Altoparlante | Trascrizione |
| Fred | Ciao e grazie per avermi invitato a presentare al Discovery Summit Americas 2020. Mi chiamo Fred Girshick e parlerò della ricerca sui lubrificanti utilizzando la regressione non lineare di JMP. |
| Quindi la mia agenda, farò alcune presentazioni su me stesso e il mio campo tecnico, un po' sullo sfondo della ricerca sui lubrificanti, |
| i tipi di domande a cui vogliamo rispondere utilizzando strumenti statistici, fornire alcuni esempi di modelli non lineari, mostrare come eseguo un'analisi non lineare e poi parlare di conclusioni e piani per il futuro. |
| Quindi presentazioni, quello è l'edificio in cui lavoro. |
| Quindi chi sono io |
| Se qualcuno di voi ha gridato 24601, si ottengono crediti extra all'esame finale. Mi chiamo Fred Girshick. Sono un ricercatore per un'azienda chimica specializzata, puoi vedere il nostro logo in alto a destra. |
| Siamo un produttore di additivi chimici per lubrificanti e carburanti. Abbiamo un gruppo di statistiche globale |
| per aiuto con situazioni più complicate, ma incoraggiamo i ricercatori a fare le proprie analisi statistiche o ad avvicinarsi ai dati, comprendere meglio le ipotesi e le fonti di errore. |
| La mia esperienza è con varie forme di oli motore per motori a combustione interna alternativi |
| autovetture, autocarri su strada, macchine da costruzione fuoristrada, ferrovie, aviazione, motori stazionari. E la mia specialità negli ultimi 19 anni sono i grandi motori e grande è un termine relativo. Quindi, più avanti, ti mostrerò cosa intendo quando dico un motore di grandi dimensioni. |
| Ero un precedente utente di SAS. Attualmente sono un utente di JMP. Non mi considero un utente sofisticato |
| Potrei essere intermedio. Tendo a fare lo stesso tipo di analisi più e più volte perché in genere mi pongo le stesse domande più e più volte, sto ancora imparando. Mi piacerebbe espandermi e diventare più sofisticato. |
| Sono più bravo in Microsoft Excel che in JMP, quindi uso Excel per preparare il set di dati da importare in JMP e molto spesso esporto i risultati in Excel, solo perché sono più abile con gli strumenti grafici e poi esporto in PowerPoint per la presentazione al cliente o in Word per |
| ....per una relazione tecnica. |
| Non ho intenzione di fare una dimostrazione dal vivo in tempo reale per entrare in JMP e affrontarlo. Quindi ho solo screenshot e indicherò ora lo farei ora, lo farei. |
| motori, trasmissioni, ingranaggi, pompe, motori. I lubrificanti possono essere solidi, liquidi o gassosi. |
| Mi concentro sugli oli motore liquidi. |
| detergente, disperdente e antiossidante, ecc. |
| Ora all'interno di ciascuno di questi tipi di additivi ci sono molte diverse opzioni chimiche, quindi il detersivo non è una cosa, è una famiglia di cose. E, naturalmente, non tutti gli oli motore contengono tutti i tipi di additivi. Usi solo ciò che è necessario |
| per l'efficienza. |
| L'intervento di oggi si concentrerà sui lubrificanti liquidi, oli motore, per motori alternativi a combustione interna (RICE). Questo è quello che c'è generalmente nella tua auto. |
| detergente, disperdente, antiossidante, antiusura, modificatore di attrito. Un esempio di ciascuno. Quindi il detersivo potrebbe essere solfonato di calcio. |
| anidride poliisobutilene succinica poliammina (PIBSA/PAM). |
| L'antiossidante è... potrebbe essere un fenolo ostacolato. L'antiusura potrebbe essere una molecola complicata di zinco dialchil ditio fosfato (ZDDP). |
| E un modificatore di attrito, qualcosa come il glicerolo dioleato. Noterai che tutti questi hanno una parte più polare della molecola e una parte meno polare della molecola. |
| In termini generali, la parte polare è ciò che gli conferisce la sua funzione e la parte non polare è ciò che lo rende solubile nell'olio di petrolio. |
| E ora ti dirò cosa intendo per grandi motori. Ecco un esempio di uno dei nostri laboratori |
| Quindi grandi motori. Innanzitutto, cosa non è un motore di grandi dimensioni. Quindi questa è un'auto. È l'auto di mia moglie. Ha un motore ragionevolmente potente di 200 cavalli. |
| Non è un grande motore. E i camion che percorrono l'autostrada, sai, producono energia, trainano merci. No, sono circa 500 cavalli. Non è un grande motore. I miei esempi di motore di grandi dimensioni sono un motore di una locomotiva ferroviaria. |
| Quindi ecco un'immagine di un motore di una locomotiva installato nella locomotiva. Il contorno rosso è il motore e c'è chi lo sta installando, ti dà un'idea delle dimensioni. |
| Motori stazionari a gas naturale, di cui parleremo oggi. |
| Prendi il mio puntatore laser. |
| Quindi ecco un esempio di uno di quei 5900 cavalli. La cosa verde. E poi alla fine c'è la persona che ci lavora. |
| E un altro esempio di un grande motore è un motore marino, navi in mare. Ed ecco un motore marino. Questo in particolare genera 98.000 cavalli e c'è la persona che ci lavora. Quindi questo è ciò che intendo quando dico motori di grandi dimensioni. Sono davvero grandi. |
| I tipi di domande a cui vogliamo rispondere nella ricerca sui lubrificanti, cose come quanto bene questo test al banco prevede le prestazioni reali nel mondo reale, sai, se sto facendo test di screening, test di rig. |
| In che modo le prestazioni dipendono dalla concentrazione di un additivo? Quanto devo metterci? In che modo la struttura dell'additivo influisce sulle prestazioni? Se rendo quella catena di idrocarburi più lunga o più ramificata? Se cambio il rapporto tra la parte polare e la parte non polare? |
| Posso prevedere le prestazioni dalla composizione, solo guardando la molecola posso prevedere cosa farà? |
| Quanto durerà il prodotto prima che sia necessario cambiarlo? Quindi nella tua auto ti viene detto di cambiare l'olio ogni 3000 miglia o 5000 o 7500 o 10.000, a seconda di chi lo chiedi. |
| Quanto è migliore il mio prodotto premium rispetto al mio prodotto della linea principale? C'è una differenza tra quelli? Esiste una proposta di valore? Come si confronta il mio prodotto con il prodotto del mio concorrente? Quindi, questo è il genere di cose che facciamo. |
| Ora, lasciatemi parlare di non lineare. Cosa intendo per non lineare. Quindi nel mondo delle equazioni, nel mondo delle statistiche, non lineare significa non lineare nei parametri, non nelle variabili. |
| Ok, allora facciamo un gioco molto veloce lineare o non lineare... |
| non lineare. Quindi y è uguale a mx più b. Questa è la classica equazione lineare. |
| Se non fai nient'altro lo sai. |
| Bene, che dire di un quadratico. Ora ho x al quadrato. E non è lineare. È quadratico, ma a, b e c sono i parametri. Sono lineari. Anche questa è un'equazione lineare. |
| E il cubico? Stessa cosa. Qualsiasi polinomio sarà lineare nei parametri. Quindi è una regressione lineare. |
| a per e alla bx. Quindi ho un pre-esponente...esponenziale a, e ho b nell'esponente, ma questa equazione può essere facilmente riscritta come log e ora è di nuovo un'equazione lineare. Quindi regredirei semplicemente log di y rispetto a x. |
| Y è uguale ad A più B x alla C. Quindi questo non è e alla x. È x per qualcosa. E questo non è lineare. Quindi questo è un esempio di equazione non lineare. |
| Y è uguale ad A su x più b. |
| Va bene. A e B sono in posti diversi. C'è una somma, ma ancora una volta posso riscriverla, se prendo i reciproci. Quindi regredirei 1 su y contro x e poi questa diventa una situazione lineare. |
| Y è uguale a A per x su b più x. |
| Questo è un non lineare. Questo è molto classico Michaelis-Menten, qualcosa che ha a che fare con la biologia e |
| cinetica enzimatica. |
| E poi ecco una specie di complicata equazione. Questa è l'equazione che useremo oggi. E questo è decisamente non lineare. |
| Quindi l'esempio che ho scelto per oggi è un motore a gas naturale |
| ossidazione, quindi in servizio l'olio si ossida. Questa è una foto di uno dei motori |
| in cui abbiamo fatto il test. Questa è una stazione di compressione. Quindi il contorno blu è il motore. Il contorno rosso è il compressore che sta azionando, la pompa, e quella struttura piuttosto grande evidenziata in verde nella parte posteriore, cioè il radiatore. |
| Quindi, in generale, l'ossidazione per i nostri scopi, l'ossidazione è la degradazione causata dalla reazione con l'ossigeno. |
| Ora, a rigor di termini durante le lezioni di chimica impari che l'ossidazione può avvenire senza ossigeno. Ha a che fare con la perdita di elettroni, ma non è quello che sta succedendo qui. Esempi comuni sono quando le fette di mela diventano marroni o il latte vecchio diventa acido. |
| Come abbiamo detto prima, gli oli motore sono per lo più molecole di idrocarburi. Sono esposti a temperature elevate durante il funzionamento del motore. |
| La combustione del carburante genera radicali liberi che entrano nell'olio e promuovono l'ossidazione. I radicali liberi sono frammenti molecolari con elettroni spaiati. |
| Sono instabili e reattivi e attaccano altre molecole per accoppiare i loro elettroni. Durante la combustione del carburante le molecole vengono semplicemente disgregate per formare questi frammenti |
| L'ossidazione dell'olio motore porta a conseguenze indesiderabili come l'ispessimento dell'olio. Quindi una viscosità maggiore di quella richiesta dal progetto del motore |
| riduce anche il risparmio di carburante, perché devi spingere un liquido più denso. L'ossidazione forma acidi e l'acido può corrodere le parti metalliche. L'ossidazione provoca depositi e i depositi possono bloccare i passaggi dell'olio e far morire di fame il motore dall'olio lubrificante o impedire le parti in movimento, semplicemente attaccando le cose. |
| L'ossidazione nel nostro campo è spesso misurata dall'infrarosso e le unità sono l'assorbanza per centimetro. I produttori di motori pubblicano i limiti ai quali l'olio deve essere cambiato. Quindi, quando l'ossidazione raggiunge un certo punto, è necessario cambiare l'olio per mantenere la garanzia. |
| Nel progetto di test di cui parlerò oggi, c'erano due diversi produttori di motori a gas naturale, che ho appena chiamato X e Y per non fare nomi e renderlo un generico |
| C'erano tre oli, che ho chiamato blu, rosso e verde, o a, b e c per questo esempio. Ed era un design 3x2, quindi ogni olio era in ogni design del motore. |
| Il totale... è stato eseguito per circa 14 mesi, ovvero 10.000 o 11.000 ore di funzionamento. Sono circa 15 mesi 14-15 mesi di funzionamento continuo a più del 95% del carico massimo. |
| I motori venivano spenti solo quando era necessario effettuare un cambio dell'olio. |
| Ora, se pensi a quel periodo di tempo, |
| se tu, se guidassi la tua auto vicino alla massima potenza del motore, e diciamo una media di 70 miglia all'ora, sarebbero 700.000 miglia di un test. |
| Ora, per l'esempio di oggi, esaminerò solo in dettaglio uno dei modelli di motore, quello che ho chiamato x. |
| I campioni di olio sono stati prelevati ogni settimana fino a 10 giorni, quindi il totale è di circa 600 campioni. |
| Molti parametri sono stati menzionati circa 20 proprietà dell'olio. |
| Inoltre abbiamo esaminato il motore, effettuato misurazioni fisiche dell'usura, misurazioni fisiche dei depositi. Per ora guarderò solo l'ossidazione. |
| Quindi ecco, ecco il set di dati. È stato troncato. L'ho semplificato per mostrare solo ciò che sarà necessario per oggi. Quindi le variabili di colore |
| è la formulazione dell'olio, il blu, il verde e il rosso. L'olio è variabile, questa è l'età dell'olio in ore. Quindi queste sono le ore trascorse dall'ultimo cambio d'olio, mentre test sono le ore accumulate, il totale dall'inizio del test, e Ox è l'ossidazione in queste unità di assorbanza per centimetro. |
| Ora noterai le righe, ho codificato a colori le righe in base al colore. Quindi tutto l'olio che ho chiamato olio blu, ho colorato i pennarelli in blu e rosso in rosso, ecc. E ho anche assegnato delle forme. Quindi il produttore x ha un quadrato e il produttore y ha un cerchio. |
| Ora, come ho detto, l'intero set di dati è molto più esteso di questo. |
| Ok, quindi prendiamo il nostro set di dati. |
| tracciare i dati. |
| È sempre la prima cosa che fai. |
| Quindi in JMP, |
| quindi quello che farò, ancora una volta, non sto facendo una dimostrazione dal vivo di JMP. Quindi mostrerò l'azione |
| Sulla sinistra le parole e quella freccia significano che è un'azione e poi ci sarà un cerchio rosso che mostra dove lo fai. Quindi usa la piattaforma grafica, una scatola scende, Graph Builder, |
| e questo ti porta a questa casella, Graph Builder. |
| Quindi prendi il petrolio come variabile x. Quindi fai clic su di esso e trascinalo qui. |
| E in assenza di una Y, ti mostra come un istogramma. |
| E poi bue è la nostra variabile dipendente; bue, la variabile y e ottieni questo |
| Ora c'è un ovvio valore anomalo. Anche io posso dirlo. Ce ne libereremo più tardi. |
| Quindi sembra piuttosto disordinato. |
| Quindi separerò i due diversi OEM, produttore di apparecchiature originali. |
| Quindi, se prendo l'OEM e lo metto in overlay, |
| ora ho blu e rosso solo JMP sceglie i colori. Quindi risulta che il blu è la x e il rosso è la y. E puoi vedere che i due diversi modelli di motore si comportano in modo molto diverso. |
| Il blu ha ovviamente una vita più breve; il rosso ha una durata maggiore dell'olio. Quindi per oggi, esamineremo solo un... |
