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方开泰：统计学和大数据的魅力

 

讲者信息：

方开泰：统计学家，均匀设计创始人之一。研究领域主要涉及试验设计，多元分析和数据挖掘在统计中的应用。

讲座内容：

统计学在过去的几十年内有突飞猛进的发展，成为众多领域建模的主要工具。报告人将通过自己参加过的一些重大课题，通俗地介绍统计在工业、军工、商业等领域的应用，并通过这些课题的研究过程，与大家分享统计学的威力和日益增长的魅力。

第一节：统计学的简介

统计学是一门收集、整理和分析数据的科学和艺术，应用性特别强，许多的概念和原理均是来自于实际的需要。统计的应用无所不在，经过三十年的发展，产生了许多新的分支，如“风险管理、数据挖掘、基因芯片分析”等。

第二节：数据与统计的发展

数据的形式不仅仅局限于数，来源非常广泛，多媒体、图像、指纹图谱等都可以作为数据，使统计在各个方面都得以发展。政府统计与商业统计在我们日常生活中扮演着非常重要的角色，对外发布着重要的信息。

第三节：人体度量统计

人体度量的数据统计是许多产品的基础，因此在1975年—1977年间，中国开始建立成年人服装标准。由于个体的差异性，需先分层抽样，从不同省份收集男、女数据各20多万，测量人体多个部位的尺寸，根据多元统计的条件分布，选择两个具有代表性部位的尺寸来预报其它部位的尺寸。根据此理论进行分类，建立最优的服装标准。

第四节：合金结构钢标准

为了钢的性能有所改善，需在炼钢时加入铬、锰等五个元素，但是这些元素必须在国标规定的范围，且又能使国际的五个机械性能、强度、弹性等超个某个阀值。以多元回归问题寻找最优解，五个元素的含量作为自变量，五个性能值作为因变量，但由于有些钢是通过额外加工，表明是来自于不同的总体，即需先清理数据。通过计算，得出回归系数，由五个自变量可生成五个因变量的值，并对因变量计算五重积分，看合格率是否在标准之内，通过优化选择最合适的元素比例。

第五节：测量精度标准的制度

一般，国家仪器的测试需达到重复性、再现性的指标。即同一个样本，在没有任何改变的情况下，再次实验的误差不应该超过某个标准。同时，如果在不同的实验室，用同一个方法和仪器测试的时候，实验误差也不应太大。对于这两性质，要有固定的控制数字，则需建立精度标准的制度。

第六节：试验设计

试验设计可以在短时间内帮忙解决众多老、大、难问题，使得国家的军工业得到了迅速的发展。如导弹指挥仪的研制，是通过计算机仿真实验，借助试验设计与建模的方法，以保在军舰上导弹可以击毁敌方的飞机。这个项目的成功，也大大促进了均匀设计的普及和进步。