扬声器 | 成绩单 |
| 小斯图尔特 | 大家好,欢迎来到本次关于禾大如何使用 JMP 来帮助推动新产品开发的演讲。 |
| 那么我们今天要介绍的内容,首先我们将介绍 Croda 的一些背景信息、我们如何使用 JMP 以及我们在这段旅程中所处的阶段,以及我们试图解决的问题的总结。 |
| 一旦您解决了这个问题,我们就会转向 JMP,看看 JMP 中的工具和平台如何让数据探索和开发变得轻松 |
| 的结构性能模型。 |
| 最后,我们将通过讨论这项工作的成果以及如何 |
| 通过进行此类研究,我们已经能够增加对数据和 DOE 技术在业务研究方面的使用的支持。 |
| 所以首先,我们是谁作为禾大。 这是一个经常出现的问题, |
| 因为我们是企业对企业的实体。 但作为一家企业,禾大是背后的名字 |
| 许多高性能成分和技术,以及在全球范围内的许多市场上最大和最成功的品牌的背后。 我们创造、制造和销售特种化学品。 从禾大成立之初,这些都是 |
| 主要是可持续材料。 因此,我们从使用绵羊的羊毛制造羊毛脂开始,并且我们不断地建立在这种可持续性的基础上。 去年我们 |
| 公开承诺到 2030 年对气候、土地和人类产生积极影响,并签署了联合国可持续发展目标,作为我们实现这一目标并成为全球最具可持续性的创新原料供应商的努力的一部分。 |
| 所以,就我们服务的市场而言,我们有一种非常大的个人护理业务,我们处理护肤品和防晒品以及 |
| 诸如护发、彩妆之类的传统个人护理产品。 生命科学业务,我们的产品……我们的 |
| 产品和专业知识帮助客户优化他们的配方和活性成分的使用。 我的意思是,最近,我们与辉瑞公司达成了一项协议 |
| 提供用于制作 COVID-19 疫苗的材料。 我们的工业化学品业务, |
| 那是……业务的这一部分负责向广泛的市场提供技术差异化、主要是可持续的材料。 很多市场并不完全......不完全适合这张幻灯片上的任何其他内容。 |
| 然后我们终于有了我们的性能技术业务。 这再次涵盖了很多类似的领域, |
| 在所有这些方面提供高性能的答案。 然后今天,特别是,我们正在谈论我们的能源技术业务,特别是高性能电子产品中的电池技术。 |
| 因此,我们在 Croda 和 JMP 中的位置是,我们已经使用 JMP 大约两年了,我们内部对此很感兴趣。 很难让人们相信这些技术具有真正的价值 |
| 研究。 所以为了证明这一点,我们离开了,我们创建了许多案例研究 |
| 总体来说还算成功。 我们已经展示了其中的潜力和一些陷阱。 然后所有这些导致了一组稍微大一点的项目,其中一个就是我们要谈论的……今天和你谈谈。 |
| 我们如何提高电气冷却系统的效率? 这个项目的主要驱动力是 |
| 某种交通电气化,这就是电池汽车。 如何正确保养电池? 您如何确保电机以最佳水平工作? |
| 你是怎么做到没有触电的? |
| 所以目前有一套针对这些东西的冷却方法,我们的客户肯定在研究如何改进它,因为对电池冷却的控制越好,例如,你拥有的电池容量就越大,并且越一致范围将。 |
| 因为,你知道,这很关键,而且有很多不同的应用程序大体相似,所以对我们来说真正有用的是构建 |
| 通过某种数据导向模型了解这些流体,这就是 JMP 的用武之地。 那我们该怎么做呢? |
| 那么,我们首先要看的是目前的冷却方法是什么? 因此,对于电池,上一代主要是风冷或冷板冷却。 |
| 而汽车中的电子设备,你有电池的相反问题,但东西往往会变得太热,所以我们有散热器,试图带走这些能量。 |
| 在电动机中,我们试图将其中的阻力降至最低,它们往往被流体包裹。 |
| 在所有这三种情况下,传入的替代冷却方法 |
| 依赖于流体,因此电池和电子设备直接浸没,然后就电动机而言,这往往更像是一种流动。 |
| 那么这种液体是什么样子的呢? 显然,我们要处理高压,所以我们必须有一些不导电的东西。 |
| 它还需要具有非常高的导热性,这样才能将热量从电子设备中带走。 |
| 而且由于这些流体需要在系统中移动,因此粘度必须很低。 所以我们有一些实际的物理约束,这些约束是由应用程序本身引入的。 |
| 如果你更深入地观察它, |
| 流体传热的能力主要基于这个方程。 这告诉我们有一部分是我们可以控制的 |
| 由流体,也就是传热系数,然后有一个部分是在应用到那个的时候由工程方案控制的。 冷却区域是多少?您要冷却的表面温度是多少? |
| 但在所有情况下,为了获得有效的传热,我们必须有高传热系数,因为这是我们可以影响的事情,所以我们关注的就是这一点。 |
| 定义传热系数 |
| 通过这个等式以简单的方式,那里还有其他条款,但主要是, |
| 它是密度、热导率、热容量的函数,然后对系统的粘度产生影响。 |
| 所以,如果我们专门寻找感兴趣的应用程序, |
| 如果我们想优化我们的介电流体,我们需要增加密度、增加热导率和热容量,但除此之外,我们还需要降低粘度 |
| 的……液体的。 |
| 这些与我们面临的工程挑战非常吻合,这很有帮助。 |
| 所以 |
| 由此,我们真正想做的是,我们知道目标是什么。 |
| 我们真的很想了解作为介电流体的结构和产品性能之间的关系。 |
| 所以最初我们以一种相当传统的方式进行,我们开始进行大规模研究,测量许多酯类和许多其他材料的物理性质。 |
| 然后,当我们看到并查看它时,我们认为,实际上,这些数据是存在的,那么为什么我们不使用这些数据集来尝试构建一些模型,然后说,我们真的可以理解物理属性吗?结构与性能的关系。 |
| 这就是……我们即将进入 JMP 的地方,请耐心等待我一秒钟。 |
| 好的。 |
| 所以我们做的第一件事 |
| 我们是否整理了历史数据的组合,这些数据是应用程序团队通过有针对性的测试获得的。 |
| 一旦我们把它放到一个地方,我们就会在 JMP 中检查它是否存在……理解,是否存在关系,但在我们测量的物理特性之间的一个非常简单的水平上。 |
| 因此,如果我们查看该数据集,我一如既往地首先想到的是 JMP 中的分发平台。 |
| 这是一种非常简单的方法,只需查看您想要的东西在其他地方是否有任何模糊的模式。 所以如果我,在这种情况下,如果你说,哦,我们想要所有具有高导热性的东西,我们看到的是非常广泛的特性 |
| 另一个……我们测量的其他属性。 所以它并没有真正说,哦,有很棒的关系,你需要的是这个,这正是我们所期望的。 但是很高兴能有一张支票。 |
| 同样,如果我们将所有内容绘制为 |
| 散点图,我们看到的是很多噪音。 我的意思是,这些拟合线仅供参考,以表明实际上没有任何拟合。 |
| 我绝不会声称你在这些方面的相关性。 |
| 所有这一切都令人失望,没有一个明显的答案 |
| 预料之中。 |
| 让我们感兴趣的是,我们说,好吧,我们期待没有明确的...... |
| 这些因素中任何一个之间的明确关系,因为如果存在,那么对于从事这项工作的有经验的科学家来说,这是显而易见的,我们也会知道这一点。 |
| 那么,我们说,好吧,我们所知道的是这些属性都有 |
| 一种理解……与它们结构的关系。 |
| 如果我们为这些东西计算一些物理参数并将其与许多结构标识符和查看这些分子的方法结合起来会发生什么? 如果我们采用它并将该数据添加到测试数据中会发生什么? |
| 你知道吗,我们可以建立某种模型吗? |
| 这开始能够估计结构和性能,所以这正是我们所做的。 |
| 你知道,在这种情况下, |
| 我们看到的 |
| 就是它, |
| 同样,如果我们使用多变量平台,就像快速查看是否存在任何相关性一样 |
| 在其中一些因素上, |
| 这 |
| 在某些情况下,在上下之间有明显的区别,也许还有一点相关性的暗示,但没有明确说明,这是你需要的一件事。 同样,这是我们所期望的。 |
| 那么,我们做了什么 |
| 我们是否使用了 JMP 中的回归平台 |
| 尝试去理解 |
| 我们是否可以建立一个模型,那是什么 |
| 关系看起来像。 所以为了做到这一点,我们随机选择了一些行来进行行选择 |
| JMP 中的工具。 一般是随机抽取5个不参与模型的样本,然后就是相对建立这些模型 |
| 并以这种方式改进它们,所以我们总是有一个来自初始数据的验证集,只是为了……只是为了检查我们正在做的事情是否有成功的机会。 |
| 那么,如果我们只看 80 度模型,我们来到的第一个模型 |
| 是这个。 |
| 显然,正如我们所见,该模型中包含的许多因素从统计角度来看毫无意义,因为它们只是过度拟合而且不显着。 |
| 然而,这些在描述其中的分子方面相当重要,因此作为化学家,我们创建了这个模型。 所以这是一个模型,你知道,分子,如果你愿意,可以为这个应用程序设计, |
| 即使我们知道它已经过拟合了。 我们知道 |
| 它不是......它不是一个真正有效的模型,因为这些项只是推动 R 平方不断上升。 |
| 我们也 |
| 在没有这些条件的情况下构建模型。 |
| 就估计这些东西的性能而言,这是一个更好的模型,R 平方稍微低一点, |
| 但其中的所有术语都会产生重大影响 |
| 性能上。 |
| 这个模型的缺点是它并不能真正帮助我们设计 |
| 任何新化学。 |
| 但是,在这两种情况下,当我们看 |
| 将预测值与实际测量值进行比较,我们可以看到它们之间存在合理的相关性。 当然,当我们期望事情很高时,它们确实如此。 |
| 所以这给了我们一些信心,相信这个模型可能真的会为我们执行。 |
| 就我们而言……然后就我们何时看待这可能有多好而言,我们只是简单地看看两者之间的百分比差异是多少 |
| 测量值和实际值。 我们看到的是,它们几乎普遍在 10% 以内,两种模型的误差都在 5% 以内。 |
| 再次跨越一系列不同类型的材料,这让我们相信我们所看到的……我们所看到的可能是真实的效果。 |
| 这一切都非常好, |
| 这只是我们测量的数据的影响吗? |
| 所以我们所做的是,我们使用了 JMP 中的分析器平台,制作了一个可共享的模型,我们可以将其发送给项目团队,并且实质上是建立了一个竞赛并说看,谁能找到最高的...... |
| 该模型中实际可以制造的分子的最高热导率, |
| 赢了。 |
| 你知道,我们从中得到了一份清单,其中包含大约 14 种看起来很有希望的材料。 我们不得不削减一些,因为它们无法获得原材料,所以我们最终得到了大约九种经过合成和测试的新材料。 现在这些材料几乎都是 |
| 由模型以前从未真正见过的材料组成,你知道的。 在某些情况下,分子的一部分可能是相同的,但它们与原始材料截然不同。 |
| 所以一旦我们制造了它们,一旦它们经过测试,我们就会把它们放回模型中 |
| 看看,看看这个模型的预测能力是什么样的。 |
| 所以如果我们看一下这些数据,我想,考虑到这些材料的差异,我完全期待 |
| 这... |
| 这打破了模型。 |
| 然而,当我们... |
| 如果我们再看看预测, |
| 我们看到的是突出显示的蓝色是新制作的材料。 你知道,我们出于好奇故意挑选了一对较低的夫妇,只是为了检查。 我们选择的所有我们认为会很高的都很高。 |
| 因此,在从设计结构的角度来看具有价值的过度拟合模型中,我们看到的是一个异常值。 在......在统计上合理的模型中,我们实际上看到整体上更合适。 |
| 那是 |
| 启发,我们可以开始能够不,某种程度上,设计一个单一的分子,然后说,哦,给你,离开你......离开你流行;这是你需要做的一件事。 但肯定能够指导合成化学家使用正确的、某种类型的材料,以真正推动项目向前发展。 |
| 那么,如果我们再看看这些残差,我们看到的是 |
| 你知道,对于没有过度拟合的统计良好模型,我们看到的是所有新材料的一切都在 10% 以内, |
| 对于我们想要实现的目标,这已经足够好了。 过拟合模型中有一些略低于 10%,但同样,这也是我希望看到的。 |
| 而且,你知道,很高兴他们都在正确的范围内,因为它表明这种方法是有价值的,但也很高兴发现他们并不完全正确,因为我想想看,如果我们生产了九种材料并且它们都在 1% 以内, |
| 我不确定人们是否会相信。 |
| 所以 |
| 事实上,我们得到了一个类似的... |
| 与我们开始使用的材料和我们制造的新材料的预测具有相似程度的差异。 所以我们开始对这个模型有一些真正的信心。 |
| 然后,如果我们回到 |
| 幻灯片一秒钟。 |
| 那么我们可以说什么 |
| 就是这些材料的结构性能关系 |
| 已使用回归平台在 JMP 中创建。 |
| 我们使用了 JMP 中的可视化工具,以便能够看到这样做的真正好处,并且模型本身正用于指导该项目中对新材料的强调。 它被用来筛选可能的材料,以测试我们已经制造的东西。 |
| 你知道,模型和我们制造的新分子之间的结果存在可接受的相关性, |
| 所有这些都给这种方法带来了真正的信心,它真的让我们能够在某种程度上进一步推动这个项目,并将其分解成特定的目标材料。 |
| 所以,就新分子而言, |
| 我们已经将重点放在了具有更高导热性的分子上。 因此,正如您在该图中看到的那样,您知道,所有新分子在该导热系数范围内都处于中高水平,这正是我们希望从中获得的。 |
| 我们证明了我们可以使用数据进行改进,然后在实验室中验证并实现。 |
| 这个项目然后变得更难的地方是,我们现在正在尝试为所有其他因素构建类似的模型 |
| 这会影响这些介电流体的性能,然后我们将尝试相互平衡这些模型以找到最佳结果。 |
| 因此,所有这些进一步的发展都在进行中,但这种势头完全来自于 JMP 的易用性和其中的平台来获取数据集 |
| 并且凭借一些领域知识,真正推动它前进并说,是的,这是一个模型,将有助于指导 Croda 在该领域的这个项目和后续项目的重点。 |
| 因此,总而言之,我们从测试中获得的数据已成功用于模拟这些材料的性能。 它不是绝对完美,但足以满足我们的需求。 |
| 该模型... |
| 模型演示 |
| 酯的关系存在结构性能(抱歉,不确定为什么我的任务栏会跳来跳去)。 该模型已被用于预测高导热性材料。 |
| 然后,这些预测最初仅通过排除进行验证,然后通过制造新材料横向验证,并真正表明该模型适用于该类型的化学。 |
| 它还展示了定制属性的可能性, |
| 在这种情况下,电介质和其他材料,如果您构建类似的模型,那么您就可以开始能够为特定应用创建特定材料。 |
| 我认为对我来说最重要的是, |
| 这项工作的真正成功建立了内部动力,在某种程度上证明 JMP 不是一个好东西,它是一个......它是一个真正的平台,可以开展研究,快速查看数据集并说,那里有什么东西? |
| 有了这个, |
| 我只想说谢谢你的收看。 显然我无法回答有关录音的任何问题,但如果您想取得联系,请随时在社区中发表评论。 是的,非常感谢你。 |