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项目要求：交付阶梯

在 4 学分版本的课程中，项目占成绩的 30%，完成项目才能获得六西格玛黑带认证。你在学期中分十步完成。每一级单独评分，并喂给下一级；合在一起就是期末报告和海报。每一步都提交到 Canvas——截止日期以那里为准。

1. 团队与选题

   组成 3–5 人的团队，并承诺一个你真正能观察或拿到数据的过程。可从上方目录挑选，也可以自带——约束是可及性，不是野心。

   你的项目团队和作业团队是两个独立的 Canvas 小组。二者都由你的起始团队生成，所以现在是一致的，但不必一直相同——如果项目团队最终与作业团队不同，请告知教学团队。

2. 你的数据集

   交付实际数据——实验的、观察的、模拟的或找到的——并附代码本，说明每一列是什么、单位是什么、每个数字从哪来。以后再找数据集的计划不算数。

   详情 按项目类型说明应提交什么（实验 · 模拟 · 监测） ▾

   按项目类型划分的提交要求

   根据你的项目是实验研究、模拟项目还是监测项目，数据集提交的结构有所不同。无论哪种情况，都提交最多 10 个变量（或参数），并附一份完整的代码本。

   所有情况：提供一张代码本表格

   代码本是一张清晰的参考表，描述数据中的每一个变量。每个变量在表中占一行，共三列：

   变量 / 列名	测量单位	定义与角色
   cure_time	分钟	预测变量：胶粘接头在 65°C 下固化的时长。
   shear_strength	MPa	结果变量：接头失效前测得的峰值机械剪切应力。
   operator_id	类别（A、B、C）	协变量 / 因子：制备并装配试样的技术员。

   实验

   1 · 实验研究（设计试验 / 干预）

   说明你将采集哪些变量：你还没有做实验，所以数据尚未采集——你报告的是你将要采集的内容（计划变量，最多 10 个）。使用"我们将采集"的措辞。

   • 结果 vs. 预测变量：清楚区分你在测量哪些结果、在检验哪些预测变量。预测变量是你认为会影响结果的输入因子、处理或运行条件。
   • 测量尺度与单位：有许多不同的有效测量尺度可用：
     • 真实物理量：克、米、秒、摄氏度、每分钟心跳数等。
     • 李克特量表：对满意度、感知难度或产品偏好的 1 到 5（或 1 到 7）评分。李克特量表是完全有效的测量选项！
     • 计数：0、1、2、3、4、5、6 这样的离散整数（例如缺陷数、事件发生次数）。
     • 百分比：0% 到 100%（例如过程良率、检验准确率、缺陷率）。
   • 设计与记录：写明你每个条件下计划的样本量（每个处理单元的观测数）、由谁记录观测、用什么仪器/表格、按什么顺序。

   模拟

   2 · 模拟项目（已发表的参数与模型）

   你的数据集就是参数：在模拟研究中，你要交付的数据由驱动模型的统计参数组成。你必须提供至少 10 个参数或元件。

   • 可接受的参数示例：每个元件或子过程的相关可靠性与过程统计量，例如：
     • 失效率（λ）
     • 平均失效时间（MTTF 或 MTBF）
     • 在特定时间 t 的失效概率，对应特定样本量 n（例如 P(Fail ≤ t) 或可靠度 R(t)）
     • 元件有这三个指标中的任何一个就很好。其他参数还包括标准误和分布形状（例如 Weibull 的 β 和 η、指数分布、正态分布）。
   • 完整的文献引用：每一个参数都必须来自已发表的文献、制造商数据表或经认证的可靠性登记处，并附完整引用。不得编造数字或使用合成占位值。

   监测

   3 · 监测项目（过程随时间的观察）

   描述你的数据来源：清楚指出数据从哪里来，并说明它是实时的还是已采集 / 历史的。

   • 来源示例：实时流 / API（例如实时交通数据流、实时服务器遥测、实时气象站）与历史记录（例如 EPA AQS API 的历史空气质量记录、市政开放数据门户）。
   • 结果变量（最多 10 个）：指出你研究的是哪些结果变量。对一个高质量的监测项目，总共 4 到 5 个变量就足以做出出色的分析。
   • 随时间观察：质量监测项目动态地跟踪行为。请同时定义：
     • 观察单元：被测量的具体实体或地点（例如路口、传感器站、生产机器）。
     • 时间单元：采样节奏或时间间隔（例如逐分钟、每小时、每天、每班次）。

3. 项目章程

   一页纸写明问题、范围、你要推动的指标，以及目标。如果团队对项目有分歧，章程就是它露出来的地方。

   说明

   项目章程

   预计用时：约 1 小时。

   六西格玛认证委员会（Council for Six Sigma Certification）要求六西格玛黑带项目包含一份项目章程：一页纸的文件，概括你的项目。

   项目章程是改进团队的"活文件"，写明过程改进工作的问题、目标和边界。这既是系统工程师的良好习惯，也是与客户沟通、明确具体期望和交付物的好办法。

   • 填写项目章程表（模板在此）以明确你的项目。
     • 时间线请填写本学期起往后的真实日期。
     • 目标和交付物必须对你的项目而言切合实际。
     • 要具体。

   目标读者：把这份文件当作你要提交给高层管理者（例如首席技术官）或资助机构、以争取项目支持的材料。CTO 或资助机构会想看到什么信息？

   注：角色由你们自己设定，例如项目负责人、项目经理、可视化、建模。"发起方（Sponsor）"仅在你的团队确有一个提供数据的发起组织时才适用。

   提交方式

   上传一份包含已填写模板的 .docx 文件。

   项目章程模板

4. VOC 树与 SIPOC 图

   同一次框定动作的两半，现在合成一次提交。顾客之声树把顾客说的话变成可测量的要求；SIPOC 给它围上过程边界——供应商、输入、过程、输出、顾客——这样你知道什么在项目里面，什么是别人的问题。

   说明

   顾客之声（VOC）树

   把顾客说的话变成可测量的要求。从 VOC 树模板出发，按你的项目定制；保留一份可编辑版本，供期末报告使用——在报告正文中它会与逐步说明整合在一起。

   SIPOC 图

   预计用时：约 1 小时。

   SIPOC 图是过程改进项目中用来勾勒过程关键要素的可视化工具。它代表供应商（Suppliers）、输入（Inputs）、过程（Process）、输出（Outputs）和顾客（Customers），提供过程的高层概览，帮助利益相关者理解其范围和边界。它包括：

   • 供应商：谁或什么为过程提供输入？
   • 输入：过程需要哪些材料、信息或资源？
   • 过程：把输入转化为输出的一系列步骤或活动。
   • 输出：过程产出或交付了什么？
   • 顾客：谁接收输出或从过程中受益？

   填写这份 SIPOC 图模板，并按你的研究项目定制。你可以用 Google 绘图、PowerPoint、Draw.io、Mermaid 或任何其他合适的工具来绘制。

   你的 SIPOC 图应当：

   • 呈现被研究的过程（例如做咖啡、制造半导体、提供医疗服务），而不是研究它的过程。"建回归模型"或"写报告"不应出现在你的 SIPOC 图里。
   • 美观，颜色使用清晰有效。
   • 可读；不应让读者放大 1000% 才能看清。

   目标读者：把这份文件当作你要提交给高层管理者（例如首席技术官）或资助机构、以争取项目支持的材料。CTO 或资助机构会想看到什么信息？

   提交方式

   上传一份包含图表的 .docx 文件。

   注：自己保留一份可编辑版本的图表。期末报告会用到。

   VOC 树模板 SIPOC 图模板

5. 过程图与文献综述

   把 SIPOC 的中间打开，变成真实的步骤、决策和交接序列——包括没人画在正式图上的返工回路——并在同一次提交里，写明关于该失效模式或过程已经知道什么。引用你用到的文献；目的是避免重新推导一篇已发表的结果。

   说明

   过程图

   把 SIPOC 的中间打开，变成真实的步骤、决策和交接序列。从过程图模板出发，按你的项目定制；保留一份可编辑版本，供期末报告使用——在报告正文中它会与逐步说明整合在一起。

   文献综述

   预计用时：1–3 小时。

   背景 / 文献综述 / 项目界定。

   • 任务：总结与你的主题相关的既有学术研究和专业实践，取材于期刊论文和各机构的报告。我们不要求完整的文献综述，但至少要包含 20 个来源。
   • 聚焦近期工作（其中往往已概述早期研究）。你的综述会为方法、模型设计和分析带来好点子。在参考文献列表中恰当引用所有来源。
   • 例如，对于市场或行业主题，描述该市场或行业的基本特征；对于政策问题，描述相关法规及其背景。
   • 参考文献：至少 20 条 APA 格式的参考文献。
   • 文内引用：每条参考文献都必须在正文中至少被引用一次。
   • 来源类型：学术期刊论文、报告的混合，必要时可加新闻报道或其他来源。
   • 目标：必须直接关联你的研究问题。写文献综述的有用思路：
     1. 对你的问题有哪些替代解释？
     2. 该产品的背景是什么，已知问题有哪些，正在研究的处理措施是什么？
     3. 把过往研究的参数汇成一张表，总结其发现。共同的发现是什么？哪些没有被好好评估或测量（或无法测量），你的研究如何弥补？
     4. 用你的 SIPOC 图和/或过程图，用背景文献解释其中的每一部分。哪些方面还没被充分理解？

   目标读者：把这份文件当作你要提交给高层管理者（例如首席技术官）或资助机构、以争取项目支持的材料。CTO 或资助机构会想看到什么信息？

   提交方式

   上传一份包含文献综述的 .docx 文件。

   注：你可能会被指派同行评审另外两个团队的文献综述。把它当作了解其他团队在做什么的机会。"三明治式"反馈很有效：三条评语，两条肯定、一条改进建议。

   过程图模板

6. 研究设计

   准确说明你如何取得证据：测什么、多频繁、在什么条件下，以及怎样的结果会改变你对原因的判断。任何打算在人身上做的实验，跑之前都要经过教师审核。

   说明

   研究设计

   预计用时：约 1 小时。

   填写研究设计表（模板在此）来设计你的项目。关键组成部分：

   • 问题：一个具体、可检验的研究问题。
   • 测量指标：你将使用的 2–3 个具体指标。
   • 数据来源：这些数据从哪里来；模拟数据也可以，只要它来自前人研究中的真实参数。
   • 方法：你将用来回答研究问题的、来自本课程的具体方法和技术。

   目标读者：把这份文件当作你要提交给高层管理者（例如首席技术官）或资助机构、以争取项目支持的材料。CTO 或资助机构会想看到什么信息？

   格式要求

   • 使用文内引用。
   • 包含参考文献部分，列出所有引用的著作。使用规范且一致的引用格式；不确定时可询问教师，或参考期刊使用的引用格式。
   • 避免脚注；脚注只用于正文中并非必需的补充材料。

   其他说明

   • 你的分析可能导向实证研究、假设检验、实验设计或系统优化/控制。把发展这些含义作为工作的最终产出来提及是可以的。
   • 对远程（DL）学生和有工作经验的学生来说，这个项目是与同事或经理讨论课程项目如何改进贵公司产品或服务的好机会。以往的 DL 学生（及其经理）对发起与本职工作紧密相关的项目反响非常积极。教师随时愿意讨论项目想法，帮你走上正轨并尽早组队。

   提交方式

   上传一份包含已填写模板的 .docx 文件。

   研究设计模板

7. 初步结果与财务影响

   分析的第一轮——图表、拟合模型、区间——与改进值多少钱一并报告：现在的劣质成本、之后的成本、以及修复要花什么。足够早，测量系统坏了还来得及修。

   说明

   初步结果

   预计用时：3 小时以上。

   总结你的初步方法和结果。你的回答应包括：

   • 测量指标[100–150 字]：你在测量什么？
   • 假设[约 100 字]：充分描述你的假设。你的主题无疑很复杂，所以你很可能会用假设来简化它、把某些事情当作给定；请解释并论证你的选择。
   • 模型 / 方法[至少 100–300 字]：用较大篇幅充分描述你的模型、方法或技术，以及它们究竟如何、为何帮助你回答研究问题。（要详细，不是"我们做了个回归模型。下一个！"）
   • 结果[至少 300 字]：总结统计分析生成的数字。
   • 正文中的关键数字：在正文中报告分析中的重要数字，注意统计显著性和置信区间。
   • 结果表 / 图：用表格和/或图表透明地报告结果。如果你做了回归模型，就报告回归表，以此类推。
   • 必须展示结果：你的回答必须真正展示结果，而不是未来要做什么的计划。那是研究设计；这里是结果。没有结果不给分。
   • 安排好时间：这需要实实在在的时间和精力。有问题请尽早联系教师和/或助教。

   提交方式：上传一份包含你回答的 .docx 文件。自己保留一份可编辑版本；期末报告会用到。

   财务影响

   预计用时：约 1 小时。

   六西格玛认证委员会期望所有六西格玛黑带申请者都能有意义地估算其工程工作为客户创造的财务价值。请基于你的项目分析，展示潜在的财务影响。

   为你的六西格玛报告"讨论"部分起草一节 300–500 字的"财务影响"，根据你的结果说明具体的财务影响。它应包括：

   • 基于具体文件或网络资源的合理成本估算。（去搜！）
   • 对所引用的任何成本估算或外部数据给出文内引用和参考文献。
   • 基于你的结果做成本比较：实施你根据结果提出的某项具体改变之前与之后，X 各要花多少钱。
   • 你所提议改变的现实预期收益。
   • 财务影响估算的置信区间。要有计算它们的方案。你的情形往往没有现成的标准误公式；可能需要用自助法（bootstrap）或模拟来构造置信区间或不确定性估计。这些估计必须真实有效。

   你的回答应基于证据。不要夸大其词。

   参考这个使用 Hot Springs 数据的示例：ZZ_financial_analysis.R。

   目标读者：把这份文件当作你要提交给高层管理者（例如首席技术官）或资助机构、以争取项目支持的材料。CTO 或资助机构会想看到什么信息？

   提交方式：上传一份包含你回答的 .docx 文件。可由一名学生代表全组提交。

   财务分析示例

8. 初稿

   在还有时间修改时，把整份报告从头到尾拼起来。完整到足以得到真正反馈——缺口就叫缺口，不要悄悄省掉。

   说明

   初稿

   预计用时：3 小时以上。

   撰写六西格玛报告的初稿，综合你此前完成的图表和分析。提交：

   • 一份单倍行距、进行中的报告，含 1800–2100 字的新内容（约 5–6 页）。
   • 报告更新项目状态：已完成什么、还剩什么及时间线、主要问题及应对策略、所用参考文献。
   • 字数限制是下限，不是上限。需要更多字数，很好，尽管写。

   你可以遵循以下总体结构：

   • 引言
     • 项目章程（模板；已完成，不计入字数）
     • 背景与项目动机 [100–150 字]
     • 项目目标与预期贡献 [100–150 字]
   • 文献综述
     • SIPOC 图（模板；不计入字数）
     • 过程图（模板；不计入字数）
     • 顾客之声树（模板；不计入字数）
     • 背景文献 [200–300 字]
   • 方法论
     • 研究设计（模板；已完成，不计入字数）
     • 数据 [100–150 字]
     • 测量指标 [100–150 字]
     • 模型 / 方法 [100–300 字]
   • 初步结果 [300 字以上]
   • 讨论 [300 字]
     • 发现摘要 [约 100 字]
     • 财务影响 [200 字]
   • 引用文献（不计入字数）

   目标读者：把这份文件当作你要提交给高层管理者（例如首席技术官）或资助机构、以争取项目支持的材料。CTO 或资助机构会想看到什么信息？

   提交方式

   上传一份包含初稿的 .docx 文件。

9. 期末报告

   整条弧线写进一份文件——定义、测量、分析、改进、控制——以一份别人真能照着做的建议收尾。黑带认证就是对照这份交付物来评的，所以要求详尽完整。

   说明

   期末项目报告

   预计用时：5–10 小时。

   撰写期末报告，所有代码放在附录中。报告应满足以下每项要求（R1–R5），权重如标注。

   R1 · 引言（10%）

   • 提出你的主题（产品、服务或集成系统当前的任何质量或可靠性问题），并论证它对某一有意义的人群或客户群（例如企业高管、质量团队负责人、政策制定者）的重要性。可以引入一个宽泛的主题，但项目必须聚焦于一个能在一个学期内深入分析的窄切面。
   • 在此整合此前的图表：项目章程（模板；已完成）。

   R2 · 背景 / 文献综述 / 项目界定（15%）

   • 总结与你的主题相关的既有学术研究和专业实践，取材于期刊论文和各机构的报告。不必是完整的文献综述，但至少 20 个来源。聚焦近期工作。在参考文献列表中恰当引用所有来源。
   • 例如，对于市场或行业主题，描述该市场或行业的基本特征；对于政策问题，描述相关法规及其背景。
   • 在此整合此前的图表，每张图都在正文中配以详细的逐步说明：SIPOC 图（模板）、过程图（模板）、顾客之声树（模板）。
   • 参考文献列表和文内引用（置于论文末尾）。

   R3 · 测量与设计（40%）

   • 总结你的方法，描述数据和变量、假设、具体模型和技术，以及它们究竟如何、为何帮助你回答研究问题。包括：研究设计表（模板；已完成）、数据、测量指标、假设（你的主题很复杂，所以你会用假设来简化它；请解释并论证你的选择）、模型 / 方法 / 技术。

   R4 · 分析、建议与结论（25%）

   • 用准确但易懂的语言，清晰、透明地报告结果。解释你的分析和建模、关键发现、任何局限，以及解决问题或回答问题所需的下一步。包括：结果（含财务影响分析）、讨论、建议与结论。
   • 实施计划表（模板），并在正文中配以详细的逐步说明。
   • 控制计划图（模板），并在正文中配以详细的逐步说明。

   R5 · 格式与写作（10%）

   • 基本格式（5%）：18–40 页、双倍行距，不含图表、参考文献列表等页面。代码放在附录中。
   • 写作质量（5%）：语法、拼写和句子结构良好，同时结构和组织清晰、行文流畅、陈述公允（优点与不足）。你的目标读者是至少受过研究生层次训练的从业者，不一定是理论高手。假设一位受过系统工程训练的公司顾问会阅读你的报告，并把你的结果传播给最终用户。

   附加分（最多 8%，视情况）

   • 团队协作质量。

   提醒

   完成期末报告时，请简单检查以下各项；这些是正式六西格玛报告的标准要求，但在忙碌的期末很容易忘记。

   • 项目章程控制在一页之内（不必双倍行距）。
   • 在正文中引用你的表、图和公式："如表 1 所示……"或"公式 1 表明……"。
   • 在正文中讨论你的表和图。带读者走一遍图表展示的内容：监控计划的每一步；哪根柱最高、哪根最低。不必描述每个部分，但为读者解读图表是你的职责。
   • 如有帮助，可在引言中复用项目章程的内容。很多章程包含出色的统计数据和精炼的总结；严格来说章程是一张表、一个独立项目，不算正文，读者可能会跳过。欢迎在引言中复用其措辞和数据。
   • 好报告 = 好写作。在新章节开头使用过渡句和总结句，使用标题和小标题，必要时使用加粗或斜体。过渡句示例："接下来，我们介绍统计分析的方法……"总结句示例："这包括（1）为寿命分布建模，（2）估计一块饼干的寿命，（3）为饼干成本建模，（4）预测成本随时间的变化。首先，为了给寿命分布建模，我们……"
   • 附录放在报告末尾、参考文献之后（尤其是代码；读者读代码会睡着，所以放在最后）。标记为图 A1、A2，表 A1，公式 A1，图 B1，以此类推。
   • 附上带注释的代码。透明是向客户证明你确实做了分析的关键。

   提交方式

   上传一份包含报告的 .docx 或 PDF 文件。必须包含含完整代码的附录。

   实施计划模板 控制计划模板

10. 海报展示

    把报告压到陌生人站着就能吸收的程度：问题、证据、修复，以及证明它有效的那个数字。在课堂上现场展示。

    说明

    海报展示

    预计用时：3 小时以上。

    制作并在公开海报展示会上展示你的六西格玛项目学术海报（时间地点见 Canvas）。

    为什么是海报？这种形式帮助你（1）向未来的雇主简明地解释你的项目，（2）为你的职业作品集制作一张简洁漂亮的海报。

    要求

    • 内容：（1）研究问题，（2）数据，（3）方法，（4）结果，（5）讨论/启示。
      • 用简短的要点扼要说明每个部分；避免大段文字。
      • 两张描述你发现的 ggplot 图：信息丰富、美观、标注清楚。例如故障树图、系数图、统计模拟、过程概览，或课程中的任何技术。
      • 清晰陈述的目标量（回答你研究问题的单个数字）。
      • 任何目标量的置信区间，例如模拟、概率、beta 系数、预测。
    • 海报怎么做？参阅康奈尔图书馆的海报制作指南。
    • 模板：你可以用 PowerPoint / Google 幻灯片、LaTeX 等方式制作海报。
    • 尺寸：目标为 42 英寸宽 × 36 英寸高。
    • 交付物：（1）带上你的 PDF，（2）在 Canvas 上提交海报 PDF。

    海报展示会细节

    • 轮换：每个团队的海报贴在展板上，由你向参观者扼要介绍你的工作。前半场一半团队展示、另一半参观；后半场互换。
    • 非正式讲解：参观者看海报时，准备好用清晰的日常语言描述你的工作。这是锻炼"电梯演讲"的好机会。团队成员应轮流讲解。
    • 出席：黑带学生必须出席，但欢迎所有人。来为同学捧场。
    • DL 学生：如果整个团队都是 DL，请预录一段 2 分钟左右的海报讲解短视频（Zoom 录制即可），作为作业评论附件提交；DL 海报会在展示会上分享和展示。如果团队中有非 DL 成员，由他们展示海报，你则参与海报设计。

    往届海报与示例

    • 本课程往届海报（在 Canvas 上，供已选课学生查看——见下方卡片）
    • 学术海报示例：炉灶排放、中风预测、Reddit 帖子热度预测、其他健康科学示例。更多往届学生的示例海报已在 Canvas 上发布，供已选课学生查看。
    • Shiny 用户展示：shiny.posit.co/r/gallery

    提交方式

    上传一份包含海报的 .pdf 文件。如果是 DL，还需附上一个可用的短视频讲解分享链接。

    加分：如果你制作了 Shiny 应用仪表板，本次作业可获得加分。

    海报模板