398742_zh-CN

liliconcom

自定义约束解决了 Fuchs Lubricants 的混合 DOE 问题 (2021-US-30MP-896)

级别：中级

 

Jerry Fish，JMP 系统工程师，SAS
博士。 刘娜，福斯润滑油有限公司组长/研发科学家。
Ryan Bottos，研发实验室技术员，Fuchs Lubricants Co.

 

Fuchs Lubricants 希望计划一项设计实验，以测试其中一种配方的混合物成分。混合物组分之一可以从不同来源获得。但是，该特定组分需要不同的范围，具体取决于材料来源（例如，如果材料来自来源 A，则范围为混合物的 5%-10%。如果来自源 B，则范围为混合物的 7% 至 14%。）采用 JMP 的自定义 DOE 平台以及特殊的约束脚本，以产生有效的设计。我们将讨论约束脚本以及实验结果。

 

 

自动生成的成绩单...

 

扬声器	成绩单
杰瑞·菲什，JMP	好的，你好吗。
罗宾·戈弗雷	我很好。
杰瑞·菲什，JMP	已经有一段时间。
	我认为我们将永远摆脱这种大流行病，这样我们就可以再次聚在一起。
罗宾·戈弗雷	哦，我准备好了。
	整个事情都在倒退，一切都真的很烦人。
	是的。
杰瑞·菲什，JMP	我同意，我同意。
罗宾·戈弗雷	那个，我认为很多人已经结束了，因为人们并没有像以前那样真正遵守规则。
	有点像这里的半个屁股。
杰瑞·菲什，JMP	是的 所以你在哪里我忘记了。
罗宾·戈弗雷	我住在北卡罗来纳州威尔明顿。
	我在默特尔海滩以北约 60 英里的海岸上，是的。
杰瑞·菲什，JMP	是的，所以我在印第安纳州和这里。
	我认为该州的每个县现在都是一个红色县，因为三角洲变异的高风险和医院人满为患等等，人们根本不在乎。
	他们都要去沃尔玛面具听。
	餐馆大量关闭。
	我不知道你还要做什么。
罗宾·戈弗雷	是的，我想这里的很多人都觉得这只是从它身上看到的，你知道。
杰瑞·菲什，JMP	是啊是啊。
罗宾·戈弗雷	今天早上我正在和我的脊椎按摩师交谈。
	他告诉我他的错误假期计划这次去杰克逊洞远足黄石，所有这些以及所有这些延迟到达那里，因为雷击和其他东西然后他们找到了。
	他们的儿子被涂上了。
	哦，是的，他们租了一辆车，所以像我们所有的人或五个人一样，整个家庭都经历过，所以他们不得不租一辆车从怀俄明州一路开车回家。
	这是很长的路要走，他们真的做不到。
	留在酒店和东西和他们。
	基本上就是直接开车过去，所以当他们回去的时候。
	我的脊椎按摩师说他并不真的觉得他的 HIV 检测呈阳性，所以他只是按州办事，你知道州隔离，但草地上有很多，他真的很棒无聊他就像没有在邻居基督和。
	我想是的，这可能不是一个好主意，他说不，在那之后我得了肺炎。
	那么他必须像另一个人一样才能接受隔离，而我很好，那是一个聪明的医生，他应该更了解。
杰瑞·菲什，JMP	你知道，我已经接种了疫苗。
罗宾·戈弗雷	都是这样打的。
杰瑞·菲什，JMP	我的肠道在一月份结婚了，他和他的妻子都没有接种疫苗，所以在婚礼前三四个星期，我儿子的腿出现蜂窝织炎，这是一种细菌感染，可能非常严重。
	是的，这可能很危险，所以他们把他送进了医院，因为他在服用了几天的大量抗生素回家后就出院了，他们举办了一个欢迎回家聚会论坛，他未来的岳父来了，并召集了整个家庭那。
	它贯穿了整个家庭，除了杰里米，然后是婚礼前两周。
	杰瑞米捡起来。
	所以现在他得到了co但他感觉更糟他感觉更糟，但他终于达到了他的coven测试阴性的地步。
	但他仍然感觉不好，我们马上就到了在盖林堡举行的目的地婚礼。
	他几乎无法支撑自己，但他已下定决心要经历这场婚礼。
	所以他们第二天就举行婚礼。
	他们在他们的课程中过夜，第二天他起床时几乎无法起床，他们不得不让他们再住院一周，这是肺炎。
	是的，就这样过去。
	我的意思是，对他和他的家人来说，这是一个可怕的月份。
罗宾·戈弗雷	哇。
	就像最后但是。
杰瑞·菲什，JMP	是的，它是粗糙的一段时间。
罗宾·戈弗雷	是的，我在一月份拿回了它，我。
	是的，是的，我丈夫先得到了它，然后他把它给了我，我以为我很清楚，你知道，因为我就像。
	就像第 10 天一样，我不会得到它，然后突然之间，我失去了我的品味，我做了这个令人难以置信的三明治知道真的就像坐下来就像吞下三明治一样突然，就是这样蜂蜜的味道。
	是真的。
罗宾·戈弗雷	喜欢。
杰瑞·菲什，JMP	哦。
	是的，我不认为 jeremy 的品味现在又回来了。
罗宾·戈弗雷	我的显示器百分比。
	我闻到的玛雅人仍然很糟糕，我的口味也很糟糕。
	我不会说它 100% 就像你梦到白葡萄酒时一样，比如，我可以分辨出鲨鱼和花生比例之间的区别，但是如果你把三种不同的葡萄酒放在一起，我说不出来。
	一个故事与我的自行车我的味觉斗争直到后面。
	这会变味，所以它不是一个完整的调色板。
	嗨瑞安。
罗宾·戈弗雷	你知道我是你。
	你必须在你面前放一些光吗，因为你真的很黑。
瑞安·博托斯	试图弄清楚一些事情。
罗宾·戈弗雷	是的转身
杰瑞·菲什，JMP	或切断一些光。
	在你身后，其中之一。
	让我们看看我需要。
罗宾·戈弗雷	喋喋不休更好。
	是的，你有点低头，但更好。
	比你。
	重新布置您的整个办公室，我们听不到您静音。
	你还有一个是的，现在光线更好了，它有点暗，但比另一边要好。
瑞安·博托斯	好吧，让我们看看我能不能找到一盏灯什么的。
罗宾·戈弗雷	是的，如果可以的话。
	是的。
罗宾·戈弗雷	是的，另一位主持人杰瑞就是您的台词。
杰瑞·菲什，JMP	还有第三个凯利。
	我不知道为什么。
罗宾·戈弗雷	所以我没那么难受，我得把宿醉两个星期说清楚。
	我们将带着军队疲惫的破败感觉，就像中午一样，我有时间，然后我想八点睡觉，睡 14 个小时，然后重新开始。
	是的，就像两个星期，你只是在我的鼻子里面，但我从来没有得到过。
	胸部充血或任何类型的头部充血，没有发烧，我的父母真的，真的生病了，他们生病了，他们病得很重，我不得不喜欢。
	我是唯一一个有点健康的人，我不得不去为人们寻找食物之类的东西。
杰瑞·菲什，JMP	我妈妈说她病了，她甚至不能站起来做饭。
罗宾·戈弗雷	所以是的，我点了食物，然后突然给他取了。
杰瑞·菲什，JMP	是的，如果我可以避免的话，我不想要它的任何部分。
	男孩真的听起来像。
	就算打了疫苗。
罗宾·戈弗雷	是的，希望你知道你的合同，我觉得我还没有听说有人康复并接种了疫苗，所以我遇到了，所以我觉得我很高兴去。
杰瑞·菲什，JMP	让我们看看我应该在那里。
	不。
刘娜	抱歉我忘了，这是新电脑，所以我们当然没有变焦。
杰瑞·菲什，JMP	罗宾我们应该有我们身后的背景。
罗宾·戈弗雷	你可以我认为我们很好，只要没有任何版权问题或任何关于看到任何会导致它们的事情。
	好的。
杰瑞·菲什，JMP	好的瑞恩，你在外面的腿很不错。
	是的它看起来更好是的。
罗宾·戈弗雷	在你之前，你很黑，所以就像哦，你看不到你。
瑞安·博托斯	我带来了一把滚椅来放笔记本电脑，所以现在有点早了。
杰瑞·菲什，JMP	完美的。
罗宾·戈弗雷	我得想办法把自己藏在这里。
	做这个。
	我只是在这里检查我的小清单，确保我们都很好，这样每个人都知道他们正在被记录。
	并确保您有任何类型的电话或。
	就像电子邮件一样，所有内容都已关闭，因此如果您正在共享，它就不会在屏幕上弹出。
	我是。
	每天都在挣扎。
刘娜	所以杰瑞是你分享的。
杰瑞·菲什，JMP	我还没有。
刘娜	你会的。
杰瑞·菲什，JMP	是的，我会是的。
罗宾·戈弗雷	对。
杰瑞·菲什，JMP	现在摆弄我的手机，确保它们已关闭。
罗宾·戈弗雷	好的，所以嗯。
	是的，确保你的任务栏像隐藏的一样，所以没有任何东西弹出。
	如果你们有问题需要重新开始，我不会打断任何事情，然后告诉我，我们可以重新开始。
	就是这样，你们准备好了，我要做的就是这种。
	倒数你我们正在录音，所以我会倒数你然后。
	我自己对你是的。
杰瑞·菲什，JMP	好的，让我回到顶部。
	好的，我想从这里开始我的监视，所以我会跟踪查看。
	这个。
	秒表重置。
杰瑞·菲什，JMP	不。
	好。
	算了，我会注意时间的。
罗宾·戈弗雷	好的，所以我要让自己静音，然后杰瑞你们可以随时开始。
杰瑞·菲什，JMP	好的，现在你要开始了。
刘娜	好的。
	大家好。 因此，我们希望有机会在 Fuchs Lubricants 展示我们对定制设计解决混合物 DOE 问题的研究。 我叫刘娜 我是润滑剂的科学家... Fuchs Lubricants Company。
	所以在我们开始设计之前，我想先谈谈我们的应用程序的一些背景信息和问题陈述。 因此，作为 Fuchs Lubricants 业务的一部分，我们正在为金属成型润滑剂应用开发新技术和新配方。
	什么是金属成型以及我们在哪里看到应用？ 我相信每个人都知道，你知道，或者像你知道的，可能拥有
	一辆客车，所以当你看一辆典型的客车时，它们大约有 70% 的部件是由不同的金属制成的，比如钢、铁、铝、钛和其他金属。
	以及这些金属如何形成形状，这是通过金属成型过程。 因此，金属成型是汽车行业中最重要的工艺之一。
	它真的可以使用不同的金属，将金属毯和薄板聚集成不同的形状，有时非常简洁
	并且在非常大的维度范围内。
	并且有很多方法可以将金属变形为所需的形状，所以当您...
	挤压、锻造等。因此，在本研究中，我们尝试对金属冲压工艺进行优化配方。
	那么什么是金属冲压？ 金属冲压是金属成型工艺的一个分支。 所以这个消息真的是在思考，你知道，你看看你车门的内部。
	然后它从一块金属板开始，实际上他们称之为坯料，所以它涉及一些切割、成型
	将这块坯料加工成不同的形状。 您确实可以快速、干净地创建坚固的金属零件和形状。
	你真的使用非常专业的模具，将那些金属坯料制成非常精确的形状。 而在这个过程中，你可以想象，会有金属碎屑的产生，会有发热和磨损。 如果没有适当的润滑，我们可以认为它会
	质量问题。 当然，这将是废品，以及工具的过早失效。 因此，在此过程中确实需要润滑剂和防腐蚀剂，并且所需的产品必须在薄膜厚度、清洁度、
	减少摩擦，以及储存稳定性。
	请下一张幻灯片。
	对于这项研究，我们的目标是确定干膜润滑剂的最佳设计空间，以实现我们刚才提到的特性，尤其是在...
	特别想提高漆膜硬度和清洁性，我们确定了许多不同的添加剂组，我们想把它们放在这个设计中。
	对于每种添加剂，它们都有独特的处理率范围可供使用。 所以从这里开始，我想交给 Jerry 来谈谈设计。
杰瑞·菲什，JMP	谢谢你，娜。
	演示文稿的这一部分将讨论我们想出的用于处理这些特殊约束的脚本。
	所以，为了回顾一下我们从这个设计开始的地方，我们有一个附加类型的分类因素。 在这里，我们只是将那些 Additive 1 称为 Additive 8。 我们从八个不同的级别开始。
	然后我们有一个混合因子 M1，这当然是由选择的任何添加剂类型定义的分数水平。
	所以添加剂 1 可能是 20% 到 30%，添加剂 2 可能是 10% 到 15%。
	这些中的每一个都可以单独添加到混合物中，而不是两个一起添加，始终是单独的。 所以在脚本中，我们选择将其创建为连续因子，然后我们使用不允许的组合约束来
	来限制范围。 我们将在一分钟内向您展示。
	让我们来看看。 我们还有其他四种混合成分。 有 M1 由添加剂 1、2、3、4 到 8 定义，然后 M2、M3 和 M4 可以是任何其他添加剂，
	压力、温度、时间。 但是在这种情况下我们没有，我们只是将其限制为四个混合因子。
	我们需要处理的第一个约束是混合需要加起来为 100%，M1+M2+M3+M4 是 1.0。 如果您有混料……标准混料设计，JMP 会自动处理。
	现在，在我们的例子中，我们必须通过带有一些特殊约束的脚本来做到这一点，所以我们添加了
	这个不允许的组合约束，但不仅仅是 M1+M2+M3+M4 必须等于 1.000，
	JMP 算法要求您给它一点灵活性。 所以我们所做的是说四种混合成分的总和，
	由于这是不允许的组合，因此不能大于 1.01 或不能小于 0.99。 所以它看起来像是由内而外，但这就是我们定义它的方式
	这种对总混合物的约束。
	现在 M1 可以采用的范围取决于选择的添加剂类型。 所以在这里（这些是样本范围，而不是我们运行的实际范围），
	但是，例如，添加剂 1 的范围可能介于混合物的 0.5 和 0.6 之间。 现在，这又是一个不允许的组合过滤器，所以我们要说的是，如果它是 Additive 1，
	混合物不能低于……M1 浓度不能低于 0.5 或高于 0.6。
	或者，如果添加剂是添加剂 2，则混合物必须在这些水平之间或或或一直到底部。
	这最终成为了一个筛选……嗯，它最终成为了一个筛选测试。 如果我们要这样做，我们只会在模型中包含主效应。
	在这个例子中，我要展示的是一个 Scheffe 三次模型，它通常在您进行混料设计时使用。 它处理曲率和相互作用。
	我将在即将发布的 JMP 社区博客文章中讨论 Scheffe 三次模型，讨论这些术语的来源。
	添加剂类型，M1、M2、M3和M4。 加性和 M1、加性类型和 M1、加性类型和 M2 之间有四种双向相互作用，依此类推。
	每个混合水平之间有六个双向相互作用，并且有四个三向相互作用，
	如图所示。
	然后通过主效应项的平方来处理曲率，因此是二次和双向相互作用的组合。
	这也处理三次项，就像我说的，我将讨论即将发布的博客。
	一些其他设计参数。 我们使用了 100 次启动，所以这就是 JMP 将开始寻找解决方案的地方，找到一个解决方案，然后它会选择一个不同的起点，找到另一个解决方案，并在 100 个中找到它提出的最佳解决方案开始。
	我们的测试需要 65 个，样本量为 65 个。 实际上，这是从哪里来的，有 56 个，
	如果你把它们加起来，这个模型中有 56 个系数，56 个未知数必须是
	计算，因此您必须至少进行 56 次独立试验。 我们将它提高到 65，这样我们就有了一些额外的东西来查看可重复性错误和拟合优度，我们做了一个 D 优化设计。
	我们开始的方式是使用自定义设计器生成简单的四组分混合物设计。
	我们将该脚本保存到新的脚本窗口，这为我们提供了模板，然后我们可以使用该模板添加我们不允许的组合脚本...脚本语句，这就是该脚本的样子。
	此脚本将附加到演示文稿中，以便每个人都可以进入并查看它。
	当我们运行脚本时，我们注意到的一件事是，该图显示如果我们选择 Additive 1，脚本要求它在 0.5 和 0.6 之间出现。所以当我们这样做时，
	果然，红点表示
	实际数据点在该范围内。 但是，如果您在此处注意到 Additive 2，它并没有完全下降到低端所要求的 0.2。
	而在 Additive 3 上，它并没有完全上升到 0.5。
	我不明白。 它在覆盖它方面做得很好，但我真的不明白为什么它没有覆盖整个范围，我正在与开发人员合作，看看我们是否能解决这个问题，让它更健壮一点.
	这是我们的...
	我们的相关矩阵并表明我们在模型中的任何项之间的互相关性大多非常低。 这里有几个术语。 例如，我们可以通过增加试验次数来解决这个问题，然后再减少一些。
	其他一些观察，有时设计不会收敛。 我所做的只是重新运行它。 显然，起始点不太正确，因此，有时它不会转换。 所以
	只需重新启动模型就可以了。 我如何确定 56 次试验是我们的最低要求？
	好吧，我真的不知道模型中有多少系数，不想尝试将其全部写出来并加起来。 如果您将试验次数设置为 2 或某个非常低的值，JMP 会忽略它并为您提供最少的试验次数，结果为 56。
	如果我们进行了全因子设计，则有八种不同的加法类型乘以三个水平的 M1，这样我们就得到了一个中心点，
	三个 M2，三个 M3，三个 M4，即 648 次试验，而不是我们最终得到的 65 次，因此在设计上非常高效。
	如果你在做混合设计，你想关闭拦截。 还有一个分析器技巧，有时如果这些添加剂 1 和添加剂 2 的范围相差太远，
	分析结束时的预测分析器可能会开始出现一些问题，不允许您从一种添加剂类型扫描到下一种。 所以一个技巧是在加法类型上使用本地数据过滤器，然后你可以很容易地看到结果。
	现在，综上所述，我们想出了这个复杂的脚本和复杂的设计，然后 Fuchs 的人决定他们需要大大降低复杂性。 他们真的只是在看，最后，在 M1。 他们想发现七种不同的添加剂
	的效果。 他们想筛选那些。 所以结果证明这是一个简单得多的测试。 事实上，你可以把这当作七个独立的两试测试，
	每个添加剂的低和高......对于每种添加剂，然后有七个不同的斜率截距，您可以确定。 所以这就像七个不同的实验，总共 14 个试验。
	或者它可以用回归技术建模。 事实证明，还有 14 个未知数需要解决，所以这就是我们结束的地方。
	在这一点上，我将把它转交给回到 Fuchs 的 Ryan 来谈谈这些发现。
瑞安·博托斯	谢谢，杰瑞。 我是瑞安·博托斯。 我是 Fuchs Lubricants Company 的研发技术员，我将负责测试和调查结果。
	因此，我们进行了三项测试，以分别确定在确定每种添加剂的有效性方面最重要的三个因素。 需要测试的第一个因素是薄膜脆性，这是使用针刺进行测试的，
	其中添加剂的柔软度可以通过针刺入的深度来确定，这为我们提供了对薄膜脆性的估计。
	需要研究的第二个测试因素是产品的稳定性，这是通过离心每个产品...每个产品与添加剂
	然后找到它的分离指数，这为我们提供了稳定性值。 请下一张幻灯片。
	需要评估的最后一个因素是摩擦系数或 CoF。
	这是使用冲压润滑剂测试机进行的，其中每个产品都应用于金属条，
	然后在给定压力下将其压在两个模具之间，然后通过液压工具拉动。 测量液压系统将其拉过模具所需的拉力，从而测量润滑性，
	这显示了所需的力量。
	下一张幻灯片。
	现在我们可以看到 JMP 上显示的测试结果。 使用广义回归以启用检测限功能。
	这使我们能够确定产品中每种添加剂与每种添加剂的重量百分比相比的趋势。 可以看到，随着产品中每种添加剂的重量百分比增加，每种添加剂的分离指数增加，从而降低了产品的稳定性。
	对于薄膜脆性，随着添加剂重量百分比的增加，大多数产品变得更软，添加剂 3 显示出每重量百分比的最显着变化。
	然而，加法 5 结果超出规格，因此无法测试，因此，它们从模型中删除。
	摩擦系数显示出与前两次测试类似的结果，系数随着添加重量的增加而增加
	增加。
	这表明随着添加剂重量的增加，润滑性下降。 正如您在图表中看到的，添加剂 3 的重量百分比保持最一致。
	请下一张幻灯片。
	使用测试结果以及来自广义回归的数据，我们能够在预测分析器上积累数据。 在这里，我们能够调整每个因素的重要性，以更好地评估我们项目中的添加剂。
	在我们的项目中，薄膜弹性是最有价值的，因此在这方面表现最好的产品比那些更稳定或更光滑的产品更有价值。
	使用此模型，我们能够确定浓度为 5.7% 的添加剂 3 最有可能为我们提供最佳结果。
	最后，我们将把这些文件连同录音一起上传到网站上。 我代表 Jerry、Na 和我感谢您抽出宝贵时间。

 

爆发数据探索美国能源部