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| フレッド | こんにちは。Discovery Summit Americas 2020 に招待していただきありがとうございます。 私の名前は Fred Girshick です。JMP の非線形回帰を使用した潤滑剤の研究についてお話します。 |
| 私の議題は、私自身と私の技術分野について紹介し、潤滑油研究の背景について少し説明します。 |
| 統計ツールを使用して回答したい質問の種類、非線形モデルの例を示し、非線形分析の方法を示し、結論と将来の計画について話します。 |
| はじめに、それが私が働いている建物です。 |
| だから私は誰ですか |
| 誰かが 24601 と叫んだ場合、最終試験で追加の単位を取得できます。 私の名前はフレッド・ガーシックです。 私は特殊化学会社の研究者です。右上に当社のロゴが見えます。 |
| 当社は、潤滑油および燃料用の化学添加剤のメーカーです。 グローバル統計グループがあります |
| より複雑な状況については、研究者が独自の統計分析を行うか、データに近づき、仮定とエラーの原因をよりよく理解することをお勧めします。 |
| 私の経験は、レシプロ内燃エンジン用のさまざまな形式のエンジン オイルです。 |
| 乗用車、オンハイウェイ トラック、オフハイウェイ建設機械、鉄道、航空、固定エンジン。 そして、過去 19 年間の私の専門は大型エンジンであり、大型は相対的な用語です。 ですから、後で、私が大型エンジンと言うときの意味をお見せします。 |
| 私は SAS の以前のユーザーでした。 私は現在JMPのユーザーです。 自分は洗練されたユーザーだとは思わない |
| 私は中級者かもしれません。 私は同じタイプの分析を何度も何度も行う傾向があります。なぜなら、私は通常、同じ質問を何度も繰り返しているからです。私はまだ学んでいます。 拡張してより洗練されたものになりたいです。 |
| 私はJMPよりもMicrosoft Excelの方が得意なので、Excelを使用してJMPにインポートするデータセットを準備し、結果をExcelにエクスポートすることがよくあります。これは、私がグラフ作成ツールに慣れてからエクスポートするためです。顧客向けのプレゼンテーション用に PowerPoint に、または Word 用に |
| ....テクニカルレポート用。 |
| 私は、JMP を使って実際に動く実写デモをリアルタイムで行うつもりはありません。 スクリーンショットがあるだけで、今はこれをやる、あれをやる、ということを指し示します。 |
| エンジン、トランスミッション、ギア、ポンプ、モーター。 潤滑剤は、固体、液体、気体のいずれでもかまいません。 |
| 私は液体エンジンオイルに専念しています。 |
| 洗浄剤、分散剤、酸化防止剤など |
| 現在、これらの添加剤の種類ごとに、さまざまな化学的選択肢があります。そのため、洗剤は 1 つのものではなく、一連のものです。 もちろん、すべてのエンジン オイルにすべての種類の添加剤が含まれているわけではありません。 必要なものだけを使用します |
| 効率のために。 |
| 今日の講演は、レシプロ内燃機関 (RICE) 用の液体潤滑剤、エンジン オイルに焦点を当てます。 それはあなたの車に一般的にあるものです。 |
| 洗剤、分散剤、酸化防止剤、耐摩耗性、摩擦調整剤。 それぞれの一例です。 したがって、洗剤はスルホン酸カルシウムかもしれません。 |
| ポリイソブチレン無水コハク酸ポリアミン (PIBSA/PAM)。 |
| 酸化防止剤は...ヒンダードフェノールかもしれません。 耐摩耗性は、ジアルキルジチオリン酸亜鉛 (ZDDP) 複雑な分子である可能性があります。 |
| そしてグリセロールジオレエートのような摩擦調整剤。 これらはすべて、分子の極性の高い部分と分子の極性の低い部分を持っていることに気付くでしょう。 |
| 大まかに言うと、極性部分はその機能を与えるものであり、非極性部分はそれを石油に溶解させるものです. |
| ここで、大型エンジンの意味を説明します。 これは私たちの研究室の一例です |
| とても大きなエンジン。 まず、大型エンジンではないもの。 だからこれは車です。 妻の車です。 200馬力のかなり強力なエンジンを搭載しています。 |
| それは大きなエンジンではありません。 高速道路を走るトラックはどうでしょうか。電力を供給し、貨物を牽引します。 いいえ、約 500 馬力です。 それは大きなエンジンではありません。 私の大型エンジンの例は、鉄道機関車のエンジンです。 |
| これは、機関車に機関車エンジンが取り付けられている写真です。 赤い輪郭がエンジンで、それを取り付ける人がいて、大きさがわかります。 |
| 今日の話は定置式の天然ガスエンジンです。 |
| レーザーポインターを手に入れてください。 |
| これが 5900 馬力の 1 つの例です。 緑のもの。 そして最後はそれに取り組む人です。 |
| 大型エンジンのもう 1 つの例は、海を航行する船舶の船舶用エンジンです。 そしてこちらがマリンエンジン。 この特定のものは 98,000 馬力を生成し、それに取り組んでいる人がいます。 これが私が大型エンジンと言うときの意味です。 彼らは本当に大きいです。 |
| 潤滑油の研究で私たちが答えたい質問の種類は、このベンチテストが実際の実際のパフォーマンスをどの程度正確に予測するかなどです。 |
| 性能は添加剤の濃度にどのように依存しますか? いくら入れる必要がありますか？ 添加剤の構造が性能に与える影響は？ その炭化水素鎖を長くしたり分岐させたりしたら？ 極性部分と非極性部分の比率を変えたら？ |
| 組成から性能を予測することはできますか? 分子を見るだけで、それが何をするかを予測できますか? |
| 交換が必要になるまで、製品はどのくらいの期間使用できますか? したがって、あなたの車では、誰に尋ねるかによって、3000 マイル、5000 マイル、7500 マイル、または 10,000 マイルごとにオイルを交換するように言われます。 |
| プレミアム製品はメインライン製品よりどれくらい優れていますか? それらの間に違いはありますか？ 価値提案はありますか？ 私の製品は競合他社の製品と比べてどうですか? ですから、これらは私たちが行う種類のことです。 |
| さて、非線形について話しましょう。 非線形とはどういう意味ですか。 したがって、方程式の世界では、統計の世界では、非線形は、変数ではなくパラメーターの非線形を意味します。 |
| よし、それでは、線形または非線形の非常に高速なゲームをプレイしましょう... |
| 非線形。したがって、y は mx と b を足したものに等しくなります。 これは古典的な線形方程式です。 |
| あなたが他に何もしなければ、あなたはそれを知っています。 |
| では、二次方程式はどうでしょうか。 これで x の 2 乗ができました。 そして、それは直線的ではありません。 これは 2 次ですが、a、b、および c がパラメーターです。 それらは線形です。 これも一次方程式です。 |
| キュービックはどうですか？ 同じこと。 多項式は、パラメーターで線形になります。 だから線形回帰です。 |
| bx に a 回 e。 前の指数... 指数 a があり、指数に b がありますが、この方程式は対数として簡単に書き直すことができ、再び線形方程式になります。 したがって、x に対して y の対数を回帰するだけです。 |
| Y は、C に A と B x を加えたものに等しくなります。 したがって、これは x に対する e ではありません。 何かに×です。 そして、これは非線形です。 これは非線形方程式の例です。 |
| Y は、x に b を加えた上で A に等しくなります。 |
| わかった。 AとBは別の場所にいます。 合計がありますが、逆数を取ると、これも書き直すことができます。 したがって、x に対して y に対して 1 を回帰すると、これは線形の状況になります。 |
| Y は、b に x を加えたものに対して A に x を掛けたものに等しくなります。 |
| これは非線形です。 これは非常に古典的なミカエリス・メンテンであり、生物学と関係があります。 |
| 酵素動態。 |
| そして、これは一種の複雑な方程式です。 これが、今日使用する方程式です。 そして、これは明らかに非線形です。 |
| 今日私が選んだ例は天然ガスエンジンです |
| 酸化、使用中、オイルは酸化します。 これはエンジンの1つの写真です |
| でテストを行いました。 これはコンプレッサーステーションです。 青い輪郭がエンジンです。 赤い輪郭はそれが駆動しているコンプレッサー、ポンプ、そして後ろの緑色でハイライトされたかなり大きな構造がラジエーターです。 |
| 酸化とは酸素との反応による劣化のことです。 |
| さて、厳密に言えば、化学の授業では、酸素がなくても酸化が起こることを学びます。 それは電子の損失と関係がありますが、それはここで起こっていることではありません. 一般的な例は、リンゴのスライスが茶色になったり、古い牛乳が酸っぱくなったりする場合です。 |
| 前に述べたように、エンジン オイルはほとんどが炭化水素分子です。 これらは、エンジン運転中に高温にさらされます。 |
| 燃料の燃焼によりフリーラジカルが生成され、それがオイルに入り酸化を促進します。 フリーラジカルは、不対電子を持つ分子断片です。 |
| それらは不安定で反応性が高く、他の分子を攻撃して電子を対にします。 燃料の燃焼中、分子は吹き飛ばされてこれらのフラグメントを形成します |
| エンジンオイルが酸化すると、オイルが濃くなるなどの望ましくない結果が生じます。 エンジン設計が必要とするよりも高い粘度 |
| また、より濃い液体を押し込む必要があるため、燃費が低下します。 酸化は酸を形成し、酸は金属部品を腐食させる可能性があります。 酸化は堆積物を引き起こし、堆積物はオイル通路を塞ぎ、エンジンの潤滑油を枯渇させたり、可動部品を妨げたりして、物事をくっつけるだけです. |
| 私たちの分野での酸化は赤外線で測定されることが多く、単位はセンチメートルあたりの吸光度です。 エンジン メーカーは、オイルを交換しなければならない制限を公表しています。 したがって、酸化が特定のポイントに達すると、保証を維持するためにオイルを交換する必要があります。 |
| 今日お話しするテスト設計では、2 つの異なる天然ガス エンジン メーカーがありました。名前を付けずに一般的なものにするために、X と Y と呼んでいます。 |
| この例では、青、赤、緑、または a、b、c と呼んだ 3 つの油がありました。 そして、3x2 のデザインだったので、各オイルは各エンジンのデザインにありました。 |
| 合計すると、約 14 か月間、つまり 10,000 または 11,000 時間の稼働時間でした。 これは、最大負荷の 95% を超える状態で、約 15 か月 14 ～ 15 か月の連続操作に相当します。 |
| エンジンは、オイル交換が必要な場合にのみ停止されました。 |
| 今、その時期を考えると、 |
| あなたが、あなたの車を最大エンジン出力近くで運転し、平均時速 70 マイルとしましょう、それは 700,000 マイルのテストになります。 |
| 今日の例では、エンジン モデルの 1 つ、私が x と呼んだモデルだけを詳しく見ていきます。 |
| オイルのサンプルは毎週から 10 日間採取されたので、合計で約 600 のサンプルがあります。 |
| 20 のオイル特性について多くのパラメーターが言及されました。 |
| また、エンジンを調べ、摩耗の物理的測定、堆積物の物理的測定を行いました。 ここでは、酸化についてのみ説明します。 |
| これがデータセットです。 切り捨てられました。 今日必要なものだけを示すように簡略化しました。 だから色の変数 |
| オイル配合で、ブルー、グリーン、レッドです。 オイルは可変です。それは時間単位のオイルの年齢です。 つまり、これは最後のオイル交換からの時間であり、test は蓄積された時間、テスト開始からの合計、Ox はセンチメートルあたりの吸光度の単位での酸化です。 |
| 色に応じて行を色分けしました。 私が青い油と呼んでいるすべての油は、マーカーを青で、赤を赤で、というように色付けしました。また、形状も割り当てました。 したがって、x メーカーには正方形があり、y メーカーには円があります。 |
| さて、私が言ったように、完全なデータセットはこれよりもはるかに広範囲です. |
| では、データセットを取りましょう。 |
| データをプロットします。 |
| それは常にあなたが最初にすることです。 |
| したがって、JMPでは、 |
| 繰り返しになりますが、私は JMP のライブ デモンストレーションを行っているわけではありません。 それではアクションをお見せします |
| 左側の言葉とその矢印は、それがアクションであることを意味し、それを行う場所を示す赤い円があります. グラフ プラットフォームを使用すると、ボックスが表示され、グラフ ビルダーが表示されます。 |
| これで、このボックスであるグラフ ビルダーが表示されます。 |
| オイルを x 変数とします。 それをクリックして、ここにドラッグするだけです。 |
| Y がない場合は、ヒストグラムのように表示されます。 |
| そして、ox は従属変数です。 ox、y 変数、これを取得します |
| 今、明らかな外れ値があります。 私でさえそれを言うことができます。 後でそれを取り除きます。 |
| そのため、かなり乱雑に見えます。 |
| そこで、2 つの異なる OEM、つまり相手先ブランド供給メーカーに分けて説明します。 |
| OEMをオーバーレイに入れると |
| 今は青と赤があり、JMP が色を選ぶだけです。 つまり、青が x で赤が y であることがわかります。 また、2 つの異なるエンジン モデルの動作が大きく異なることがわかります。 |
| 青の寿命は明らかに短くなっています。赤はオイルの寿命が長くなります。 今日は... |
