為什麼要按日期時間加入數據集?
科學家和工程師面臨的常見數據準備挑戰之一是按日期、時間或日期時間(也稱為時間戳)匹配不同的數據集(圖 1)。
圖1。 日期、時間和日期時間數據示例。
科學家和工程師經常從各種不同的測量系統/設備中獲取指標。 為了分析他們的數據,他們需要將所有指標組合在一個表中,以便他們可以查看所有指標之間的關係。
當您有一個唯一標識符列或一組列(例如 Batch_ID、Lot_ID、UPC、序列號等)時,連接相對簡單,可以使用 JMP 中的表 > 連接功能或虛擬連接功能在 JMP 中。
當您需要對齊數據集之間的日期、時間或日期時間時,這更具挑戰性。 該任務通常涉及隨時間連續跟踪指標(例如,溫度、壓力、pH 值、葡萄糖)的傳感器。 要了解這些指標如何影響產品端點(有時稱為“關鍵質量屬性”),有必要在適當的時間段內創建這些指標的摘要*。 然後將摘要與相應的產品端點連接起來。
讓我們通過一個案例研究來展示如何完成這種類型的連接。
案例分析
觀看視頻,或閱讀視頻下方的案例研究。
我們試圖理解和改進的過程製成了名為“Forever Young Elixir”的成品。關鍵質量屬性是效力。
一個產品分兩步生產。 首先,原材料進入對原材料施加壓力的機器。 然後,組裝的原材料進入第二個工藝步驟,在那裡施加溫度以製造最終產品。

這兩個過程步驟都可以控制,但今天我們認為有相當多的變化會影響成品的關鍵質量屬性效力。 我們有興趣了解壓力和溫度如何影響該產品的效力,以便最終確定每個工藝步驟的可接受操作範圍。 有溫度和壓力傳感器連續監測過程。
在這個例子中我們將關注溫度,因為處理壓力數據的過程是類似的。
我們有一個數據表,其中包含每個批次、批次完成時間的時間戳(日期時間)及其效力(圖 2)。
圖 2。 為每個完成的批次收集的效力數據以及批次完成的時間戳。我們還有來自溫度傳感器的數據。 每隔一分鐘記錄一次溫度(圖 3)。
圖 3。 為每個完成的批次收集的效力數據以及批次完成的時間戳。
最終,為了將效力與溫度相關聯,我們需要一個表格,其中包含每個批次的效力和產品製造期間的平均*溫度。
圖 4。 溫度數據與效力數據相結合的最終分析表。 *可以考慮其他匯總統計數據,或者也可以使用 Functional Data Explorer 平台進行探索,該平台使用所有數據來了解流程,而不是匯總為單個值。

在我們進入軟件之前,我們需要決定溫度步驟中的哪些時間點與特定批次適當關聯。 換句話說,該批次何時在溫度步驟中進行處理?
在與其他工程師的討論中,我們確定 5 分鐘是一個批次在溫度步驟中處理的時間長度。 因此,應使用批次完成時間戳前 5 分鐘期間的溫度數據與批次的效力相關聯。
現在我們有了開始數據準備過程所需的信息。
筆記:此示例從已使用正確數據類型和建模類型正確編碼的日期時間開始。 如果您希望連接正常工作,這是非常重要的一步。 如果您需要復習如何使用日期、時間和日期時間,請跳至本博文的附錄。
視頻演示
加入就加入! 下載下面隨附的兩個數據集並繼續操作。 如果您還沒有 JMP,則可以下載 30 天試用版.
步驟回顧
- 確定與產品相關的傳感器數據讀數範圍。
- 我的流程如何影響終點指標?
- 對於每個過程,與最終產品相關的傳感器讀數的時間範圍是多少?
- 對於每個過程,我希望與最終產品相關的傳感器讀數的時間範圍是多少?
- 在數據集中創建一列,其終點指標定義了第一的每個相關記錄的時間戳。
- 通過使用使用成品時間戳(或其他參考時間戳,如果不可用)的公式列來執行此操作。
- 您可能還需要定義最後一個相關的時間戳。
- 使用表 > JMP 查詢生成器將帶有端點度量的表連接到傳感器數據。
- 需要編輯連接標準以包含兩個條件:一個是將傳感器時間戳與成品表的時間戳進行比較,另一個是將傳感器時間戳與第二步中計算的第一個時間戳進行比較。
- 使用表 > 匯總匯總(即平均)連接表中的傳感器指標。
- 選擇傳感器指標,然後選擇所需的統計數據。
- 按所有其他列分組。
- 使用 Graph Builder 或 Fit Y by X 查看效能與平均溫度之間的關係。
- 哪裡的效力最高?
- 這可以告訴您在何處設置溫度的操作範圍?
- 考慮使用建模技術,以便您也可以合併所有其他流程輸入。
請對這篇博文發表評論,並讓我知道你是否跟隨。 我想知道您是否發現說明清楚,如果沒有 - 我可以澄清什麼。另外,您有哪些情況沒有在這裡解決?
附錄
查看日期、時間和日期時間
讓我們快速回顧一下這種類型的數據,因為如果您希望正確連接數據,那麼在所有數據表中獲得正確的數據類型和建模類型非常重要。 分析軟件從參考日期開始以秒為單位存儲日期、時間和日期時間。 JMP 將日期、時間和日期時間存儲為從 1/1/1904 開始的秒數。 還有另一篇很棒的博客文章使用日期、時間、日期時間和持續時間如果你想更深入地討論這個話題。
如果您想使用這種類型的數據(繪製圖形、減去日期、通過日期連接),您需要確保日期/時間/日期時間的格式為數據類型 = 數字和建模類型 = 連續。 導入數據時,請確保這樣做。 對於特殊類型的日期時間格式,您可能需要應用自定義導入格式讓 JMP 知道這是一個日期時間。
將數據格式化為數字和連續後,您將看到數據以秒為單位表示。 這對你來說可能看起來很奇怪,但它是正確的。
應用格式使數據看起來對你自己和其他人來說都是可以理解的。 您可以在列信息中選擇日期、時間和持續時間格式(右鍵單擊列標題 > 列信息 > 格式)。 日期時間(時間戳)位於“時間”菜單中(圖 5)。
圖 5。 列的日期、時間和持續時間的格式選項。
在旁邊
如果要通過日期時間將兩個數據表連接在一起,請確保在兩個表的日期時間列中都具有執行此操作所需的詳細級別。 詳細程度由源數據決定。 格式不會改變數據的粒度,因為它被 JMP 識別;它只是改變了我們在單元格中可見的粒度。
讓我們考慮兩種情況:
- 如果您的數據只有日期級別的粒度(沒有時間),則應用時間戳格式(例如 m/d/yh:m:s)將顯示 m/d/y,然後是 12:00:00 AM 的時間對於所有記錄。 您的源值中沒有時間詳細信息,因此您無法比較同一天內的時間。
- 如果您的數據在日期時間級別具有詳細信息,則應用日期格式(例如僅 m/d/y)將在每個單元格中顯示 m/d/y;但是,底層粒度將保持不變(圖 4)。
圖 6。 具有不同格式但具有相同粒度的時間戳列。
對比圖 7 中的兩列(時間戳和日期)。 相同的格式適用於兩者。 但是,時間戳具有日期沒有的粒度,您可以在數據表的標題圖中看到這一點。
圖 7。 時間戳和日期具有相同的格式,但粒度級別不同。
不錯的視頻。 第二個視頻中對查詢構建器的精彩介紹!