Vocero
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Transcripción
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| ronald andres |
Hola, buenas tardes. Mi nombre es Ron Andrews. Hablaré hoy sobre el diseño de experimentos. |
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Entonces, el título es 47 años (hasta ahora) con experimentos diseñados, todo, desde un factor hasta un grupo de diseños supersaturados ortogonales. Un poco de información de contacto está abajo en la parte inferior. |
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No dude en ponerse en contacto conmigo en la dirección de correo electrónico que figura aquí para cualquier cosa relacionada con esta presentación, o incluso tangencialmente relacionada. |
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Pongamos en marcha el modo de presentación. |
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Temas. Mencioné un factor a la vez y grupo ortogonal. |
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También mencionaré un factorial temprano que ejecuté. El algoritmo de Yates es una rareza histórica. Diseños óptimos, muy importante. |
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Los diseños de cribado definitivos, junto con los diseños ortogonales de grupo, también son importantes en las situaciones de cribado. |
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Cuando llegué a Kodak por primera vez, no sabía nada sobre diseño experimental. Todos mis experimentos fueron un factor a la vez. |
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Hay uno en particular que tiene una especie de pantalla colorida aquí que puedo mostrar. Estaba trabajando en un área donde diseñamos nuevos procesos para desarrollar películas en color y también ayudamos a mantenerlas. La película en color es lo que vino antes de lo digital; algunos de ustedes pueden recordar eso. |
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De vez en cuando, en el laboratorio de procesamiento, podía suceder algo que diluía el revelador de color. |
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La pregunta era ¿hasta dónde podemos llegar antes de tener que tirarlo y empezar de nuevo? Pensamos que tal vez un 5%, tal vez un 10%. Recibimos informes de personas que iban más allá y afirmaban |
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resultados aceptables. Decidimos hacer una prueba extrema. Comenzamos con una concentración normal y bajamos hasta el 25 % de las concentraciones normales. |
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Necesito describir brevemente cómo se evalúan las películas en color. Exponemos una tableta escalonada en escala de grises en la película y después del procesamiento, |
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usamos un densitómetro para leer las densidades ópticas con tres filtros diferentes, por lo que obtenemos lecturas para cada uno de los tres registros de color, |
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Trazamos la densidad óptica frente a la exposición del registro. Ahora bien, esta es una película de inversión; es una imagen positiva, por lo que la exposición alta tiene densidades bajas y viceversa. |
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Este es el experimento y sus resultados. Con una concentración del 100 %, obtenemos bonitas curvas paralelas y un buen balance de color. |
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Al 75% es una dilución bastante saludable. Las densidades de azul y verde están subiendo. Eso fue desconcertante al principio. ¿Por qué deberían aumentar las densidades? |
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¿Cuando estamos diluyendo el paso que forma los tintes? |
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Bueno, miramos un poco más de cerca y nos dimos cuenta de que hay un acoplador competidor en esa solución que forma un tinte soluble en agua que no termina en la película. |
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Está ahí para mejorar la estructura de la imagen, pero también es el componente más sensible a la concentración en la solución. |
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Entonces, cuando comenzamos a diluir, eso es lo que vemos primero. Vemos el impacto de diluir el acoplador de la competencia y obtenemos densidades más altas, especialmente en los registros verde y azul. El balance de color ha cambiado. |
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Llegamos al 50%. El verde y el azul siguen subiendo. El rojo comienza a doblarse en la escala superior. |
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El revelador de color primero tiene que pasar por los registros azul y verde, y para cuando llegue al registro rojo aquí en la escala superior, donde está tratando de desarrollar cantidades máximas de tinte, |
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no queda suficiente agente revelador de color para formar todo el tinte que debería. |
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Luego llegamos al 25%, por lo que es el 25% de las concentraciones normales. El disco rojo realmente está cayendo en picada con |
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lo que debería ser casi negro se ha vuelto rojo brillante, una especie de efecto psicodélico aquí. Miramos esto y pensamos, eso es algo interesante. Puede haber algunas personas que quieran hacer esto a propósito, tal vez deberíamos publicar este método. |
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Eran los años 70. |
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Hay mucha gente pensando cosas así. Creo que nunca lo publicamos. Cualquiera que haya visto esto reconoce el efecto. |
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El primer factorial que realicé fue con un proyecto relacionado con una película de Super 8. |
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Ahora Super 8 fue originalmente películas caseras, que vinieron antes de las videocámaras, que vinieron antes del video digital, que es lo que usamos en nuestros teléfonos inteligentes hoy en día. |
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Queríamos presentar las películas en Super 8 a una clientela más profesional. Parte del proyecto era producir una película más larga que duraría 10 minutos a la velocidad de fotogramas profesional. |
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Así que tenemos este gran cartucho que tiene algunos carretes grandes en su interior con piezas de plástico que se frotan entre sí, lo que genera estática. |
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Un poco de estática genera un poco de suciedad. |
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Más descargas estáticas y deja pequeños relámpagos azules en la película. No es bueno. |
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Probamos muchos métodos para eliminar la estática. Ninguno fue completamente exitoso. |
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Lo que finalmente hicimos fue colocar una capa absorbente de rayos ultravioleta encima de la película para que la película quedara ciega frente a la estática. Casi toda la energía de una chispa estática se encuentra en la región ultravioleta. |
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Ahora bien, esto funcionó para hacer que la película quedara ciega ante la estática, pero también ralentizó la eliminación de la plata. |
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Después del paso del revelador de color, en el que formamos los tintes, tenemos una solución blanqueadora que elimina la plata, para que podamos ver las imágenes de colores claros y agradables. |
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Mi trabajo consistía en optimizar esta solución blanqueadora. |
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Había cinco componentes, seis si quieres contar el agua. Viniendo de los químicos, "Creemos que hay muchas interacciones". |
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Esa fue una obra maestra de subestimación. |
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Una breve nota sobre mis antecedentes. Me gradué de una universidad de ingeniería muy respetada sin antecedentes en estadística. |
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Llegué a Kodak sabiendo qué era una parada F, pero no tenía idea de qué era una prueba F. |
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Afortunadamente, la empresa tenía una división de servicios de gestión, con un grupo de expertos en estadística. |
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Así que programé una cita con John Lynch, que era uno de los expertos del DOE, nos reunimos y hablamos sobre el tema y acordamos una combinación central de dos a cinco. |
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Un factorial completo de dos a la quinta suena extravagante, pero no sabíamos qué interacciones iban a ser significativas y podíamos ejecutar estas ocho a la vez, así que podíamos terminar esto en un día. Fue un gran trabajo pero estaba dentro de nuestra capacidad. |
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Algunas notas sobre logística en 1974. |
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El diseño salió de un catálogo. |
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Las unidades de diseño se tradujeron en unidades físicas con mi regla de cálculo. Ahora existía la calculadora HP 35, pero en dólares de hoy costaría 2000 y yo no tenía. |
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Escribí las instrucciones a mano y entregué una copia en papel carbón al laboratorio. Procesaron muestras de película a través de las 46 soluciones diferentes. |
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Me devolvieron las muestras de película, así que las llevé a otro laboratorio para analizarlas en busca de plata. |
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Introduje los resultados en tarjetas IBM. |
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Estos solían ser el pilar para el procesamiento de datos, algunos de ustedes los han visto. |
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Luego envié la plataforma a un contenedor para una ejecución nocturna en el mainframe. |
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Conseguí la impresión en papel a la mañana siguiente: tablas y gráficos de impresora de líneas. Si quieres curvas, conseguimos nuestros lápices de colores y una curva francesa y las dibujamos. |
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Un poco diferente de lo que usamos hoy. |
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Los resultados, |
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como pude recordarlos muchos años después del hecho. De ninguna manera son precisos, pero |
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son direccionalmente correctos. |
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Cuatro de los cinco ingredientes tuvieron grandes efectos principales y cuatro de los cinco ingredientes también tuvieron efectos cuadráticos significativos. Luego, para hacer las cosas realmente interesantes, tenemos algunas interacciones de tres vías. Dos de ellos en realidad. Agente blanqueador, agente fijador y acelerador de blanqueo. |
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El valor de p no es cero, pero fue menor que .0001. |
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Aquí abajo, en el fondo, el fijador, el acelerador de la lejía y el triturador de cereales. Valor de p de 0,055. no siempre haría el corte. |
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Los químicos observaron esto y dijeron que hay un compuesto que se forma al agregar estos tres ingredientes. Puede ser la razón por la que está obteniendo los resultados que está viendo. Lo dejamos en el modelo y los resultados posteriores lo confirmaron. Fue una verdadera interacción a tres bandas. |
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Desde entonces, he aprendido lo raro que es esto, ya que en 47 años, no ha vuelto a suceder obtener dos interacciones de tres vías en el mismo experimento. |
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El siguiente paso fue la optimización. Estos están en unidades de diseño, por lo que la fórmula original es ceros en la línea. Eso dejó 1.400 miligramos de plata por metro cuadrado, |
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aproximadamente un tercio de la cantidad original recubierta en la película. |
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Es demasiado. Proyecte esta película y verá grandes puntos negros por todas las imágenes. |
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Con nuestra fórmula optimizada, subimos en tres de los ingredientes y bajamos en uno de ellos. |
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Dejamos el conservante solo; no tuvo efecto. Bajé a 22 miligramos de plata. |
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Eso no es cero, pero no puedes verlo. |
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Y el nombre del juego en el trabajo fotográfico es que si no puedes ver la diferencia, no hay diferencia. |
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Solo para estar seguros, extendimos un poco el tiempo de remojo. |
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El impacto personal de este experimento fue enorme. Podría haber pasado meses tratando de optimizar esta solución sin obtener los resultados que obtuve de este experimento, así que me enganché. |
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Busqué el programa de capacitación de John Lynch y me inscribí en su próxima clase disponible en el DOE. |
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Me inscribí en la clase avanzada y busqué otras oportunidades para aprender más sobre el DOE. Todavía estoy buscando más oportunidades para aprender sobre el diseño de experimentos. |
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Discovery Summits ha sido una gran parte de eso en los últimos años. |
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Y rarezas de los años 70. |
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Empecé a hacer más experimentos factoriales, no tan grandes como el que acabo de mostrar, con frecuencia algo así como dos a la tercera o la cuarta. |
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Para experimentos de ese tamaño, no me molesté en perforar los resultados y enviarlos a la computadora central. Usé el algoritmo de Yates, lápiz y papel, y pude calcular los coeficientes de regresión en 15 o 20 minutos. |
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No necesitas saber esto. Es una rareza histórica. Si está interesado, búsquelo, pero en el mundo de hoy, no necesita saber sobre el algoritmo de Yates. |
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En la década de 1980, |
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tenemos mainframe SAS. Los diseños aún procedían de catálogos, pero teníamos PROC GLM para analizar los experimentos. |
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Luego obtuvimos un generador DOE escrito internamente. |
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Todavía obtenía diseños de catálogos, pero estaba informatizado, integrado en el mismo conjunto de programas con el análisis SAS y luego con un optimizador de respuesta. |
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Y luego múltiples respuestas, |
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lo cual es importante con la película fotográfica, donde hay unas 150 cosas que necesitábamos probar y asegurarnos de hacerlo bien. |
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DOE se hizo más grande. |
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en los años 90 |
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Llegó JMP. Ahora conozco la Versión 1, se introdujo en 1989, pero que yo sepa, no llegó a Kodak hasta 1990, así que eso es lo que cuento. |
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Tenemos un programa llamado Curves, escrito internamente, analizó esas curvas características que mostré antes como vectores propios y estoy seguro de que hay varias personas aquí que podrían mostrarnos cómo hacer esto con JMP ahora. |
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Curves se combinó con un sistema informático de fórmula bajo demanda que operaba un sistema de recubrimiento experimental. |
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Ahora, tradicionalmente, |
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hacer variaciones en una película fotográfica, |
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hay alrededor de una docena de capas en la mayoría de los productos de película de color, generalmente tres pasadas a través de máquinas de recubrimiento. |
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Para hacer cambios, detenemos el recubrimiento, cambiamos la olla, repurgamos las líneas y reiniciamos el recubrimiento. |
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Con la fórmula bajo demanda, para las capas en las que queríamos producir variaciones, dividíamos los componentes en diferentes partes, las mezclábamos sobre la marcha y luego podíamos hacer cambios modificando las tasas de bombeo. |
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No tuvimos que parar y luego volver a purgar las líneas y reiniciar el recubrimiento. Podríamos obtener muchas más piezas en nuestro recubrimiento en la misma cantidad de tiempo. |
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Esto condujo a algunos experimentos más grandes. El más grande que hice fue un compuesto central de dos a 17 menos 11. |
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107 combinaciones de factores, incluidas algunas réplicas, se ejecutan todas en un día, utilizando el sistema FOD. |
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Esto proporcionó un modelo bastante completo del registro rojo, un nuevo producto en desarrollo; tuvimos otros experimentos para completar los registros verde y azul. |
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Eso suena grande, pero un colega corrió un compuesto central de dos a 17 menos nueve. Cubrió los tres registros de color, 300 combinaciones de factores. |
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Le tomó seis semanas y $ 50,000 en tiempo de mainframe para analizarlo, pero en comparación con los seis meses y cerca de medio millón de dólares en trabajo experimental, esto es una ganga. |
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Llegó la década de 2000 y Kodak |
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incurrido en un cambio de fortuna. FOD fue desmantelado; ya no podía soportar a la tripulación dedicada. |
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Se eliminó el soporte para el programa Curves. Todavía estaba allí, si sabías cómo ejecutarlo. Si no lo hiciste, tal vez puedas encontrar a alguien que te ayude. |
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Afortunadamente, JMP vino con una función DOE que se hizo cargo de gran parte del trabajo de diseño y análisis del DOE. |
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Cortesía de la gerencia, teníamos límites en el número y tamaño de los experimentos. |
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En 1999 |
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Realicé 71 experimentos de revestimiento y en 2000, estaba limitado a 25 durante todo el año con no más de 12 partes en cada uno. No más grandes factoriales. |
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La eficiencia era muy importante, por lo que los experimentos que surgieron en este momento fueron óptimos; eran extremadamente valiosos. |
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Descubrimos que no teníamos que tener experimentos perfectamente balanceados ortogonales. Estas son buenas funciones, pero no son absolutamente necesarias, por lo que empaquetamos esos experimentos con todos los factores que pudimos incluir. |
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para obtener la mayor cantidad de información posible. |
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También participamos en algunos |
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a cuestas Estaba trabajando en un proyecto para reemplazar el fluorosurfactante en el revestimiento simultáneo. |
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Eso afectó las propiedades físicas de la parte superior de la película. |
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No afectó las propiedades fotográficas. Podía cambiar las capas fotográficas y no tenía ningún efecto sobre las propiedades físicas de la superficie, por lo que podía realizar dos experimentos completamente separados en el mismo conjunto de piezas de revestimiento. Estaba completamente confundido pero pudimos probarlos por separado. |
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No recomendado a menos que realmente comprenda su proceso. Kodak en ese momento tenía 120 años de experiencia con recubrimientos experimentales. |
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Sabíamos direccionalmente lo que era probable que sucediera. Nuestros experimentos fueron en gran parte de calibración; cuán grande iba a ser el efecto. |
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Llegó el 2005. |
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Kodak dijo que era hora de irse, así que me dirigí a una empresa más antigua también fundada en Rochester, a saber, Bausch and Lomb. |
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Ahora este clip que he usado antes: Descubre lo inesperado. Es más importante que confirmar lo conocido. Creo firmemente en eso. |
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Pero en una industria regulada, a menudo se requiere confirmar lo conocido. |
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La FDA nos exige que confirmemos todos los parámetros significativos del proceso en sus límites de especificación. Cuando se está ejecutando en los límites de las especificaciones y, a veces, tienen que ejecutar todas... tal vez no todas, pero la mayoría... de las combinaciones, de los límites de las especificaciones y asegurarse de que el producto sea aceptable. |
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Pero aún necesitábamos eficiencia. Todavía necesitábamos experimentos eficientes, así que hicimos uso de esos experimentos óptimos. Algunas otras diferencias. En Kodak, había ayuda a la que podía recurrir, había algunos expertos de JMP allí. En B&L, inicialmente, yo era el único en nuestro grupo de ingeniería de procesos. |
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Conseguí algunos reclutas más y comenzaron a venir a mí en busca de ayuda, así que tuve que aprender mejor el software. |
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Rápidamente aprendí más sobre las instalaciones de ayuda dentro del programa y disponibles por teléfono y correo electrónico, y agradezco sinceramente a las personas que reciben esos correos electrónicos y llamadas telefónicas. |
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También logré aprovechar mi posición para asistir a más de un Discovery Summit, |
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fácilmente las mejores conferencias técnicas a las que he asistido. Aprendí mucho. Por lo general, me concentré en DOE, pero aprendí mucho además de solo DOE. Muchas cosas diferentes que valieron la pena allí. |
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Algunas de las cosas, algunos de los aspectos más destacados durante mis años en B&L, una vez demostré una interacción de cuatro vías... más o menos. |
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Había una lente de contacto en desarrollo que tenía un defecto único que podía curarse de cuatro maneras diferentes. |
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Si reunimos los cuatro factores en un factorial, las matemáticas se muestran como una interacción de cuatro vías. Una vez que lo curas, no puedes volver a curarlo con los otros factores. Estrictamente hablando, no era una interacción físico-química de cuatro vías, pero matemáticamente lo era. |
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La única interacción de cuatro vías que he encontrado. |
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Siempre recordare el 2011 |
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Cumbre de descubrimiento en Denver. Fue el primero al que asistí y fue entonces cuando Bradley Jones y Chris Nachtshiem introdujeron los diseños de proyección definitivos. |
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Miré eso y supe de inmediato para qué lo iba a usar. Necesitaba verificar los límites de las especificaciones, se tenían que verificar las especificaciones de pesaje de todos los componentes que entran en la mezcla de monómeros. |
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Lo uso un DSD para ese propósito. No solo fue fácil verificar todos los límites de especificación y las combinaciones de los límites de especificación, |
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pero tenía un modelo que podía usar para hacer algunos experimentos hipotéticos sobre qué pasaría si ajustamos nuestras especificaciones. |
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E hicimos algo de eso, no porque lo necesitáramos, sino porque podíamos... teníamos la capacidad de ajustar las especificaciones y podíamos beneficiarnos de ello. |
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Hice algunos experimentos más a cuestas. |
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El año pasado estaba trabajando en un proyecto. |
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que involucre una nueva lente de contacto desechable diaria. |
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Los lentes desechables diarios no se venden en ningún lugar cerca de lo que se venden los lentes de 30 días, pero el costo de fabricación no es mucho más bajo. |
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Lo compensamos en volumen, pero aun así los márgenes de beneficio se reducen. Así que dedicamos una buena cantidad de tiempo a los aspectos de costos del programa. Un colega estaba trabajando en el rendimiento en el paso de desmoldeo. |
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Estaba tratando de reducir la cantidad de solvente utilizado en el paso de extracción, donde eliminamos los monómeros no reactivos de las lentes. |
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Tuvimos tres experimentos superpuestos diferentes, entre 50 y 75 partes donde mi colega realizó experimentos de rendimiento, yo realicé experimentos de extracción. |
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Necesitaba 300,000 lentes para cada uno de estos, para poder verificar que mis cambios de extracción iban a ser seguros y efectivos. |
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La única forma en que tuve tanto tiempo en el equipo de producción donde pudimos realizar este tipo de prueba fue compartiendo tiempo con otros experimentos. Allí nuevamente se confundió, pero pudimos probar por separado y obtener diferentes parámetros y ambos sacar provecho del mismo experimento. |
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Obtuvimos nuestros cambios de reducción de costos validados a tiempo para el lanzamiento del producto, y el producto ya está en el mercado: lentes de contacto Infuse, si alguien está en el mercado para tal cosa. |
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Ahora mencioné diseños súper saturados ortogonales grupales desde el principio. |
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Cuando escuché por primera vez sobre esto en un Discovery Summit, creo que fue hace tres años, |
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Yo era como un niño con un martillo en busca de un clavo. Pensé, ya sabes, ese es otro gran diseño de proyección. Tengo que probar esto. |
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He realizado muchos experimentos simulados. He demostrado las ventajas; También he demostrado trampas si tiene demasiados efectos significativos. |
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En realidad no he ejecutado uno todavía. Hasta ahora, en situaciones de detección, comparé esto con DSD y decidí que, en los casos que había encontrado hasta ahora, la oportunidad de estimar algunos efectos de segundo orden valía más que el experimento más pequeño que podía obtener con un GO-SSD. . |
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Algunas recomendaciones del DOE. No son mis recomendaciones. Estoy repitiendo a los expertos aquí. |
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En primer lugar, tome esos catálogos y colóquelos en el archivo circular. No los necesitas. |
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Para situaciones de detección, considere tanto DSD como GO-SSD. |
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Averigua cuál es mejor para tu situación. |
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Para la mayoría de los experimentos, incluidas algunas situaciones de detección, un diseño óptimo será la mejor opción. |
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Ahora, en términos de qué parámetro óptimo. |
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Si está preocupado, busque algunas de las presentaciones que Bradley Jones ha dado en Discovery Summits anteriores y obtendrá una gran |
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Presentación con mucho detalle. |
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Si no quieres preocuparte por eso, no te preocupes por eso. Las ventajas de los diseños óptimos son grandes en comparación con las pequeñas diferencias entre los distintos parámetros óptimos. |
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No estará en malas condiciones simplemente aceptando los valores predeterminados. |
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Finalmente, siempre, siempre, siempre use las herramientas de evaluación del diseño antes de comenzar a ejecutar el experimento. |
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Siempre calculo la potencia, siempre miro el mapa de calor de correlación. |
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Si es un experimento crucial, también lo haré |
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ejecutar una serie de simulaciones con diferentes niveles de ruido y asegurarme de que tengo una muy buena oportunidad de demostrar... detectar el tipo de efectos que necesito poder detectar. |
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Tomando prestada una línea de King George en Hamilton: "¿Qué viene después?" |
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Bueno, me retiré de Bausch & Lomb en enero, así que ya no me pagan como ingeniero. |
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Aún así, un ingeniero de corazón. |
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He estado trabajando en el desarrollo de mi afición a la fotografía de toda la vida como un negocio. |
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Hace unas semanas, hice un factorial de tres por tres. |
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Estaba preocupado por el rendimiento de |
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una nueva lente gran angular que había comprado. No quedé satisfecho, compré otro. |
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Comparé tres lentes de gran angular, incluido uno más antiguo. Usé tres aperturas diferentes y observé la uniformidad del enfoque como respuesta y descubrí que no hay absolutamente nada de malo en las lentes. El problema estaba en el fotógrafo. Necesitaba hacer un mejor trabajo de enfoque. |
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Información importante y útil. |
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Espero seguir involucrado en el análisis de datos. He hecho algunos análisis de datos de las tendencias de COVID. miro a |
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datos de flujo de agua en arroyos y ríos |
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así que sé cuándo ciertas cascadas estarán en buen estado. También analizo algunos datos demográficos de nuestra iglesia. |
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Probablemente no me van a pagar por gran parte de este trabajo. Estoy abierto a la idea de consultar, pero no la persigo activamente, por lo que no es probable que suceda. |
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Así que este es un viaje relámpago a través de mis 47 años como ingeniero trabajando en diferentes tipos de experimentos. |
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Estar encantado de atender cualquier pregunta. Muchas gracias. |
