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概念地圖・Kaplan-Meier 存活曲線

分類:系統

這一頁不只是把一個概念解釋一遍——一張自己畫的結構圖,加上拿台灣情境從頭走一次的實例演練、這個框架什麼時候會騙你,以及它接回 P.A.I.N. 之後長什麼樣。一頁必須交付的三層 →

Kaplan-Meier 存活曲線:把還沒壞的那些也算進去

品保的表上有四十二條鏈條,只有十九條真的斷過;剩下二十三條,有的還在轉,有的隨著那條產線一起被拆掉了。把那二十三條丟掉再算平均壽命,得到的數字難看得不像話——像是每七千小時就得換一次。Kaplan-Meier 存活曲線處理的就是這件事:它讓還沒壞的那些留在分母裡,只在真的有東西壞掉的那一刻,才把存活率往下扣一階。一張階梯圖,每一階都對得起一次真實的故障。

存活階梯:六次往下跳,平台上標著還沒壞就離開觀察的刻痕 橫軸是累積運轉時數,從 0 到 12,000 小時;縱軸是還有幾成還在轉,從 100% 到 0。金色的線從左上的滿格出發,只在有東西真的壞掉的那一刻垂直往下跳一階,兩次故障之間維持水平。六階跳完停在 36.3%,不落到 0,因為右邊還有樣本沒壞。平台上的短刻痕,是那段時間內還沒壞就離開觀察的樣本。淺色虛線標出一半的位置,曲線在 10,000 小時那一階跌破它。 存活階梯:只在壞掉的那一刻往下跳 縱軸:還有幾成還在轉 一半 100% 75% 50% 25% 0% 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 12,000 累積運轉時數(小時) 95.2% 87.7% 76.4% 60.5% 48.4% 36.3% 這一階跌破一半 刻痕:還沒壞就離開觀察的鏈條(還在轉,或產線被拆掉) 階梯:只在斷裂那一刻往下跳,兩次之間維持水平 線停在 36.3% 不落到 0:右邊還有樣本沒斷
六次往下跳,二十三道刻痕——這張圖同時記著壞掉的,和還沒輪到的。

四十二條鏈條,各自走到哪裡

先把四十二條攤開,看每一階的分母怎麼縮水。

運轉時數這時還在觀察這一階斷了這一階活下來的比例累積還剩幾成
2,000 小時42 條2 條0.95295.2%
4,000 小時38 條3 條0.92187.7%
6,000 小時31 條4 條0.87176.4%
8,000 小時24 條5 條0.79260.5%
10,000 小時15 條3 條0.80048.4%(跌破一半)
12,000 小時8 條2 條0.75036.3%

第二欄的縮水速度,比斷裂欄快得多。42 到 38 少了四條,其中只有兩條是斷的;38 到 31 少了七條,斷的三條,另外四條是還在轉、或整條產線被拆掉而離開觀察。六階走完,斷了十九條,離開觀察的二十三條——加起來剛好四十二。累積存活率是逐階相乘出來的,所以每一階的分母都只算「那一刻真的還在被看著」的那幾條。兩個中位數擺在一起才看得出差別:只算斷過的那十九條,中位數落在 8,000 小時;把二十三條一起算進去,曲線要到 10,000 小時才跌破一半。開頭那個 7,053 小時是十九條的平均(134,000 小時除以 19),平均和中位數本來就是兩種量,但它們指向同一個毛病——丟掉還沒壞的那些,你會以為鏈條比實際更早該換。

這三件事沒定義清楚,階梯就會畫錯

一、什麼叫「壞了」。鏈條斷成兩截當然算。那伸長率超標被換下來呢?滾子鬆動但還能跑呢?客戶嫌吵而提前更換呢?同一批資料,事件的門檻抓在哪,階梯就長成完全不同的形狀——把「預防性更換」也算成故障,曲線會陡得像懸崖。門檻只能有一條,而且要寫在紙上——老師傅腦袋裡那一條,換個人問就換一種答案。自問:我這行的「壞了」,換三個人來判會判成同一件事嗎?

二、什麼叫「還沒壞就離開觀察」。它有兩種長相。一種是「還在轉」——追蹤結束那天它好好的,你只知道它至少撐到這裡。另一種是「中途走掉」——產線被拆、客戶換供應商、設備轉賣,你再也看不到它的下場。兩種的共同點是:你知道它撐過了某個時數,但不知道它會撐到幾點。這種資料不能刪,刪了等於只留下壞得早的那些。自問:我的表格裡,「沒有故障紀錄」跟「沒有紀錄」是不是被寫成同一格?

三、時鐘從哪一刻開始走。出廠日?裝機日?第一次滿載那天?橫軸的零點選錯,整條曲線會平移,而且不同批的零點不一致時,你會把「庫存放太久」誤讀成「品質變差」。鏈條這種東西尤其明顯——躺在倉庫的兩年不磨損,掛在鏈輪上的兩年會。所以這裡的橫軸用累積運轉時數,不用日曆天。自問:我橫軸上的一小時,對每一台設備都是同一種一小時嗎?

四、離開觀察的理由,跟壽命有沒有牽連。這是最陰的一條。若被拆掉的那條產線剛好是跑最輕的線,那二十三條的離場就帶著選擇——你留下來繼續觀察的,全是操得比較兇的,曲線會被壓低。反過來也一樣:客戶把出問題的線先停掉,離場的就是最快要壞的那幾條,曲線會被撐高。自問:離開觀察的那些,跟留下來的那些,工況真的差不多嗎?

一批輸送鏈條追蹤三年,走一遍

實例演練
  • 第一版判準是這樣訂的:品保把沒斷的二十三條當成「沒有資料」刪掉,剩十九條算平均,得到 7,053 小時,四捨五入變成「7,000 小時全面更換」寫進建議書。分母被砍掉一半還有餘
  • 三年跑不滿的那件事沒人提:三年是 26,280 小時,跑得最兇的那幾條才累積到 12,000,稼動率不到五成——橫軸是運轉時數,日曆天在這裡幫不上忙。零點與單位都對得起來
  • 帳先爆的是備品倉:一條鏈條 8,600 元,換一次停線四小時,那條線一小時產值 3.2 萬——光停線就是 12.8 萬,加上鏈條,一次更換約 13.7 萬。判準訂在 7,000 小時,等於每條鏈條在它可能還好端端的時候,先付一次這個數。省下來的維修費,被停線吃掉還倒賠
  • 把二十三條放回去重畫:不刪,改成「至少撐到這裡」記在平台上。跌破一半的時點從 8,000 往後挪到 10,000 小時,中間那三千小時,原本是被丟掉的資料在替它作證。同一批鏈條,多活出三千小時
  • 最陡的那一段才是巡檢該去的地方:6,000 到 8,000 小時,存活率從 76.4% 掉到 60.5%,兩千小時掉 15.9 個百分點,是全圖最陡的一階。判準改成「6,000 小時起,季檢改月檢,量伸長率決定換不換;10,000 小時為上限,到了就換」。錢花在斜率最大的窗口
  • 代價落在誰身上:多出來的月檢工時,落在夜班保養的兩個人身上;而拉長判準之後偶爾漏掉的那一條,會在客戶產線上斷——那四小時的帳,寫在客戶的日報表,不會出現在品保的月報。曲線變漂亮的地方,跟痛的地方不是同一個人

這一段真正值得記住的接縫,藏在「二十三條要不要留」這個念頭裡。刪掉它們的人沒有作弊,他只是覺得「沒壞的沒有壽命資料,留著沒用」——這句話聽起來像常識,卻剛好把最貴的證據丟進垃圾桶。還在轉的那些,每一條都在替一個判斷背書:它至少撐過了這裡。二十三張這種背書疊起來,就是那三千小時的差距。更值得注意的是,判準往後挪之後,省下的錢落在品保的報表上,多出的風險落在夜班和客戶身上——階梯圖把時間軸畫得清清楚楚,卻沒有一欄記著代價由誰承擔。以上為說明結構用的示意情境,僅供理解框架之用。

這道階梯的三個陷阱

  1. 離場理由一旦跟壽命有關,這張圖就在說謊。階梯之所以成立,靠的是一個很強的假設:那些中途離開觀察的樣本,如果留下來,命運會跟同期還在被看著的那些差不多。產線被拆、客戶換供應商、設備轉手——這些理由聽起來都跟鏈條本身無關,但只要其中一種偏向「跑得輕的先走」或「快壞的先走」,曲線就會整條偏掉,而且偏得無聲無息。它不會報錯,只會給你一個好看的數字。這條假設沒辦法從資料裡驗證,只能回去問那二十三條為什麼離開。
  2. 右邊那幾階是少數樣本撐起來的。最後一階的分母只剩八條,斷一條就是 12.5%,累積比例一口氣掉十二個百分點。這種幅度看起來像趨勢,其實是分母太小的抖動。愈往右,每一階的信心愈薄——同一張圖,左半邊可以拿來訂判準,右半邊只能拿來提醒自己「這裡我還不知道」。看曲線時先看「這時還在觀察」那一欄,它掉到個位數之後的形狀,別當結論用。
  3. 兩條曲線分開,不代表原因找到了。把 A 廠和 B 廠的鏈條各畫一條,A 明顯在上面,很容易就講成「A 的鏈條比較耐用」。但 A 那批可能裝在轉速較低的線上、可能保養班表比較勤、可能材質等級本來就不同。存活曲線只負責把「時間到了還剩幾成」畫出來,它不負責替你排除那些一起變動的東西。要下因果的結論,得先讓兩群在工況上真的可比,否則你買回來的是別人的保養習慣。

還在轉的那二十三條,才是最貴的資料

痛點視角

階梯每往下掉一階,背後是一次真的停線;那些沒往下掉的刻痕,是還沒輪到你知道的事。

這張圖畫得出鏈條撐到幾點會斷,畫不出那次斷裂讓客戶在電話裡吼了什麼。同樣是 8,000 小時斷一次,對備品滿櫃、換件二十分鐘就復線的工廠,那是一筆維修單;對趕出貨、下游還在等料的工廠,那是一張賠款單。《痛點》那把尺問的是誰在痛、痛多深,而存活曲線算的是頻率,兩者中間隔著一整層代價——十九次故障在圖上長得一模一樣,在客戶那裡卻是十九種不同的臉色。更麻煩的是,愈是痛得深的客戶,愈可能在你追蹤到一半時把整條線換掉;他們的資料變成平台上的刻痕,安安靜靜地留在那裡,看起來像「還好」。所以看完曲線的下一步得離開這張圖。今晚把最近三次計畫外停線的客戶各打一通電話,問他們那四個小時實際賠掉什麼——那筆數字不會出現在任何一階上,但它決定你該把判準往前挪多少。

關於存活曲線,常被問到的幾件事

為什麼不能直接把壽命平均起來就好?

因為能算平均的,只有已經壞掉的那些。還在用的設備沒有「壽命」這個欄位可填,於是它們被排除在算式外,而它們正好是撐得久的那一群——平均值就這樣被壓低。本文那批鏈條,十九條的平均是 7,053 小時,把二十三條還在轉的算進去之後,連中位數都推到 10,000 小時。這個差距的來源很土——原本被丟掉的證據被放了回去而已。設備愈新、追蹤期愈短,這個偏差愈大,因為那時候「還沒壞」的比例最高。

「還沒壞就離開觀察」的樣本,真的能算數嗎?

能,但它提供的資訊是有限的那一種:它只告訴你「至少撐到這裡」。做法是讓它留在分母裡直到離開的那一刻,之後就從分母移出去,不再影響後面每一階的計算。所以圖上的刻痕落在水平的平台上;往下跳的那一段,留給真的壞掉的那些。刻痕本身沒有造成任何下跌,它只是讓後面那幾階的分母變小。這也是為什麼愈往右,每一階愈敏感:能作證的樣本愈來愈少。

樣本要多少條,這張階梯才畫得動?

畫得動跟看得準是兩件事。三、五條就能畫出階梯,但那條線只是把三、五個故障點連起來,換一批樣本形狀就變了。實務上的判準不看總數,看每一階的分母:分母掉到個位數之後的那幾階,別拿來訂判準。本文那批鏈條到 12,000 小時只剩八條在觀察,一條斷裂就讓比例掉十二個百分點——那個幅度是分母太小的抖動。看圖時,先把「這時還在觀察」那一欄讀完,再決定曲線的哪一段可以引用。

存活曲線可以直接拿來訂保固期嗎?

可以當材料,不能當答案。曲線給的是「這批樣本在這種工況下,時間到了還剩幾成」,保固期則是一個商業承諾,關鍵是你願意賠幾成。把保固訂在跌破一半的 10,000 小時,等於承諾自己會賠掉一半的件數。多數人會抓存活率九成以上的位置,本文那批鏈條落在 2,000 到 4,000 小時之間。真正該一起看的還有兩件事:斷一次的賠付金額,以及客戶的工況跟你這批樣本像不像。

拿你手上的設備清單,把還在用的那幾台先分開放,別急著算平均。分開放之後,先問它們各自撐到幾點了——那幾個數字就是你的刻痕。想知道故障率為什麼會在早期和晚期各高一次,看浴缸曲線;想知道「這個月還在的人裡有多少會走掉」跟「累積還剩幾成」差在哪,看流失危險曲線。

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