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自定義約束解決了 Fuchs Lubricants 的混合 DOE 問題 (2021-US-30MP-896)

級別：中級

 

Jerry Fish，JMP 系統工程師，SAS
博士。 劉娜，福斯潤滑油有限公司組長/研發科學家。
Ryan Bottos，研發實驗室技術員，Fuchs Lubricants Co.

 

Fuchs Lubricants 希望計劃一項設計實驗，以測試其中一種配方的混合物成分。混合物組分之一可以從不同來源獲得。但是，該特定組分需要不同的範圍，具體取決於材料來源（例如，如果材料來自來源 A，則範圍為混合物的 5%-10%。如果來自源 B，則範圍為混合物的 7% 至 14%。）採用 JMP 的自定義 DOE 平台以及特殊的約束腳本，以產生有效的設計。我們將討論約束腳本以及實驗結果。

 

 

自動生成的成績單...

 

揚聲器	成績單
傑瑞·菲什，JMP	好的，你好嗎。
羅賓·戈弗雷	我很好。
傑瑞·菲什，JMP	已經有一段時間。
	我認為我們將永遠擺脫這種大流行病，這樣我們就可以再次聚在一起。
羅賓·戈弗雷	哦，我準備好了。
	整個事情都在倒退，一切都真的很煩人。
	是的。
傑瑞·菲什，JMP	我同意，我同意。
羅賓·戈弗雷	那個，我認為很多人已經結束了，因為人們並沒有像以前那樣真正遵守規則。
	有點像這裡的半個屁股。
傑瑞·菲什，JMP	是的 所以你在哪裡我忘記了。
羅賓·戈弗雷	我住在北卡羅來納州威爾明頓。
	我在默特爾海灘以北約 60 英里的海岸上，是的。
傑瑞·菲什，JMP	是的，所以我在印第安納州和這裡。
	我認為該州的每個縣現在都是一個紅色縣，因為三角洲變異的高風險和醫院人滿為患等等，人們根本不在乎。
	他們都要去沃爾瑪面具聽。
	餐館大量關閉。
	我不知道你還要做什麼。
羅賓·戈弗雷	是的，我想這裡的很多人都覺得這只是從它身上看到的，你知道。
傑瑞·菲什，JMP	是啊是啊。
羅賓·戈弗雷	今天早上我正在和我的脊椎按摩師交談。
	他告訴我他的錯誤假期計劃這次去傑克遜洞遠足黃石，所有這些以及所有這些延遲到達那裡，因為雷擊和其他東西然後他們找到了。
	他們的兒子被塗上了。
	哦，是的，他們租了一輛車，所以像我們所有的人或五個人一樣，整個家庭都經歷過，所以他們不得不租一輛車從懷俄明州一路開車回家。
	這是很長的路要走，他們真的做不到。
	留在酒店和東西和他們。
	基本上就是直接開車過去，所以當他們回去的時候。
	我的脊椎按摩師說他並不真的覺得他的 HIV 檢測呈陽性，所以他只是按州辦事，你知道州隔離，但草地上有很多，他真的很棒無聊他就像沒有在鄰居基督和。
	我想是的，這可能不是一個好主意，他說不，在那之後我得了肺炎。
	那麼他必須像另一個人一樣才能接受隔離，而我很好，那是一個聰明的醫生，他應該更了解。
傑瑞·菲什，JMP	你知道，我已經接種了疫苗。
羅賓·戈弗雷	都是這樣打的。
傑瑞·菲什，JMP	我的腸道在一月份結婚了，他和他的妻子都沒有接種疫苗，所以在婚禮前三四個星期，我兒子的腿出現蜂窩織炎，這是一種細菌感染，可能非常嚴重。
	是的，這可能很危險，所以他們把他送進了醫院，因為他在服用了幾天的大量抗生素回家後就出院了，他們舉辦了一個歡迎回家聚會論壇，他未來的岳父來了，並召集了整個家庭那。
	它貫穿了整個家庭，除了傑里米，然後是婚禮前兩週。
	傑瑞米撿起來。
	所以現在他得到了co但他感覺更糟他感覺更糟，但他終於達到了他的coven測試陰性的地步。
	但他仍然感覺不好，我們馬上就到了在蓋林堡舉行的目的地婚禮。
	他幾乎無法支撐自己，但他已下定決心要經歷這場婚禮。
	所以他們第二天就舉行婚禮。
	他們在他們的課程中過夜，第二天他起床時幾乎不能起床，他們不得不讓他們再住院一個星期，這是肺炎。
	是的，就這樣過去。
	我的意思是，對他和他的家人來說，這是一個可怕的月份。
羅賓·戈弗雷	哇。
	就像最後但是。
傑瑞·菲什，JMP	是的，它是粗糙的一段時間。
羅賓·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，然後他把它給了我，我以為我很清楚，你知道，因為我就像。
	就像第 10 天一樣，我不會得到它，然後突然之間，我失去了我的品味，我做了這個令人難以置信的三明治知道真的就像坐下來就像吞下三明治一樣突然，就是這樣蜂蜜的味道。
	是真的。
羅賓·戈弗雷	喜歡。
傑瑞·菲什，JMP	哦。
	是的，我不認為 jeremy 的品味現在又回來了。
羅賓·戈弗雷	我的顯示器百分比。
	我聞到的瑪雅人仍然很糟糕，我的口味也很糟糕。
	我不會說它 100% 就像你夢到白葡萄酒時一樣，比如，我可以分辨出鯊魚和花生比例之間的區別，但是如果你把三種不同的葡萄酒放在一起，我說不出來。
	一個故事與我的自行車我的味覺鬥爭直到後面。
	這會變味，所以它不是一個完整的調色板。
	嗨瑞安。
羅賓·戈弗雷	你知道我是你。
	你必須在你面前放一些光嗎，因為你真的很黑。
瑞安·博托斯	試圖弄清楚一些事情。
羅賓·戈弗雷	是的轉身
傑瑞·菲什，JMP	或切斷一些光。
	在你身後，其中之一。
	讓我們看看我需要。
羅賓·戈弗雷	喋喋不休更好。
	是的，你有點低頭，但更好。
	比你。
	重新佈置您的整個辦公室，我們聽不到您靜音。
	你還有一個是的，現在光線更好了，它有點暗，但比另一邊要好。
瑞安·博托斯	好吧，讓我們看看我能不能找到一盞燈什麼的。
羅賓·戈弗雷	是的，如果可以的話。
	是的。
羅賓·戈弗雷	是的，另一位主持人傑瑞就是您的台詞。
傑瑞·菲什，JMP	還有第三個凱利。
	我不知道為什麼。
羅賓·戈弗雷	所以我沒那麼難受，我得把宿醉兩個星期說清楚。
	我們將帶著軍隊疲憊的破敗感覺，就像中午一樣，我有時間，然後我想八點睡覺，睡 14 個小時，然後重新開始。
	是的，就像兩個星期，你只是在我的鼻子裡面，但我從來沒有得到過。
	胸部充血或任何類型的頭部充血，沒有發燒，我沒有要求我的父母真的，真的生病了，他們生病了，他們病得很重，我不得不喜歡。
	我是唯一一個有點健康的人，我不得不去為人們尋找食物之類的東西。
傑瑞·菲什，JMP	我媽媽說她病了，她甚至不能站起來做飯。
羅賓·戈弗雷	所以是的，我點了食物，然後突然給他取了。
傑瑞·菲什，JMP	是的，如果我可以避免的話，我不想要它的任何部分。
	男孩真的聽起來像。
	就算打了疫苗。
羅賓·戈弗雷	是的，希望你知道你的合同，我覺得我還沒有聽說有人康復並接種了疫苗，所以我遇到了，所以我覺得我很高興去。
傑瑞·菲什，JMP	讓我們看看我應該在那裡。
	不。
劉娜	抱歉我忘了，這是新電腦，所以我們當然沒有變焦。
傑瑞·菲什，JMP	羅賓我們應該有我們身後的背景。
羅賓·戈弗雷	你可以我認為我們很好，只要沒有任何版權問題或任何關於看到任何會導致它們的事情。
	好的。
傑瑞·菲什，JMP	好的瑞恩，你在外面的腿很不錯。
	是的它看起來更好是的。
羅賓·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	我帶來了一把滾椅來放筆記本電腦，所以現在有點早了。
傑瑞·菲什，JMP	完美的。
羅賓·戈弗雷	我得想辦法把自己藏在這裡。
	做這個。
	我只是在這裡檢查我的小清單，確保我們都很好，這樣每個人都知道他們正在被記錄。
	並確保您有任何類型的電話或。
	就像電子郵件一樣，所有內容都已關閉，因此如果您正在共享，它就不會在屏幕上彈出。
	我是。
	每天都在掙扎。
劉娜	所以傑瑞是你分享的。
傑瑞·菲什，JMP	我還沒有。
劉娜	你會的。
傑瑞·菲什，JMP	是的，我會是的。
羅賓·戈弗雷	對。
傑瑞·菲什，JMP	現在擺弄我的手機，確保它們已關閉。
羅賓·戈弗雷	好的，所以嗯。
	是的，確保你的任務欄像隱藏的一樣，所以沒有任何東西彈出。
	如果你們有問題需要重新開始，我不會打斷任何事情，然後告訴我，我們可以重新開始。
	就是這樣，你們準備好了，我要做的就是這種。
	倒數你我們正在錄音，所以我會倒數你然後。
	我自己對你是的。
傑瑞·菲什，JMP	好的，讓我回到頂部。
	好的，我想從這裡開始我的監視，所以我會跟踪查看。
	這個。
	秒錶重置。
傑瑞·菲什，JMP	不。
	好。
	算了，我會注意時間的。
羅賓·戈弗雷	好的，所以我要讓自己靜音，然後傑瑞你們可以隨時開始。
傑瑞·菲什，JMP	好的，現在你要開始了。
劉娜	好的。
	大家好。 因此，我們希望有機會在 Fuchs Lubricants 展示我們對定制設計解決混合物 DOE 問題的研究。 我叫劉娜 我是潤滑劑的科學家... Fuchs Lubricants Company。
	所以在我們開始設計之前，我想先談談我們的應用程序的一些背景信息和問題陳述。 因此，作為 Fuchs Lubricants 業務的一部分，我們正在為金屬成型潤滑劑應用開發新技術和新配方。
	什麼是金屬成型以及我們在哪裡看到應用？ 我相信每個人都知道，你知道，或者像你知道的，可能擁有
	一輛客車，所以當你看一輛典型的客車時，它們大約有 70% 的部件是由不同的金屬製成的，比如鋼、鐵、鋁、鈦和其他金屬。
	以及這些金屬如何形成形狀，這是通過金屬成型過程。 因此，金屬成型是汽車行業中最重要的工藝之一。
	它真的可以使用不同的金屬，將金屬毯和薄板聚集成不同的形狀，有時非常簡潔
	並且在非常大的維度範圍內。
	有很多方法可以將金屬變形為所需的形狀，因此當您...
	擠壓、鍛造等。因此，在本研究中，我們嘗試對金屬沖壓工藝進行優化配方。
	那麼什麼是金屬沖壓？ 金屬沖壓是金屬成型工藝的一個分支。 所以這個消息真的是在思考，你知道，你看看你車門的內部。
	然後它從一塊金屬板開始，實際上他們稱之為坯料，所以它涉及一些切割、成型
	將這塊坯料加工成不同的形狀。 您確實可以快速、乾淨地創建堅固的金屬零件和形狀。
	你真的使用非常專業的模具，將那些金屬坯料製成非常精確的形狀。 而在這個過程中，你可以想像，會有金屬碎屑的產生，會有發熱和磨損。 如果沒有適當的潤滑，我們可以認為它會
	質量問題。 當然，這將是廢品，以及工具的過早失效。 因此，在此過程中確實需要潤滑劑和防腐蝕劑，並且所需的產品必須在薄膜厚度、清潔度、
	減少摩擦，以及儲存穩定性。
	請下一張幻燈片。
	對於這項研究，我們的目標是確定乾膜潤滑劑的最佳設計空間，以實現我們剛才提到的特性，尤其是在...
	特別想提高漆膜硬度和清潔性，我們確定了許多不同的添加劑組，我們想把它們放在這個設計中。
	對於每種添加劑，它們都有獨特的處理率範圍可供使用。 所以從這裡開始，我想交給 Jerry 來談談設計。
傑瑞·菲什，JMP	謝謝你，娜。
	演示文稿的這一部分將討論我們想出的用於處理這些特殊約束的腳本。
	所以，為了回顧一下我們從這個設計開始的地方，我們有一個附加類型的分類因素。 在這裡，我們只是將那些 Additive 1 稱為 Additive 8。 我們從八個不同的級別開始。
	然後我們有一個混合因子 M1，這當然是由選擇的任何添加劑類型定義的分數水平。
	所以添加劑 1 可能是 20% 到 30%，添加劑 2 可能是 10% 到 15%。
	這些中的每一個都可以單獨添加到混合物中，而不是兩個一起添加，始終是單獨的。 所以在腳本中，我們選擇將其創建為連續因子，然後我們使用不允許的組合約束來
	來限制範圍。 我們將在一分鐘內向您展示。
	讓我們來看看。 我們還有其他四種混合成分。 有 M1 由添加劑 1、2、3、4 到 8 定義，然後 M2、M3 和 M4 可以是任何其他添加劑，
	壓力、溫度、時間。 但是在這種情況下我們沒有，我們只是將其限制為四個混合因子。
	我們需要處理的第一個約束是混合需要加起來為 100%，M1+M2+M3+M4 是 1.0。 如果您有混料……標準混料設計，JMP 會自動處理。
	現在，在我們的例子中，我們必須通過帶有一些特殊約束的腳本來做到這一點，所以我們添加了
	這個不允許的組合約束，但不僅僅是 M1+M2+M3+M4 必須等於 1.000，
	JMP 算法要求您給它一點靈活性。 所以我們所做的是說四種混合成分的總和，
	由於這是不允許的組合，因此不能大於 1.01 或不能小於 0.99。 所以它看起來像是由內而外，但這就是我們定義它的方式
	這種對總混合物的約束。
	現在 M1 可以採用的範圍取決於選擇的添加劑類型。 所以在這裡（這些是樣本範圍，而不是我們運行的實際範圍），
	但是，例如，添加劑 1 的範圍可能介於混合物的 0.5 和 0.6 之間。 現在，這又是一個不允許的組合過濾器，所以我們要說的是，如果它是 Additive 1，
	混合物不能低於……M1 濃度不能低於 0.5 或高於 0.6。
	或者，如果添加劑是添加劑 2，則混合物必須在這些水平之間或或或一直到底部。
	這最終成為了一個篩選……嗯，它最終成為了一個篩選測試。 如果我們要這樣做，我們只會在模型中包含主效應。
	在這個例子中，我要展示的是一個 Scheffe 三次模型，它通常在您進行混料設計時使用。 它處理曲率和相互作用。
	我將在即將發布的 JMP 社區博客文章中討論 Scheffe 三次模型，討論這些術語的來源。
	添加劑類型，M1、M2、M3和M4。 加性和 M1、加性類型和 M1、加性類型和 M2 之間有四種雙向相互作用，依此類推。
	每個混合水平之間有六個雙向相互作用，並且有四個三向相互作用，
	如圖所示。
	然後通過主效應項的平方來處理曲率，因此是二次和雙向相互作用的組合。
	這也處理三次項，就像我說的，我將討論即將發布的博客。
	一些其他設計參數。 我們使用了 100 次開始，所以這就是 JMP 將開始尋找解決方案的地方，找到一個解決方案，然後它會選擇一個不同的起點，找到另一個解決方案並找到它在 100 個中提出的最佳解決方案開始。
	我們的測試需要 65 個，樣本量為 65 個。 實際上，這是從哪裡來的，有 56 個，
	如果你把它們加起來，這個模型中有 56 個係數，56 個未知數必須是
	計算，因此您必須至少進行 56 次獨立試驗。 我們將它提高到 65，這樣我們就有了一些額外的東西來查看可重複性錯誤和擬合優度，我們做了一個 D 優化設計。
	我們開始的方式是使用自定義設計器生成簡單的四組分混合物設計。
	我們將該腳本保存到新的腳本窗口，這為我們提供了模板，然後我們可以使用該模板添加我們不允許的組合腳本...腳本語句，這就是該腳本的樣子。
	此腳本將附加到演示文稿中，以便每個人都可以進入並查看它。
	當我們運行腳本時，我們注意到的一件事是，該圖顯示如果我們選擇 Additive 1，腳本要求它在 0.5 和 0.6 之間出現。所以當我們這樣做時，
	果然，紅點表示
	實際數據點在該範圍內。 但是，如果您在此處注意到 Additive 2，它並沒有完全下降到低端所要求的 0.2。
	而在 Additive 3 上，它並沒有完全上升到 0.5。
	我不明白。 它在覆蓋它方面做得很好，但我真的不明白為什麼它沒有覆蓋整個範圍，我正在與開發人員合作，看看我們是否能解決這個問題，讓它更健壯一點.
	這是我們的...
	我們的相關矩陣並表明我們在模型中的任何項之間的互相關性大多非常低。 這裡有幾個術語。 例如，我們可以通過增加試驗次數來解決這個問題，然後再減少一些。
	其他一些觀察，有時設計不會收斂。 我所做的只是重新運行它。 顯然，起始點不太正確，因此，有時它不會轉換。 所以
	只需重新啟動模型就可以了。 我如何確定 56 次試驗是我們的最低要求？
	好吧，我真的不知道模型中有多少係數，不想嘗試將其全部寫出來並加起來。 如果您將試驗次數設置為 2 或某個非常低的值，JMP 會忽略它並為您提供最少的試驗次數，結果為 56。
	如果我們進行了全因子設計，則有八種不同的加法類型乘以三個水平的 M1，這樣我們就得到了一個中心點，
	三個 M2，三個 M3，三個 M4，即 648 次試驗，而不是我們最終得到的 65 次，因此在設計上非常高效。
	如果你在做混合設計，你想關閉攔截。 還有一個分析器技巧，有時如果這些添加劑 1 和添加劑 2 的範圍相差太遠，
	分析結束時的預測分析器可能會開始出現一些問題，不允許您從一種添加劑類型掃描到下一種。 所以一個技巧是在加法類型上使用本地數據過濾器，然後你可以很容易地看到結果。
	現在，綜上所述，我們想出了這個複雜的腳本和復雜的設計，然後 Fuchs 的人決定他們需要大大降低複雜性。 他們真的只是在看，最後，在 M1。 他們想發現七種不同的添加劑
	的效果。 他們想篩選那些。 所以結果證明這是一個簡單得多的測試。 事實上，你可以把這當作七個獨立的兩試測試，
	每個添加劑的低和高......對於每種添加劑，然後有七個不同的斜率截距，您可以確定。 所以這就像七個不同的實驗，總共 14 個試驗。
	或者它可以用回歸技術建模。 事實證明，還有 14 個未知數需要解決，所以這就是我們結束的地方。
	在這一點上，我將把它轉交給回到 Fuchs 的 Ryan 來談談這些發現。
瑞安·博托斯	謝謝，傑瑞。 我是瑞安·博托斯。 我是 Fuchs Lubricants Company 的研發技術員，我將負責測試和調查結果。
	因此，我們進行了三項測試，以分別確定在確定每種添加劑的有效性方面最重要的三個因素。 需要測試的第一個因素是薄膜脆性，這是使用針刺進行測試的，
	其中添加劑的柔軟度可以由針刺入的深度決定，這為我們提供了對薄膜脆性的估計。
	需要研究的第二個測試因素是產品的穩定性，這是通過離心每個產品...每個產品與添加劑
	然後找到它的分離指數，這為我們提供了穩定性值。 請下一張幻燈片。
	需要評估的最後一個因素是摩擦係數或 CoF。
	這是使用沖壓潤滑劑測試機進行的，其中每個產品都應用於金屬條，
	然後在給定壓力下將其壓在兩個模具之間，然後通過液壓工具拉動。 測量液壓系統將其拉過模具所需的拉力，從而測量潤滑性，
	這顯示了所需的力量。
	下一張幻燈片。
	現在我們可以看到 JMP 上顯示的測試結果。 使用廣義回歸以啟用檢測限功能。
	這使我們能夠確定產品中每種添加劑與每種添加劑的重量百分比相比的趨勢。 可以看到，隨著產品中每種添加劑的重量百分比增加，每種添加劑的分離指數增加，從而降低了產品的穩定性。
	對於薄膜脆性，隨著添加劑重量百分比的增加，大多數產品變得更軟，添加劑 3 顯示出每重量百分比的最顯著變化。
	然而，加法 5 結果超出規格，因此無法測試，因此，它們從模型中刪除。
	摩擦係數顯示出與前兩次測試類似的結果，係數隨著添加重量的增加而增加
	增加。
	這表明隨著添加劑重量的增加，潤滑性下降。 正如您在圖表中看到的，添加劑 3 的重量百分比保持最一致。
	請下一張幻燈片。
	使用測試結果以及來自廣義回歸的數據，我們能夠在預測分析器上積累數據。 在這裡，我們能夠調整每個因素的重要性，以更好地評估我們項目中的添加劑。
	在我們的項目中，薄膜彈性是最有價值的，因此在該領域表現最好的產品比那些更穩定或更光滑的產品更有價值。
	使用此模型，我們能夠確定濃度為 5.7% 的添加劑 3 最有可能為我們提供最佳結果。
	最後，我們將把這些文件連同錄音一起上傳到網站上。 我代表 Jerry、Na 和我感謝您抽出寶貴時間。

 

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