关于睡眠时间的六西格玛体验

曹阳

摘要：本文通过记录连续42天（6组数据，每组7天）的与睡眠时间相关的数据，分析了西格玛的变化在均值-极差分析、均值-标准差分析中的体现，同时又特针对其中的睡眠时长和深度睡眠时间比例进行了过程能力分析，总结了睡眠时间的规律，并对选择优质睡眠提出了合理化建议

关键词：睡眠时间；六西格玛；数据分析

引言 睡眠时间是指人及动物的一种自然生理现象，意识的自然的、通常为有规律的暂时中止，在此期间体力得到恢复的过程时间，能达到闭目安息，大脑皮质处于休息状态。人的睡眠时间不宜过长，成年人昼夜7-8小时便已也足够，如果想用增加睡眠时间来获得健康，那反而会适得其反，增加疾病，缩短寿命。一般情况一天有得6-8小时的正常睡眠就很充足了。如果由于工作或其他事情耽误了睡眠，视耽误的多少可以适当弥补一些，一般总的弥补量不宜超过两小时。起床后做些平常所做的活动，便能精力充沛一切恢复正常。过多的弥补非但无益，反会更加精神恍忽，甚至还会头昏脑胀出现类似问题。

1 绪论

1.1 实验目的及意义

为选用一组时间来体验西格玛，并感受六西格玛在我们日常生活中的应用，特选择睡眠时间作为六西格玛分析的研究对象。

1.2 六西格玛分析简介

六西格玛是一套系统的、集成的业务改进方法体系，是旨在持续改进企业业务流程，实现客户满意的管理方法。σ是一个希腊字母，读作“西格玛”，在数理统计中表示“标准差”，是用来表征任意一组数据或过程输出结果的离散程度的指标，是一种评估产品和生产过程特性波动大小的参数。西格玛质量水平则是将过程输出的平均值、标准差与质量要求的目标值、规格限联系起来进行比较，是对过程满足质量要求能力的一种度量。西格玛水平越高，过程满足质量要求的能力就越强；反之，西格玛水平越低，过程满足质量要求的能力就越低。

2数据收集与实验准备

本实验采用小米手环为测量工具，测量的主要数据有深度睡眠时长、浅睡时长、入睡时间、醒来时间和睡眠时长，后计算出深度睡眠时间所占睡眠总时长的比例。基础数据如下表所示。

备注：加粗字体者为非工作日

3 数据分析与结论

本实验使用MINITAB软件进行数据分析（均值-极差分析、均值-标准差分析和过程能力分析）

3.1 关于入睡时间的数据分析

3.1.1均值-极差分析

入睡时间的 Xbar-R 控制图检验结果：均值和极差均在六个标准差范围之内

3.1.2均值-标准差分析

入睡时间的 Xbar-S 控制图检验结果：均值和标准差均在六个标准差范围之内

3.1.3小结

入睡时间均在控制限范围之内，说明作为样本的六周内入睡时间较为接近，分布较为平衡，可认为过程稳定。

3.2 关于醒来时间的数据分析

3.2.1均值-极差分析

醒来时间的 Xbar-R 控制图检验结果：

醒来时间的 Xbar 控制图检验结果：

检验 1。1 个点，距离中心线超过 3.00 个标准差。

检验出下列点不合格： 1， 5， 6， 7

醒来时间的 R 控制图检验结果：

检验 1。1 个点，距离中心线超过 3.00 个标准差。

检验出下列点不合格： 6

3.2.2均值-标准差分析

醒来时间的 Xbar-S 控制图检验结果：

醒来时间的 Xbar 控制图检验结果：

检验 1。1 个点，距离中心线超过 3.00 个标准差。

检验出下列点不合格： 1， 5， 6， 7

醒来时间的 S 控制图检验结果：

检验 1。1 个点，距离中心线超过 3.00 个标准差。

检验出下列点不合格： 6

3.2.3小结

由上述控制图可知，周一、周五醒来时间最早，周六和周日最晚，这与上课安排有关，醒来时间基本决定于闹钟时间。

3.3 关于睡眠时长的数据分析

3.3.1均值-极差分析

睡眠时长的 Xbar-R 控制图检验结果：均值在六个标准差范围之内

睡眠时长的 R 控制图检验结果：

检验 1。1 个点，距离中心线超过 3.00 个标准差。

检验出下列点不合格： 6

3.3.2均值-标准差分析

睡眠时长的 Xbar-S 控制图检验结果：均值和标准差均在六个标准差范围之内

3.3.3过程能力分析

进行该分析的前提是该组实验数据基本服从正态分布，规定睡眠时长的下限是7小时，上限是9小时。由MINITAB过程能力报告（95.0%置信）可知，正态分布的标准中心在8-8.5之间，与实际均值8.29738基本吻合。过程能力指数为0.26，说明睡眠时长过程能力严重不足，需采取紧急措施提高过程能力，可考虑放宽标准范围。

3.3.4小结

睡眠时长基本在控制限范围之内，说明作为样本的六周内睡眠时长较为接近，分布较为平衡，可认为过程稳定。尽管周一到周日的入睡时间和醒来时间不尽相同，但是二者相差的总睡眠时长大体相同，故样本数据在六西格玛范围之内。

3.4 深度睡眠时间的比例

3.4.1均值-极差分析

深度睡眠时间比例的 Xbar-R 控制图检验结果：均值和极差均在六个标准差范围之内

3.4.2均值-标准差分析

深度睡眠时间比例的 Xbar-S 控制图检验结果：均值和标准差均在六个标准差范围之内

3.4.3过程能力分析

进行该分析的前提是该组实验数据基本服从正态分布，规定深度睡眠时间比例的下限是0.22，上限是0.38。由MINITAB过程能力报告（95.0%置信）可知，正态分布的标准中心在0.28-0.32之间，与实际均值0.302803基本吻合。过程能力指数为0.23，说明深度睡眠时间比例时长过程能力严重不足，需采取紧急措施提高过程能力，可考虑放宽标准范围。

3.4.4 小结

深度睡眠时间比例均在控制限范围之内，说明作为样本的六周内深度睡眠时间比例较为接近，分布较为平衡，可认为过程稳定。

3.5结论与建议

3.5.1 实验结论

由基础数据和上述分析结果可知，周六周日和节假日入睡时间和醒来時间会更晚，睡眠时长会更长。深度睡眠时间比例约为0.3，和科学比例0.25较为接近。

3.5.2 睡眠建议

（1） 坚持按时上床。

（2）保持卧室空气流通和适宜温度。

（3）坚持睡前的习惯性活动。

（4）晚上尽量少吃难消化或油腻或有刺激味的食物，睡前2小时不可喝含酒精或咖啡因的饮料。

（5）睡前不能进行剧烈运动，若有傍晚或晚上锻炼的习惯要在睡前4小时进行。

（6）睡前不要用脑过度，苦思冥想会使大脑异常兴奋而难以平静。

（7）睡前洗个热水脚，会感到更舒适并有利于身体健康。

4 附言

（1）本实验以小米手环为测量工具，数据的精确性欠为妥当，但作为定性分析和定量分析相结合的测量工具，还是有一定科学依据的。

（2）由于小米手环的工作原理，入睡和醒来时间的差不一定等于睡眠时长。

（3）由于数据均是在自然状态下测且测量对象为同一人，故实验数据较容易受客观因素影响，也会存在一定的偶然性。