隨著工業(yè)工程的發(fā)展，統(tǒng)計(jì)分析理論與方法這一領(lǐng)域的作用越來(lái)越變的舉足輕重，成為突破行業(yè)瓶頸的利器，相應(yīng)的綜合性的學(xué)科“工程統(tǒng)計(jì)學(xué)”也應(yīng)運(yùn)而生。要發(fā)揮這一學(xué)科的巨大潛能離不開(kāi)專業(yè)人才的培養(yǎng)，然而工程類學(xué)生理解與掌握數(shù)理統(tǒng)計(jì)的知識(shí)是一大挑戰(zhàn)，這也是工程統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)所要解決的難題。源自SAS公司的統(tǒng)計(jì)分析軟件JMP，完美融合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)可視化、強(qiáng)大統(tǒng)計(jì)功能，集可視化、交互性和可擴(kuò)展性于一身，有效的結(jié)合兩個(gè)跨領(lǐng)域的核心知識(shí)體系，并將其融入到整個(gè)教學(xué)的過(guò)程，從而成功地解開(kāi)了這一教學(xué)難題。

JMP是如何做到的呢?我們不妨回顧一下工程統(tǒng)計(jì)學(xué)的背景。

工程(Engineering)與工程技術(shù)(Engineering Technology)、應(yīng)用科學(xué)(Application Science)組成了技術(shù)科學(xué)的三大體系。而且工程處于三者之中的最高層次，要求工程師能夠推到數(shù)學(xué)公式，更要能夠解決實(shí)際問(wèn)題。也就是說(shuō)要不僅知其然，還知其所以然。這也對(duì)工程師的培養(yǎng)提出了更高的要求。工程教育中的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)”是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課，仍然偏重?cái)?shù)學(xué)而缺少工程應(yīng)用。工程統(tǒng)計(jì)學(xué)正是應(yīng)此需求建立的教學(xué)課程，作為數(shù)理統(tǒng)計(jì)的一個(gè)重要分支，它不僅提供如何正確地設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)的方法，而且提供如何正確地整理，分析數(shù)據(jù)，得出客觀、科學(xué)的結(jié)論的方法。學(xué)生在學(xué)習(xí)微積分、線性代數(shù)等課程的基礎(chǔ)上，通過(guò)學(xué)習(xí)工程統(tǒng)計(jì)學(xué)，學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)隨機(jī)現(xiàn)象、掌握概率理論與方法、認(rèn)識(shí)基本工程問(wèn)題、掌握工程數(shù)據(jù)處理的基本方法，對(duì)所考慮的統(tǒng)計(jì)問(wèn)題給出合理的推斷，提高工程設(shè)計(jì)能力，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和生成過(guò)程控制能力。

統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)作為工程統(tǒng)計(jì)學(xué)的核心內(nèi)容之一，工程師需要有效的運(yùn)用其科學(xué)原理和技術(shù)方法解決實(shí)際問(wèn)題。工程學(xué)中所運(yùn)用的工程方法基本按如下步驟進(jìn)行：

1. 清晰和準(zhǔn)確地描述問(wèn)題

2. 識(shí)別影響問(wèn)題的重要因素

3. 對(duì)問(wèn)題建立模型，明確模型的約束條件和假設(shè)

4. 通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)據(jù)檢驗(yàn)2、3步中的模型或結(jié)論

5. 根據(jù)觀察到的數(shù)據(jù)修正模型

6. 用模型解決問(wèn)題

7. 設(shè)計(jì)一項(xiàng)適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)證明問(wèn)題的解決方案是有效的

8. 根據(jù)問(wèn)題的解決方案作出總結(jié)，提出建議

9. 工程實(shí)施

可見(jiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)為工程學(xué)提供了數(shù)據(jù)和模型的基本方法。在解決工程問(wèn)題的過(guò)程中，常在以下環(huán)節(jié)中運(yùn)用相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方面，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和可靠性等方法;在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，運(yùn)用質(zhì)量控制、假設(shè)檢驗(yàn)等方法;在銷售環(huán)節(jié)中，運(yùn)用相關(guān)分析、回歸分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方法;在服務(wù)環(huán)節(jié)中，運(yùn)用可靠性分析中的維修策略等方法。工程學(xué)對(duì)統(tǒng)計(jì)方法的依賴源于工程中的大量數(shù)據(jù)都具有變異性。統(tǒng)計(jì)學(xué)給出了描述這種變異性的工具和利用這些工具作出合理決策的理論框架。在工程學(xué)中，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)不僅需要計(jì)算技術(shù)，而且需要統(tǒng)計(jì)學(xué)的思維方式。

從這一層面上來(lái)講，工程統(tǒng)計(jì)學(xué)科是一門綜合性學(xué)科，這也對(duì)其教學(xué)工作提出了更高的挑戰(zhàn)。在工程統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)模式以CDIO代表，即構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、貫徹(Implement)和運(yùn)作(Operate)，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的方式學(xué)習(xí)工程，容易將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)。但是要更好的發(fā)揮整套教學(xué)模式的效果，始終面臨的一大挑戰(zhàn)是如何有效幫助學(xué)生跨越統(tǒng)計(jì)理論知識(shí)的瓶頸，從而為進(jìn)入工程運(yùn)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。比如在基本的統(tǒng)計(jì)概念，置信度、置信區(qū)間、假設(shè)檢驗(yàn)，通常是學(xué)生難以理解的基本概念。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是統(tǒng)計(jì)分析工具的完善，這一局面得到了突破性的改觀。以源自SAS公司的統(tǒng)計(jì)分析軟件JMP為例，軟件的功能設(shè)計(jì)很好地契合了工程統(tǒng)計(jì)學(xué)的教學(xué)的內(nèi)容，如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、可靠性、過(guò)程控制等等，而且提供更全面的統(tǒng)計(jì)分析方法，進(jìn)一步拓展學(xué)生的統(tǒng)計(jì)方法在工程領(lǐng)域運(yùn)用的能力。

并且借助于JMP軟件能夠?qū)⒊橄蟮慕y(tǒng)計(jì)概念形象的展現(xiàn)出來(lái)，通過(guò)與軟件的動(dòng)態(tài)交互功能，在輕松的環(huán)境中理解統(tǒng)計(jì)方法。

JMP軟件中附帶的統(tǒng)計(jì)教學(xué)插件之一，最小二乘法的原理演示，通過(guò)移動(dòng)左側(cè)棕色擬合線就可以同時(shí)觀察右側(cè)綠色累計(jì)誤差平方和池的漲落，從而生動(dòng)的理解最小二乘法構(gòu)建模型的原理。

這種人機(jī)互動(dòng)的教育方式也深得國(guó)際知名院校的青睞。美國(guó)波士頓大學(xué)的教授就運(yùn)用JMP的軟件設(shè)計(jì)出經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)案例“三門游戲”，借助與生活中的事情，在良好的互動(dòng)中讓學(xué)習(xí)變得充滿樂(lè)趣。

學(xué)生們能夠充分意識(shí)到有意義的圖形和統(tǒng)計(jì)匯總能夠幫助他們解決項(xiàng)目開(kāi)始時(shí)提出的問(wèn)題，特別是在課程即將結(jié)束時(shí)，他們能夠更加深入地思考問(wèn)題并且更加熟悉統(tǒng)計(jì)概念。

不僅如此JMP擁有最頂尖的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)平臺(tái)，已經(jīng)成為全球行業(yè)引領(lǐng)者，研發(fā)創(chuàng)新，技術(shù)變革的秘密武器。

喬治亞理工大學(xué)(被譽(yù)為軍工院校中的哈弗)系統(tǒng)性地運(yùn)用JMP軟件平臺(tái)，為宇航學(xué)院及其實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)“Master of Design”課程，模擬復(fù)雜的工程背景，研制新一代的火箭、潛水艇等尖端產(chǎn)品。培養(yǎng)研究生參加美國(guó)AIAA導(dǎo)彈設(shè)計(jì)大賽并榮獲第一名。

JMP獨(dú)特的“以解決實(shí)際問(wèn)題而非展示統(tǒng)計(jì)工具為導(dǎo)向”的設(shè)計(jì)思路將為廣大師生在抽象深?yuàn)W的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論與統(tǒng)計(jì)方法的實(shí)際應(yīng)用之間架起一座橋梁，既有助于老師以動(dòng)畫(huà)、案例等生動(dòng)的方式為學(xué)生深入淺出地講解統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，又能特別培養(yǎng)學(xué)生利用統(tǒng)計(jì)方法分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力