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2つのワイブル分布の比較

皆さん、

パティーの授業の最終日を見てみましょう……

統計学の授業を行うために北へ向かって車を走らせながら、パティはアイビー大学での勤務が終わってしまうことに寂しさを感じていた。授業後のハワード学部長との面談については、さらに緊張していた。

気がつけば、彼女はクラスの前に立ち、ワイブル解析に関する最後の講義を始めようとしていた。

「話を始める前に、何か質問はありますか?」とパティは尋ねた。

パティはメーガン・ラムジーにうなずいた。

「先生、前回、試験で一部のサンプルが故障しなかった場合、ワイブル解析ではそれらがしばしば打ち切り処理されることについてお話ししましたね。先生は、多くの人は一部のサンプルが故障しないことを良いことだと考えているだろうとおっしゃいました。しかし、もしそれらのサンプルが後になって故障した場合、ばらつきが大きくなり、データの質が低下することになるのではないでしょうか。 スケールが増加し、上位10%のサンプルの寿命がはるかに長くなることを考えると、その概念がうまく理解できていないのですが」と、メーガンは要約した。

「メーガンの指摘は興味深いですね。では、私から……」「Alpha 4 Censor」および「Alpha 4 Final Pts」のデータポイントと、それに対する推定値を比較したワイブル確率プロット。「検閲されたデータ(青)と、もし失敗が後になって起きた場合の仮定のデータ(赤)を、1つのグラフにまとめてみてください。隣に座っている人たちとしばらく話し合って、どちらのデータがより適切か結論を出せるか試してみてください」とパティは提案した。

約3分が過ぎ、パティがクラスに静粛を呼びかけた。

メーガンが真っ先に手を挙げ、パティはそれに応じた。

「ピートと話し合った結果(メーガンとピートが『付き合っている』ことは周知の事実だったため、周囲からは白目をむいたり、小声で口笛を吹いたりする反応もあったが)、検閲済みのデータ(青)の方が優れているという結論に達した。最も重要な理由は、最小のサイクル数で、最も少ない故障数を予測できるからだ。信頼性という観点では、これが常に最も重要な課題になると我々は考えている」とメーガンは答えた。

「その通り! だからこそ、故障のないサンプルは、信頼性が高いことを裏付けるものではないのです。欠損データに基づくと、故障率が5%の場合、サイクル数は2倍になると予測されます。これはほぼ間違いなく誤解を招くものです」とパティは言った。

彼女は少しくすりと笑うと、こう言った。「就職の面接で相手に好印象を与えたいなら、この話題について話してみてください。」

パティは気づいていなかったが、学生たちが彼女を講師として好いている理由の一つは、彼女がエンジニアとしての経験を持っていたことだった。アイビー大学の教授たちの多くは優秀な人材だったが、実際にエンジニアとしての経験があったり、製造プロセスを管理した経験があったりする者はほとんどいなかった。

「よし。最後に1つ、トピックがあります。2つのワイブル分布が統計的に異なるかどうかを見分ける方法です」とパティは言った。

「合金5と6のストレステストにおける破損結果のワイブル図を見てみましょう」とパティは言った。合金5と合金6の完全データとLSXY推定値を比較したワイブル確率プロット。

プラシャント・パティルが手を挙げた。

「ええ、プラシャント」とパティは答えた。

「そうですね。アロイ6(赤)はスケールがわずかに高く、傾きも急なので、こちらの方が優れていることを示唆していますが、統計的に有意に優れているかどうかは断言しがたいですね」とプラシャントは答えた。

「その通り」とパティは答えた。

「まずはごく 普通の2標本t検定を試してみましょう」とパティは続け、データの箱ひげ図を見せた。

このテストはワイブル解析に比べればはるかに平凡なものだと見なされるため、教室からは少し笑いが漏れた。

「t検定の結果によると、平均値に差があるという確信度はわずか30%にとどまります。目視しただけでも、下の箱ひげ図がそれを示唆しています。したがって、95%の信頼水準でデータに差があると主張するのは難しいでしょう」とパティは詳しく説明した。合金5と合金6のデータ値を比較した箱ひげ図。合金6の方が中央値が高く、幅も広い。

彼女の発言をきっかけに、データの正規性、平均値が比較のための妥当な指標であるかどうか、その他の視点や関連するトピックについて、活発な議論が交わされた。

授業の終わりはとても明るい雰囲気だったので、パティは高揚感に包まれていたが、ハワード学部長と面会しなければならないことを思い出した。不安を抱えながら、彼女は学部長のオフィスへと向かった。オフィスに入る時、彼女は少し震えていた。

「コールマン教授、お会いできて本当に嬉しいです」と、ハワード学部長は熱意と温かみを込めて言った。

パティはまだ「教授」と呼ばれることに慣れなかったが、アイビー大学のウェブサイトを確認したところ、彼女は「客員准教授」として掲載されていた。彼女専用のウェブページまであった。彼女は、そこに使われている写真では自分が老けて見えてしまうと思った。

彼女が答える間もなく、ディーン・ハワードは本題に入った。

「あなたの指導ぶりには本当に感銘を受けました。学生たちも、特にあなたの指導スタイルを高く評価していました」と、ハワード学部長は切り出した。

「ありがとう」とパティは言った。その安堵の表情は一目瞭然だった。

「あなたが代理を務めているハーロウ教授は、当初の予想よりも長い療養期間を要するようです。さらに、製造プロセスに関する講義も必要となっています。要するに、これらの講義を担当していただくため、あなたに教員として加わっていただきたいのです」と、ハワード学部長は続けた。

パティは気を失いそうになった。

「でも先生、私には博士号なんてありません」とパティは答えた。

「私たちの計画では、あなたがACMEでこれほど重要な業績を上げてきたため、論文の提出は不要としています。教鞭を執りながら4つの科目を履修していただきたいのです。これらの科目を無事に修了すれば、博士号を授与します」と、ハワード学部長は続けた。

パティはあまりの驚きに、何と言っていいかわからなかった。しばらくの間、彼女は黙り込んでいた。

学部長は続けてこう言った。「ACMEでの給与には完全には及ばないかもしれませんが、それに近い金額は提示できます。すでにマイク・マディガン氏ともこの件について話し合いました。彼は賛同してくれていますが、最終的な判断は当然ながらあなた次第だと言っていました。どう思われますか?」

パティーの頭の中は混乱していた。ロブはここで博士号を取得しようとしていたから、それが助けになるはずだ。

まるで自分の体の外から自分を見ているかのような感覚で、彼女は自分が「ぜひそうしたいです」と言うのを目にした。

二人はさらに10分ほど、いくつかの詳細について話し合い、パティは少しほっとした。ふと、まだロブにはこの件について話していなかったことに気づいた。まあ、いいか。彼はきっと理解してくれるだろうと思っていた。

話をまとめようとしていたところ、ディーン・ハワードは別の話題について話し合いたい様子だった。

さらに数分間話し合った後、パティは笑顔を浮かべてその場を後にした。

エピローグ

ピートは、いつものように、何が起きているのかすべて見抜いていた。これほど落ち込んだことはなかった。彼とパティはチームだった。二人は電子機器の組み立てに関する問題を解決するために世界中を飛び回ってきたのに、彼女は彼を見捨ててアイビー・ユニバーシティへ行こうとしているのだ! 彼は緊張もしていた。新しい上司になりそうな他の人たちには、あまり好感を持てなかったのだ。そこで、彼はうつむきながら、パティのオフィスへと足を引きずって向かった。

「やあ、ピート!会えてうれしいわ!」パティは陽気に言った。

ピートは喉が詰まるような思いで、何と言っていいかわからなかった。やがて、彼は震える声で「君は去ってしまうんだ」とつぶやいた。

「あなたもよ!」パティはそう返した。「アイビー大学の製造プロセス担当上級研究員になりたいならね。」「あちらは、ここでの給料より10%も高い給与を提示しているし、福利厚生も充実しているわ」と彼女は締めくくった。

「私が内定をもらった直後、ハワード学部長から『そのポストにふさわしい人を知らないか』と聞かれたので、すぐにあなたのことを推薦したの。どうやら私の推薦だけで、あなたが望むならその仕事に就けるらしいわ。台無しにしないでね」と彼女はからかった。

パティ、教授、そしてピートが同じ場所に集まった。これからどんな新しい冒険が待ち受けているかは、時が経てばわかるだろう。

乾杯

ロン博士