proportion between 0.1 and 0.9
  999.  
  1000.                            EWMA[T] =       Weight    *  var1[T-1]  +
  1001.                                         (1.0-Weight) *  EWMA[T-1]
  1002.  
  1003.                     Transformation = Moving Average = EWMA[T]
  1004.  
  1005.        Option 3: EWMA Deviations...
  1006.        =========
  1007.                     Short-Term Memory Weight and EWMA[T] same as in Option 2.
  1008.  
  1009.                     Transformation = Current Deviation from Moving Average
  1010.                                    = var1[T] - EWMA[T]
  1011.  
  1012.        NOTE ONE: Option 3 with Weight=1.0 would be the same as Option 1.
  1013.  
  1014.        NOTE TWO: Regret functions with Target Value at ZERO are frequently
  1015.        appropriate with Options 1 and 3 because these Options re-express
  1016.        Variable1 as a Deviation from its Moving Average.
  1017.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 22 of 39
  1018.  
  1019.  
  1020.  
  1021.        ┌─────────────────────  CapQuant  Parameters  ────────────────────┐
  1022.        │                                                                 │
  1023.        │  How much Short-Term-Memory should the EWMA have ?              │
  1024.        │          0.1 => MINimum Weight on Most Recent Observation...    │
  1025.        │          0.9 => MAXimum Weight on Most Recent Observation...    │
  1026.        │                                                                 │
  1027.        │  NOTE:   1.0 => EWMA is the Most Recent Observation...          │
  1028.        │                                                                 │
  1029.        │  How much weight ? [0.20] :                                     │
  1030.        │  Short-Term-Memory Weight = 0.20.                               │
  1031.        └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1032.        As the Short-Term-Memory Weight decreases (down from its maximum
  1033.        allowed value of 0.9) toward its minimum at 0.1, considerable
  1034.        SMOOTHING of the Variable1 data series can result.  In other words,
  1035.        the EWMA series can have much smaller variance that the original
  1036.        series.
  1037.  
  1038.        ┌─────────────────────  CapQuant  Parameters  ────────────────────┐
  1039.        │                                                                 │
  1040.        │  Is there a Start-Up Value for the First History Observation ?  │
  1041.        │     -999.0 => No Start-Up Available; Start at 2nd Observation.  │
  1042.        │      OTHER => Start at 1st Observation with this Start-Up Value.│
  1043.        │                                                                 │
  1044.        │  What Start-Up Value ? [-999.0] :                               │
  1045.        │  Start-Up Value =    -999.0000.                                 │
  1046.        │                                                                 │
  1047.        └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1048.        NOTE: The final value of the Moving Average for the Historical data
  1049.        from the NORMAL.HST file is automatically used as the Start-Up Value
  1050.        for Capability Monitoring with the data from the NORMAL.NEW file.
  1051.  
  1052.  
  1053.                               ┌─────────────────────────┐
  1054.                               │     REGRET FUNCTIONS    │
  1055.                               └─────────────────────────┘
  1056.  
  1057.        The methodology employed in CapQuant requires a general "rule" for
  1058.        transforming every possible value for a variable (or a pair) into a
  1059.        corresponding REGRET value, a surrogate measure of Cost-of-Poor-
  1060.        Quality.  In other words, we need to specify a "functional
  1061.        relationship."  The variable may assume negative values, but the
  1062.        corresponding regret must be zero or positive.  This usually means
  1063.        that the regret function is "non-linear" and that more than one value
  1064.        for the variable can yield the same value for the regret...i.e. regret
  1065.        may be a non-invertible function of its input(s).  All that is really
  1066.        necessary is that the regret function provide some sort of
  1067.        common-sense "proxy" for the economic impact of deviations from
  1068.        intended target value(s).
  1069.  
  1070.        In CapQuant, you may select a Regret Function from any of ten general
  1071.        families:
  1072.                 GOALPOST     QUADRATC     ABSVALUE     ONESIDED     BILINEAR
  1073.                 ENDPOINT     LOGISTIC     INVTNORM     RANGEMAX     NONCEXPT
  1074.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 23 of 39
  1075.  
  1076.  
  1077.  
  1078.        Each of these Regret Functions can have as many as three Parameters:
  1079.        TARGET (the value of the variable resulting to Zero-Regret), PARM1,
  1080.        and PARM2.
  1081.  
  1082.  
  1083.        REGRET Type:    GOALPOST
  1084.  
  1085.        Description:    Economic Impact is either 0 (negligible) or 1
  1086.                        (complete).  A variable measurement outside of an
  1087.                        acceptable range indicates a nonconformance (defect.)
  1088.  
  1089.                                  Variables Measurement -->
  1090.  
  1091.                                    |                   |
  1092.            Regret = 1  ************|                   |*************
  1093.                                    |                   |
  1094.                                    |                   |
  1095.                                    |                   |
  1096.            Regret = 0  ------------*********************------------
  1097.                                    |                   |
  1098.                                  Lower               Upper
  1099.                                  Bound               Bound
  1100.  
  1101.        Parameters:     No single TARGET value is specified.  Regret is zero
  1102.                        over the interval from  PARM1 = Lower Bound
  1103.                                          to    PARM2 = Upper Bound.
  1104.  
  1105.        REGRET Type:    QUADRATC         (Taguchi's "Loss-to-Society")
  1106.  
  1107.        Description:    Economic Impact is assumed to be proportional
  1108.                        to the SQUARE of the deviation of the measured
  1109.                        value from its (zero nonconformance) TARGET value.
  1110.  
  1111.                            *      Variables Measurement -->  *
  1112.                                             |
  1113.                              *              |              *
  1114.                               *             |             *
  1115.                                **           |           **
  1116.                                  **         |         **
  1117.                                    ***      |      ***
  1118.                                       ***   |   ***
  1119.            Regret = 0  ------------------*******---------------------
  1120.                                             |
  1121.                                          TARGET
  1122.  
  1123.                             REGRET = ( Value - TARGET )^2
  1124.  
  1125.        Parameters:     TARGET = Value corresponding to ZERO REGRET.
  1126.  
  1127.                        No PARM1 or PARM2 values need be specified.
  1128.  
  1129.        -------------------------------------------------------------------
  1130.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 24 of 39
  1131.  
  1132.  
  1133.  
  1134.        REGRET Type:    ABSVALUE    (...symmetric BILINEAR )
  1135.  
  1136.        Description:    Economic Impact is assumed to be directly
  1137.                        proportional to the measured value.
  1138.  
  1139.                                             |    Variables Measurement -->
  1140.                 ***                         |                         ***
  1141.                    ***                      |                      ***
  1142.                       ***                   |                   ***
  1143.                          ***                |                ***
  1144.                             ***             |             ***
  1145.                                ***          |          ***
  1146.                                   ***       |       ***
  1147.                                      ***    |    ***
  1148.                                         *** | ***
  1149.              Regret = 0 -------------------***------------------------------
  1150.                                             |
  1151.                                        TARGET = 0
  1152.  
  1153.        Parameters:     No TARGET, PARM1 or PARM2 values need be specified.
  1154.  
  1155.        Restrictions:   Variable measurements must be non-negative.
  1156.                        TARGET is implicitly ZERO.
  1157.  
  1158.        REGRET Type:    ONESIDED
  1159.  
  1160.        Description:    Economic Impact is ZERO on one side of the TARGET
  1161.                        and proportional to the SQUARE of the deviation
  1162.                        from TARGET on the other side.
  1163.  
  1164.                                   Variables Measurement -->
  1165.                             *               |
  1166.                                             |
  1167.                              *              |       PARM1 = +1
  1168.                               *             |
  1169.                                **           |       Zero Regret on
  1170.                                  **         |       Right Side.
  1171.                                    ***      |
  1172.                                       ***   |
  1173.            Regret = 0  ------------------**********************************
  1174.                                             |
  1175.                                          TARGET
  1176.  
  1177.        Parameters:     PARM1 is a LEFT(-1) or RIGHT(+1) indicator.
  1178.                        PARM1 = -1 indicates zero regret left of TARGET.
  1179.                        No PARM2 value need be specified.
  1180.  
  1181.        -----------------------------------------------------------------
  1182.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 25 of 39
  1183.  
  1184.  
  1185.  
  1186.        REGRET Type:    BILINEAR  (...asymmetric ABSVALUE)
  1187.  
  1188.        Description:    Two variables measurements are required, a DEMAND
  1189.                        level & an INVENTORY level for a perishable product.
  1190.                        Economic Impact is proportional to production cost per
  1191.                        unit when inventory > demand, but there is a Profit
  1192.                        (Opportunity) Loss per unit when demand > inventory.
  1193.  
  1194.                ****            Demand -->
  1195.                    ****                                        **
  1196.                        ****                                  **
  1197.                            ****                            **
  1198.                                ****               |      **
  1199.                                    ****           |    **
  1200.                                        ****       |  **
  1201.                                            ****   |**
  1202.            Regret = 0  ------------------------****-----------------------
  1203.                                                   |
  1204.                                               Inventory
  1205.                                                 Level
  1206.  
  1207.        Parameters:     PARM1 = Regret per Unit of Excess Inventory.
  1208.                        PARM2 = Regret per Unit of Inventory Shortage.
  1209.                        No TARGET value need be specified.
  1210.  
  1211.        REGRET Type:    ENDPOINT (quadratic)
  1212.  
  1213.        Description:    Two variables measurements are required, the MINIMUM
  1214.                        and MAXIMUM observed values in a random sample of
  1215.                        fixed size (say, 10 measurements.)  Economic Impact
  1216.                        is assumed to be the SUM of the QUADRATC regrets at
  1217.                        the min. and max. values.
  1218.                             *---------------|               *
  1219.                             |*              |              *
  1220.                             | **            |            **
  1221.                             |   **          |          **
  1222.                             |     ***       |-------***
  1223.                             |        ***    |    ***|
  1224.            Regret = 0  -----+-----------*********---+----------------
  1225.                            MIN              |      MAX
  1226.                             |            TARGET     |
  1227.  
  1228.                   REGRET = ( MIN - TARGET )^2 + ( MAX - TARGET )^2
  1229.  
  1230.        Parameters:     TARGET = Value corresponding to ZERO REGRET.
  1231.                        No PARM1 or PARM2 values need be specified.
  1232.  
  1233.        ---------------------------------------------------------------------
  1234.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 26 of 39
  1235.  
  1236.  
  1237.  
  1238.        REGRET Type:    LOGISTIC
  1239.  
  1240.        Description:    Economic Impact follows a double-logit pattern that
  1241.                        is V-shaped at the target but flat like GOALPOST
  1242.                        in the tails.
  1243.  
  1244.                                       Measurement-->
  1245.           Regret = 1  ------------|---------|---------|------------
  1246.                          *        |         |         |        *
  1247.                              *    |         |         |    *
  1248.                                 * |         |         | *
  1249.                                   |*        |        *|
  1250.                                   |  *      |      *  |
  1251.                                   |    *    |    *    |
  1252.                                   |      *  |  *      |
  1253.                                   |       * | *       |
  1254.                                   |        *|*        |
  1255.           Regret = 0  ----------------------*----------------------
  1256.                                   |      Target       |
  1257.                             Target-PARM1        Target+PARM1
  1258.  
  1259.                     REGRET = ( DEVIATION ) / ( PARM1 + DEVIATION )
  1260.  
  1261.        Parameters:     TARGET = Value corresponding to ZERO REGRET.
  1262.                        PARM1  = DEVIATION from TARGET with regret = half MAX.
  1263.  
  1264.        REGRET Type:    INVTNORM
  1265.  
  1266.        Description:    Economic Impact follows an inverted bell-shaped
  1267.                        pattern that is quadratic at the target but flat like
  1268.                        GOALPOST in the tails.
  1269.                                          Measurement-->
  1270.           Regret = 1  ------------|---------|---------|------------
  1271.                      *            |         |         |            *
  1272.                            *      |         |         |      *
  1273.                                *  |         |         |  *
  1274.                                  *|         |         |*
  1275.                                   |*        |        *|
  1276.                                   | *       |       * |
  1277.                                   |  *      |      *  |
  1278.                                   |    *    |    *    |
  1279.                                   |      *  |  *      |
  1280.           Regret = 0  ---------------------***---------------------
  1281.                                   |      Target       |
  1282.                             Target-PARM1        Target+PARM1
  1283.  
  1284.                  REGRET = 1.0 - 0.5 to the power [square(DEVIATION/PARM1)]
  1285.  
  1286.        Parameters:     TARGET = Value corresponding to ZERO REGRET.
  1287.                        PARM1  = DEVIATION from TARGET with regret = half MAX.
  1288.  
  1289.        ---------------------------------------------------------------------
  1290.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 27 of 39
  1291.  
  1292.  
  1293.  
  1294.        REGRET Type:    RANGEMAX   (...linear in Max - Min )
  1295.  
  1296.        Description:    Two variables measurements are required, the
  1297.                        MINIMUM and MAXIMUM observed values in a random
  1298.                        sample of fixed size (say, 10 measurements.)
  1299.                        Economic Impact is assumed to be proportional to the
  1300.                        RANGE from the min. to the max. values.
  1301.  
  1302.                                 |    Range = ( Max. - Min. ) -->
  1303.                                 |                          ***
  1304.                                 |                       ***
  1305.                                 |                    ***
  1306.                                 |                 ***
  1307.                                 |              ***
  1308.                                 |           ***
  1309.                                 |        ***
  1310.                                 |     ***
  1311.                                 |  ***
  1312.            Regret = 0  ---------***------------------------------
  1313.                                 |
  1314.                        TARGET = 0
  1315.  
  1316.        Parameters:     No TARGET, PARM1 or PARM2 values need be specified.
  1317.  
  1318.        Restrictions:   Range must be non-negative; TARGET is implicitly ZERO.
  1319.  
  1320.        REGRET Type:    NONCEXPT
  1321.  
  1322.        Description:    Two variables measurements are required, the
  1323.                        EQUIVALENT NONCONFORMANCES and the EQUIVALENT
  1324.                        EXPECTANCY for each observation (production lot,
  1325.                        period, etc.)
  1326.  
  1327.                        With input data of this type, no Regret Function is
  1328.                        actually specified.  Similarly, no Regret Mean or
  1329.                        Variance are needed to Poissonize the regret.
  1330.  
  1331.        Parameters:     No TARGET, PARM1 or PARM2 values need be specified.
  1332.  
  1333.        ---------------------------------------------------------------------
  1334.  
  1335.                             Equivalent Nonconformance & Expectancy
  1336.  
  1337.        The process of converting Regret into "Equivalent Nonconformances" and
  1338.        "Equivalent Expectancy" is called "Poissonization"...
  1339.  
  1340.           REGRET = Long Range Economic Impact and/or Customer/Regulatory
  1341.                    Dissatisfaction associated with Deviations from intended
  1342.                    Target Value(s).
  1343.  
  1344.        EXPREGRET = Expected Value of REGRET within the Historical
  1345.                    Distribution of Process Capability.
  1346.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 28 of 39
  1347.  
  1348.  
  1349.  
  1350.        VARREGRET = Variance of REGRET within the Historical Distribution of
  1351.                    Process Capability.
  1352.  
  1353.             EN = Equivalent Nonconformances = REGRET * EXPREGRET / VARREGRET.
  1354.  
  1355.             EE = Equivalent Expectancy = EXPREGRET * EXPREGRET / VARREGRET.
  1356.  
  1357.        Note, in particular, that this conversion process involves nothing
  1358.        more than a simple "Change-of-Scale."  REGRET is multiplied by the
  1359.        EXPREGRET / VARREGRET ratio to compute Equivalent Nonconformances, EN.
  1360.        Multiplication by this constant value assures that the mean and
  1361.        variance of EN are equal (to EE = Equivalent Expectancy.)  This
  1362.        equality of mean and variance is an essential characteristic of
  1363.        Poisson distributions.
  1364.  
  1365.        The two key parameters needed to establish a successful application of
  1366.        variables data to regret quantification are thus the expected value
  1367.        (EXPREGRET) and the variance of the regret (VARREGRET) at standard
  1368.        quality.  Many different shapes for regret functions might be
  1369.        appropriate for any particular variable in any particular production
  1370.        process.  The exact form of the regret function chosen is sometimes
  1371.        not terribly important.  As a result, even after the regret function
  1372.        and all of its describing parameters (TARGET, PARM1, and PARM2) have
  1373.        been specified, the critical final phase of customizing a CPQ
  1374.        application still remains...choice of numerical values for EXPREGRET
  1375.        and VARREGRET.
  1376.  
  1377.        While it might be possible to specify the distribution of regret at
  1378.        standard quality using only technical assumptions and theoretical
  1379.        calculations, the more standard approach is an empirical one in which
  1380.        actual data on the operation of the process are converted to regrets,
  1381.        and the statistical distribution of those sample regrets is then
  1382.        studied.  If one has data on only a dozen or so lots, it could be
  1383.        misleading to use the observed sample values of the mean and variance
  1384.        of regret as EXPREGRET and VARREGRET, respectively, because small
  1385.        sample estimates are imprecise.
  1386.  
  1387.        On the other hand, even if one had data for hundreds of lots, it could
  1388.        still be misleading to use the observed sample mean and variance of
  1389.        regret to establish CapQuant parameter values because even large
  1390.        sample results can be biased.  There could be several different causes
  1391.        of bias.  The data at hand may not represent the results of the
  1392.        process operating at (or even near) an industry-wide "standard"
  1393.        quality level.  The history being used might, in fact, reflect an
  1394.        operation in which quality is either well above or well below
  1395.        standard.  Modern, new manufacturing equipment (using, say, robotics)
  1396.        or a change in ingredient formulations may have been introduced
  1397.        without changing the quality standard that was barely within the
  1398.        capability of the old technology.
  1399.  
  1400.        If you aren't an expert on the operation of the manufacturing process
  1401.        in question, consult with an expert.  Develop opinions about the
  1402.        quality level of the process as reflected in its history.  Ask
  1403.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 29 of 39
  1404.  
  1405.  
  1406.  
  1407.        yourself, "How did I react to these quality monitoring results when I
  1408.        first saw them?" (Or, "How would I have reacted if I had been the
  1409.        manager in charge at that time?")  Were you ever concerned that the
  1410.        process might be out of "statistical control?"  Did you ever become
  1411.        alarmed because rejection rates jumped at final inspection or because
  1412.        in-process yield dropped?  Might you have reacted quite differently if
  1413.        the data had been only slightly different?  Or, would your reactions
  1414.        have been basically the same even if the data had shifted even more
  1415.        than it did in level and/or were even more highly variable from
  1416.        lot-to-lot?
  1417.  
  1418.        A common situation is that all the observed history reflects data
  1419.        taken from the process when it was operating well within its current
  1420.        process capability.  In other words, the variable could have deviated
  1421.        much more from its target without management having been alarmed at
  1422.        all!  This means that the values for EXPREGRET and VARREGRET that
  1423.        should be specified to CapQuant will indeed differ from what is
  1424.        observed in the history.  General rules-of-thumb for this well-
  1425.        within-capability situation are...
  1426.  
  1427.        * the EXPREGRET parameter should usually be chosen to be rather close
  1428.          to the observed value of the sample mean regret if the history that
  1429.          is available consists of 50 or more observations.
  1430.  
  1431.        * the VARREGRET parameter, on the other hand, might be selected to be
  1432.          10 or even 100 times larger than the observed regret variance of
  1433.          the available data. (Note: This corresponds to a "Standard Error"
  1434.          value between 3 and 10 times larger than that actually observed.)
  1435.  
  1436.        There are two primary reasons for using a rather large VARREGRET
  1437.        value.  Again, the history data may be very well behaved, and
  1438.        management would not have been alarmed even if the deviations of
  1439.        measurements from the target had been much larger than observed.  The
  1440.        second reason for using a large variance is that variables data are
  1441.        very rich in information. (Variables data are usually much more
  1442.        informative than nonconformance data.)
  1443.  
  1444.           ┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
  1445.           │ NOTE:  CapQuant illustrates accumulation of results across   │
  1446.           │ variables, across products or over time to form either       │
  1447.           │ COMPOSITE statistics or reporting-period summaries.  Due to  │
  1448.           │ "Poissonization", composite Equivalent Nonconformances and   │
  1449.           │ Expectancies result simply by SUMMING their components over  │
  1450.           │ all relevant variables, periods, or processes.               │
  1451.           └──────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1452.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 30 of 39
  1453.  
  1454.  
  1455.  
  1456.        The CapQuant philosophy is to fine-tune parameter values by making
  1457.        repeated "iterations" as follows:
  1458.  
  1459.            (i)   The general form and specific parameter values of the
  1460.                  Regret Function are set using item "S" on the Regret Menu.
  1461.  
  1462.            (ii)  Using item "I" on the Regret Menu, the sample mean and
  1463.                  variance of regret are displayed and you are prompted to
  1464.                  enter values for EXPREGRET and VARREGRET.  As explained
  1465.                  above, you may wish to consider using EXPREGRET and
  1466.                  VARREGRET values that are not very close, numerically, to
  1467.                  the values in your sample.
  1468.  
  1469.            (iii) Goodness-of-Fit of sample results to a Poisson distribution
  1470.                  (with "intensity" EXPREGRET*EXPREGRET/VARREGRET) can then be
  1471.                  checked using a Kolmogorov-Smirnov test (item "L" on the
  1472.                  Regret Menu.) Statistically significant Lack-of-Fit is NOT
  1473.                  fatal.  On the other hand, insignificance of distributional
  1474.                  differences is always a welcome indication that your choices
  1475.                  are supported by the available data.  [Of course, you could
  1476.                  return to step (ii) now to see if different values of
  1477.                  EXPREGRET and VARREGRET reduce Lack-of-Fit.]
  1478.  
  1479.            (iv)  Plot a detailed Cumulative Capability Curve using item "C"
  1480.                  on the Main MENU.  Study these results, using the on-screen
  1481.                  cursor activated by the "V" key, and determine whether your
  1482.                  results are consistent with the opinions of local "experts."
  1483.  
  1484.            (v)   If you are unhappy with the outcome of step (iv), you should
  1485.                  either
  1486.                         (1st choice): return to step (ii) and try out
  1487.                         different values of EXPREGRET and VARREGRET
  1488.                  or
  1489.                         (2nd choice): return to step (i) and try different
  1490.                         regret function parameters or even a different regret
  1491.                         function family.
  1492.  
  1493.                  Once you are happy with the outcome of step (iv), the
  1494.                  modeling process is complete.
  1495.  
  1496.                                     REFERENCES
  1497.  
  1498.        AN INTRODUCTION TO THE QUALITY MEASUREMENT PLAN. (1980.)  Western
  1499.                Electric Company, Inc., Quality Assurance, September 1980,
  1500.                16 page booklet.
  1501.  
  1502.        CHAMBERS, J. M., CLEVELAND, W. S., KLEINER, B., and TUKEY, P. A.
  1503.                (1983).  Graphical Methods for Data Analysis, Monterey, CA:
  1504.                Wadsworth.
  1505.  
  1506.        CONOVER, W. J. (1980). Practical Nonparametric Statistics, 2nd. Ed.,
  1507.                Wiley [Kolmogorov-Smirnov table and approximation, page 462.]
  1508.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 31 of 39
  1509.  
  1510.  
  1511.  
  1512.        GUNTER, Bert. (1991a,b,c,d,e). "Process Capability Studies:"...parts 1
  1513.                through 5.  Statistics Corner, Quality Progress, Volume 24
  1514.                (February, April, June, August, and October Issues, 1991.)
  1515.  
  1516.        HASTINGS, C., Jr.  (1955).  Approximations for Digital Computers.
  1517.                Princeton, NJ: Princeton University Press.
  1518.  
  1519.        HOADLEY, Bruce. (1978). "Equivalent Defects: A Unified Approach to
  1520.                Attributes Quality Rating."  Bell Telephone Laboartories,
  1521.                Quality Assurance Center, Technical Memorandum, November 4.
  1522.  
  1523.        HOADLEY, Bruce. (1981). "The Quality Measurement Plan, QMP."  Bell
  1524.                System Technical Journal, 60, 215-273.
  1525.  
  1526.        HOADLEY, Bruce. (1986). "QUALITY MEASUREMENT PLAN(QMP)."  Encyclopedia
  1527.                of Statistical Sciences. (Kotz, Johnson and Read, Editors)
  1528.                Volume 7, pages 393-398.  New York, John Wiley.
  1529.  
  1530.        INTRODUCTION TO QUALITY TREND CHARTS.  Bell Communications Research,
  1531.                Inc. (Bellcore), January 1986, 18 page booklet.
  1532.  
  1533.        JOHNSON, N. L. and KOTZ, S.  (1969).   Distributions in Statistics:
  1534.                Discrete Distributions. [Chapter 4:  Poisson Distribution]
  1535.                New York, NY: John Wiley.
  1536.  
  1537.        JOHNSON, N. L. and KOTZ, S.  (1970).   Distributions in Statistics:
  1538.                Continuous Univariate Distributions - 1. [Chapter 17:  Gamma
  1539.                Distribution.]  New York, NY:  John Wiley.
  1540.  
  1541.        LINK, P. A., and RIPACKI, B. R., "Quality Assurance Approach to Fiber
  1542.                Optic Cable," International Wire and Cable Symposium
  1543.                Proceedings, 1985.
  1544.  
  1545.        MONTGOMERY, D. (1985).  Introduction to Statistical Quality Control.
  1546.                New York, NY: John Wiley.
  1547.  
  1548.        NAIR, V. N. and FREENY, A. E.  (1993).  "Methods for Assessing
  1549.                Distributional Assumptions in One and Two Sample Problems."
  1550.                Probabilistic and Statistical Methods in the Physical Sciences.
  1551.                (J. Stanford and S. Vardeman, editors.)  San Diego, CA:
  1552.                Academic Press.
  1553.  
  1554.        NIEDERHAUSEN, H. (1981).  "Tables and Significant Points for the
  1555.                Variance Weighted Kolmogorov-Smirnov Statistic."  Technical
  1556.                Report 298, Department of Statistics, Stanford University.
  1557.  
  1558.        OBENCHAIN, Robert. (1991). "Regret Indices and the Quantification of
  1559.                Process Capability."  Indianapolis, IN: Lilly Research
  1560.                Laboratories. (29 pages.)
  1561.  
  1562.        OBENCHAIN, Robert. (1993). "Cumulative Capability Curves."
  1563.                Indianapolis, IN: Lilly Research Laboratories. (49 pages.)
  1564.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 32 of 39
  1565.  
  1566.  
  1567.  
  1568.        QUALITY MEASUREMENT PLAN (QMP).  Bell Communications Research
  1569.                Technical Reference, TR-TSY-000438.  Issue 1, April 1987.
  1570.  
  1571.        SPIRING, Fred. (1991). "The Inverse Normal Loss Function."
  1572.                Unpublished manuscript, University of Manitoba.
  1573.  
  1574.        STEPHENS, M. A. (1986).  "Tests based upon EDF Statistics."  Goodness-
  1575.                of-Fit Techniques, Chapter 4.  (R. B. D'Agostino and M. A.
  1576.                Stephens, editors.)  New York, NY: Marcel Dekker.
  1577.  
  1578.        WILSON, E. B. and HILFERTY, M. M.  (1931).  "The Distribution of Chi-
  1579.                Square."  Proceedings of the National Academy of Sciences 17,
  1580.                684-688.
  1581.        ---------------------------------------------------------------------
  1582.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 33 of 39
  1583.  
  1584.  
  1585.  
  1586.                                      APPENDIX ONE
  1587.  
  1588.        Poissonization:  Conversion of Economic Impact Measures into
  1589.                         Equivalent Nonconformances and Equivalent Expectancy.
  1590.  
  1591.  
  1592.                        Section A.1    Nonconformance Expectancy
  1593.  
  1594.        Attributes Data
  1595.        Definition:     Nonconformance Expectancy is the product of the
  1596.                        Sample Size times the Quality Standard (expressed in
  1597.                        expected nonconformances per unit.)
  1598.  
  1599.        Example:        When the quality standard is 0.004 nonconformances
  1600.                        per unit, one needs to inspect 250 units in order to
  1601.                        expect to see 1 nonconformance when quality is at the
  1602.                        standard level.
  1603.  
  1604.        Information
  1605.        Content:        Under a Binomial model, the "moments" of the sampling
  1606.                        distribution would be given by the familiar
  1607.                        expressions: mean = n*p and variance = n*p*(1-p).  QMP
  1608.                        (the Quality Measurement Plan) is based upon the
  1609.                        Poisson (maximum variance) model with mean = variance
  1610.                        = n*p, which is the nonconformance expectancy.
  1611.                        Expectancy is the primary measure of "information
  1612.                        content" used in QMP and CPQ for sampling inspection
  1613.                        data. [See Section A.3, below, for details on
  1614.                        information content.]
  1615.  
  1616.        Variables Data
  1617.        Definition:     Equivalent nonconformances and equivalent expectancy
  1618.                        can be defined by "Poissonizing" any continuous
  1619.                        measure of regret, R.  [See Section A.2, below, for
  1620.                        details on poissonization.]
  1621.  
  1622.        Reporting       Experience with use of QMP at both Bell Communications
  1623.        Period:         Research (Bellcore) and at AT&T Bell Laboratories
  1624.                        suggests the following "Rule-of-Thumb" for aggregating
  1625.                        sampling inspection data over "reporting periods"
  1626.                        (usually either the 12 calendar months or 8-per-year):
  1627.  
  1628.               ┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
  1629.               │ An effective quality monitoring program requires sufficient │
  1630.               │ sampling inspection to produce a nonconformance expectancy  │
  1631.               │ of at least 2 nonconformances per reporting period.         │
  1632.               └─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1633.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 34 of 39
  1634.  
  1635.  
  1636.  
  1637.                        If production is so low or nonconformances are so rare
  1638.                        that one would have to inspect more than 20% of total
  1639.                        production to achieve a nonconformance expectancy of
  1640.                        at least 2 nonconformances per reporting period, then
  1641.                        "quantitative" quality monitoring is probably
  1642.                        impractical.  (After all, QMP is the "most powerful"
  1643.                        statistical method currently available; if QMP can't
  1644.                        get the monitoring job done, what method can?)
  1645.  
  1646.  
  1647.                     Section A.2    Equivalent Nonconformances & Expectancy
  1648.  
  1649.        Definition:     Equivalent nonconformances and expectancy can be
  1650.                        defined by "Poissonizing" a continuous measure of
  1651.                        regret, R.  For example, if E is the expected value of
  1652.                        R and V is the variance of R, then the number of
  1653.                        "equivalent nonconformances" is said to be R*E/V,
  1654.                        which is usually not an integer value.  But the mean
  1655.                        and variance of R*E/V are both equal to the
  1656.                        "equivalent expectancy" of E*E/V...and equality of
  1657.                        mean and variance is an intrinsic property of all
  1658.                        Poisson distributions.
  1659.  
  1660.        Example:        Suppose a measurement produces a continuous variable,
  1661.                        Z, that has (approximately) a "normal" distribution
  1662.                        with mean = target value = T and variance = D, say,
  1663.                        when quality is "at standard."  Consider the "Taguchi-
  1664.                        like" measure of regret given by the sum-of-squares of
  1665.                        N deviations of independent Z-values from the target,
  1666.                        T, all divided by D.  Then normal distribution theory
  1667.                        implies that E(R) = N and V(R) = 2N.  It follows that
  1668.                        the number of "equivalent nonconformances" is R/2, and
  1669.                        the "equivalent expectancy" is N/2.  (Note that the
  1670.                        sample index value = nonconformances/expectancy is
  1671.                        R/N; the average squared deviation from target, scaled
  1672.                        by dividing by D.)
  1673.  
  1674.        "Power" of
  1675.        Variables
  1676.        Data:           Variables data can be incredibly "rich" in sample
  1677.                        information about quality compared with attributes
  1678.                        data.  The above "normal theory" example shows that a
  1679.                        single continuous observation can yield a
  1680.                        nonconformance expectancy of one-half!  And the
  1681.                        "uniform" distribution would yield an even higher
  1682.                        nonconformance expectancy of .66 per observation with
  1683.                        the above "Taguchi-like" R measure!
  1684.  
  1685.        Do-It-Right
  1686.        from the
  1687.        START:          Quality engineers should consult a professional
  1688.                        statistician if there is any doubt in their minds
  1689.                        about how to implement the above basic concepts.  One
  1690.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 35 of 39
  1691.  
  1692.  
  1693.  
  1694.                        needs to utilize a realistic "Regret Function," which
  1695.                        might need to be one-sided (rather than symmetric
  1696.                        about the target) or linear or saturating (rather than
  1697.                        always quadratically increasing.)  The calculation of
  1698.                        the mean and variance of the regret depends upon the
  1699.                        statistical distribution of test results when the
  1700.                        manufacturing process is within its historical
  1701.                        "process capability."  Theoretical calculations can be
  1702.                        complicated or require numerical integration;
  1703.                        empirical studies of historical results are generally
  1704.                        more straight-forward and more satisfactory.
  1705.  
  1706.  
  1707.                            Section A.3    Expectancy and Information
  1708.  
  1709.        Contents of This Section:
  1710.  
  1711.                Two fundamental concepts are established by the highly
  1712.                technical arguments of this section.
  1713.  
  1714.                ...The information content in a set of regret measurements
  1715.                   is directly proportional to the Poissonized
  1716.                   "nonconformance expectancy" of the regrets at standard
  1717.                   process capability.
  1718.  
  1719.                ...The sample regret index (ratio of observed to
  1720.                   expected nonconformances) is the minimum variance,
  1721.                   unbiased estimate of the true index.
  1722.  
  1723.  
  1724.        Minimum Variance Bound:
  1725.  
  1726.                If a sample statistic, tau, is an unbiased estimate of a
  1727.                parameter, theta, of the statistical distribution of the
  1728.                observed data vector, x, then the so-called "Cramer-Rao-
  1729.                Aitken-Silverstone Inequality" states that:
  1730.  
  1731.                 ┌──────────────────────────────────────────────────┐
  1732.                 │  the product of the variance of tau times the    │
  1733.                 │                     ---------------              │
  1734.                 │  Fisherian Information in the data must be >= 1, │
  1735.                 │  --------- -----------                           │
  1736.                 └──────────────────────────────────────────────────┘
  1737.  
  1738.                where this "information" is defined to be the expected
  1739.                value of the square of the derivative of the log-
  1740.                likelihood function of the data with respect to the
  1741.                parameter theta.  Furthermore, equality holds if and
  1742.                only if the derivative of the log-likelihood with
  1743.                respect to theta is of the form:
  1744.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 36 of 39
  1745.  
  1746.  
  1747.  
  1748.                                A(theta) * (tau-theta),
  1749.  
  1750.                in which case, tau is the minimum variance estimate of
  1751.                theta, and A(theta) is the Fisherian Information.
  1752.  
  1753.  
  1754.        Poisson Example:
  1755.  
  1756.                 If the observed numbers of nonconformances, { x(1),...,
  1757.                x(n) }, are stochastically independent and each follows a
  1758.                Poisson distribution with intensity parameter lambda(i),
  1759.                then the total number of observed nonconformances is
  1760.                also Poisson distributed with intensity parameter equal
  1761.                to the sum of the individual lambdas.  This total
  1762.                intensity can be re-expressed as:
  1763.  
  1764.           lambda(1)+...+lambda(n) = (nonconformance expectancy) * theta
  1765.  
  1766.                where theta is the true regret index (total lambda
  1767.                divided by the "standard" nonconformance intensity) and
  1768.                expectancy is n times the standard intensity.  As a
  1769.                result the log-likelihood function is
  1770.  
  1771.           [ x(1)+...+x(n) ] * log(theta) - expectancy * theta
  1772.                                    + terms that do not depend on theta.
  1773.  
  1774.                The theta-derivative of the log-likelihood is thus:
  1775.  
  1776.                  ┌─────────────────────────────────────────────┐
  1777.                  │  expectancy     x(1)+...+x(n)               │
  1778.                  │  ----------  (  -------------  -  theta )   │
  1779.                  │    theta         expectancy                 │
  1780.                  └─────────────────────────────────────────────┘
  1781.  
  1782.                Thus two basic facts are established by the C-R-A-S
  1783.                inequality...
  1784.  
  1785.                ...the sample index (observed / expected nonconformance
  1786.                   ratio) is the minimum variance estimate of the true
  1787.                   regret index, theta, and
  1788.  
  1789.                ...the (Fisherian) information content of the data
  1790.                   is A(theta) = expectancy / theta, which is directly
  1791.                   proportional to the nonconformance expectancy at
  1792.                   standard process capability.
  1793.  
  1794.  
  1795.                            Section A.4    Scale Invariance
  1796.  
  1797.        Definition: Equivalent nonconformances and expectancy are "scale
  1798.                    invariant" quantities in the following sense:
  1799.                    multiplying the regret by any strictly positive, constant
  1800.                    value does not change the implied equivalent
  1801.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 37 of 39
  1802.  
  1803.  
  1804.  
  1805.                    nonconformances and expectancy.  One implication of this
  1806.                    is that it doesn't make any difference whether regret is
  1807.                    expressed in terms of dollars or pennies or pounds
  1808.                    sterling.
  1809.                   
  1810.        Proof:      Suppose that a regret measure, R, is multiplied by any
  1811.                    constant value, K.  Then the expected value of K times R
  1812.                    would be K times E, the original expected value of R.
  1813.                    And the variance of K times R would be K-squared times
  1814.                    V, the original variance of R.  As a result,
  1815.                    multiplicative factors of K-squared cancel from both the
  1816.                    numerators and the denominators of the ratios, R*E/V and
  1817.                    E*E/V, that define equivalent nonconformances and
  1818.                    expectancy.
  1819.                   
  1820.        Specific Implications for
  1821.        the Ten Regret Families:
  1822.  
  1823.                    GOALPOST.....Max Impact is unitless; call it ONE or
  1824.                    LOGISTIC     use any convenient value.
  1825.                    INVTNORM
  1826.                    
  1827.                    LINEREGRET...The slope of the regret line is unimportant.
  1828.                    RANGREGRET
  1829.                    
  1830.                    QUADRATC.....Regrets that are squared deviations from
  1831.                    ENDPOINT     target values can be measured in any
  1832.                    ONESIDED     convenient units.
  1833.                    
  1834.                    BILINEAR.....Either the Inventory Shortage or the Excess
  1835.                                 Inventory Regret Slope parameter can be set
  1836.                                 equal to 1 if the second Slope is expressed
  1837.                                 as a MULTIPLE of the first.
  1838.                    
  1839.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 38 of 39
  1840.  
  1841.  
  1842.  
  1843.                               Section A.5    Summary
  1844.  
  1845.        ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────┐
  1846.        │                                                                   │
  1847.        │ Knowledge of the statistical distribution of Regret when Quality  │
  1848.        │ is at a STANDARD LEVEL (that is within the Present Capability     │
  1849.        │ of the Manufacturing Process) is needed for Poissonization.       │
  1850.        │                                                                   │
  1851.        │   The two statistical parameters which must be specified are:     │
  1852.        │           EXPREGRET = Expected Regret at Standard Quality,        │
  1853.        │           VARREGRET = Regret Variance at Standard Quality.        │
  1854.        │                                                                   │
  1855.        │   Poissonization is accomplished by multiplying Regret by         │
  1856.        │   EXPREGRET and then dividing by VARREGRET...                     │
  1857.        │                                                                   │
  1858.        │           EQUIVALENT DEFECTS = REGRET * EXPREGRET / VARREGRET.    │
  1859.        │                                                                   │
  1860.        │   Equivalent nonconformances have a statistical distribution that │
  1861.        │   is like the Poisson in the sense that the mean and the variance │
  1862.        │   of this distribution are EQUAL.  This common value is...        │
  1863.        │                                                                   │
  1864.        │           EQUIVALENT EXPECTANCY = EXPREGRET^2 / VARREGRET.        │
  1865.        │                                                                   │
  1866.        └───────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1867.  
  1868.  
  1869.         CapQuant Software Update History:
  1870.         =================================
  1871.  
  1872.         Version 9009 ...Beta Test Version
  1873.  
  1874.         Version 9010 ...First Upload to CompuServe
  1875.                      ...Fix "bugs" in User-Interface of Beta Test
  1876.  
  1877.         Version 9101 ...Update for Submission to Technometrics
  1878.                      ...Pop-Up Batch-Input-File Selection Menu
  1879.                      ...StreamLine of User-Interface / Default-Settings
  1880.                      ...Second Upload to CompuServe
  1881.  
  1882.         Version 9107 ...Update & Submission to Journal of Quality Technology
  1883.                      ...Add Inverse-Gaussian Regret Function Option
  1884.                      ...Automatic Regret Calcs: Add Screen Pause & Rewinds
  1885.  
  1886.         Version 9110 ...Change titles on plots to "Cumulative Capability..."
  1887.  
  1888.         Version 9201 ...Improve staircase "smoothing" algorithm.  Previous
  1889.                         versions connected the points at the top/front edge
  1890.                         of each step; present version reduces perception bias
  1891.                         by connecting the mid-points of the vertical-rise
  1892.                         portions.  In the diagram below, the points numbered
  1893.                         (2) are thus connected instead of those labeled (1):
  1894.          CapQuant [Version 9311] . . . . . . . . . . . . . . . Page 39 of 39
  1895.  
  1896.                                                      (1)───
  1897.                                                       │
  1898.                                                      (2)
  1899.                                                       │
  1900.                                           (1)─────────┘
  1901.                                            │
  1902.                                           (2)
  1903.                                            │
  1904.                               (1)──────────┘
  1905.                                │
  1906.  
  1907.                         When a Poisson distribution is fitted to an empirical
  1908.                         cumulative capability curve, the horizontal spacing
  1909.                         of the fitted steps will be exactly uniform.  When
  1910.                         equivalent expectancy is small, the fitted steps can
  1911.                         be quite LARGE.  With the old algorithm, one might
  1912.                         get the false impression that the fitted capability
  1913.                         is always "higher" than the observed capability.
  1914.  
  1915.         Version 9202 ...List/Save only those numerical values from cumulative
  1916.                         distributions at which observed/fitted values CHANGE.
  1917.                      ...Reduce CapQuant maximum capacity from 2,500 history
  1918.                         values to 1,200; this makes CapQuant will much less of
  1919.                         a "memory hog."
  1920.                      ...Add capability to form COMPOSITES of 2 or more
  1921.                         observed regret values.  CapQuant now shows how
  1922.                         accumulation of expectancy reduces Poisson step-size
  1923.                         & can greatly reduce Kolmogorov-Smirnov lack-of-fit.
  1924.                      ...Add capability to form 1st Differences, Exp.Wgt.Mov.
  1925.                         Averages (EWMAs), or Deviations from an EWMA when
  1926.                         data are input in time-series order.
  1927.  
  1928.         Version 9302 ...Add calculation and display of CC curve confidence
  1929.                         limits (lower 95% & upper 95% limits => central 90%
  1930.                         interval.)
  1931.                      ...Add calculation and display of Gamma Q-Q plots for
  1932.                         estimation of Equivalent Expectancy.
  1933.                      ...Combine items "I" and "L" on the REGRET Analysis MENU
  1934.                         so that Kolmogorov-Smirnov lack-of-fit can be computed
  1935.                         for several different ER and VR combinations before
  1936.                         making the P-P plot for the Poisson approximation.
  1937.                      ...Display variances rather than standard deviations on
  1938.                         "Poissonization" screens.
  1939.                      ...The ATTRIBUT regret function was renamed to GOALPOST.
  1940.                         The BOUNDMAX regret function was renamed to LOGISTIC.
  1941.                         The INVGAUSS regret function was renamed to INVTNORM.
  1942.  
  1943.         Version 9310 ...Add display of Summary Statistics (mean, std.dev.,
  1944.                         variance, min & max) and a 20-line Histogram of
  1945.                         historical data (Var1 and, if present, Var2.)
  1946.  
  1947.         Version 9311 ...Provide option to display standardized Gamma fit
  1948.                         (instead of Poisson fit) to the empirical CC curve.
  1949.