<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8" />Dieser Artikel erschien ursprünglich in JMPer Cable, Ausgabe 29 Sommer 2014 .
von Bradley Jones, PhD, JMP Principal Research Fellow, SAS und Ryan Lekivetz, JMP Research Statistician Developer, SAS
Ein neues Werkzeug in der Space Filling Design-Plattform unterstützt das Platzieren von Designpunkten in nicht rechteckigen Bereichen. Raumfüllende Designs sind beim Experimentieren mit komplexen deterministischen Computermodellen sehr beliebt. Solche Modelle geben die gleiche Antwort, wenn Sie dieselben Eingaben machen. Daher ist die Steuerung der Variabilität kein Problem.
Das Experimentieren kann Stunden oder sogar Tage dauern, um eine einzelne Beobachtung zu erzeugen. Das Experimentieren mit Computermodellen hat zum Ziel, eine viel schnellere, genauere Annäherung an das Computermodell zu finden. Sie können diese Annäherung dann verwenden, um Vorhersagen an ungeprüften Punkten zu treffen. Oder Sie können eine Intuition über die Beziehungen zwischen den Eingaben und Ausgaben des Computermodells entwickeln, indem Sie Diagramme mit dem vereinfachten Approximationsmodell erstellen.
Das Erstellen solcher Diagramme mit dem Computercode selbst erfordert aufgrund der großen Anzahl von Punkten, die für das Erstellen eines solchen Diagramms erforderlich sind, zu viel Zeit. Wir nennen die neuen Designs "Fast Flexible Filling" -Designs: Sie generieren schnell, bieten große Flexibilität bei der Beschreibung der Experimentierregion und befüllen den Raum gut.
Beispiel für ein raumfüllendes Design
Hier ist ein Beispiel. Angenommen, Sie haben die Luftqualität in Georgia untersucht. Sie sind wahrscheinlich daran interessiert, den gesamten Staat einheitlich abzudecken. Sie haben ein begrenztes Budget von 100 Luftqualitätsmonitoren. Die Design-Frage ist, wo die Monitore zu finden sind. Abbildung 1 zeigt das 100-Punkte-Fast-Flexible-Filling-Design (FFF) für dieses Problem.
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Abbildung 1 Einheitlicher Abstand der Luftqualitätsmonitore für Georgien
Die Punkte tun gut daran, den Staat einheitlich abzudecken.
Angenommen, Sie möchten ein Skript ausführen, um dieses Experiment zu wiederholen. Karten und schnelle, flexible Füllmuster sind in JMP skriptfähig. In den folgenden Abschnitten wird beschrieben, wie Sie die Kartenkoordinaten für Georgien erhalten und das raumfüllende Design erstellen.
Holen Sie sich die Kartenform-Koordinaten
JMP installiert eine Reihe von Datentabellen, die geographische Kartendaten enthalten. Jede Map besteht aus zwei JMP-Datentabellen mit einem gemeinsamen Präfix:
• Die Datentabelle -Name.jmp enthält die eindeutigen Namen für die verschiedenen Regionen.
• Die Datentabelle -XY.jmp enthält die Längen- und Breitengrade für die Regionen.
Kartendateien werden im Maps-Verzeichnis für Ihre JMP-Version installiert. Suchen Sie unter Windows in C: / Programme / SAS / JMP / 11 / Maps (oder im Ordner JMPPro / 11 / Maps). Suchen Sie unter Macintosh in / Library / Application Support / JMP / 11 / Maps.
Weitere Informationen zu den integrierten Zuordnungsdateien finden Sie unter Erstellen von Karten aus dem Essential Graphing-Buch im Hilfemenü oder in der Online-Dokumentation.
1. Öffnen Sie US-State-Name.jmp im Ordner Maps. Suchen Sie nach Georgia und beachten Sie, dass die Form-ID 11 ist.
2 Öffnen Sie US-State-XY.jmp. Blättern Sie nach unten zu Zeile 903, und kopieren Sie alle Zeilen für die Form-ID 11 in eine neue Datentabelle.
3. Führen Sie das folgende Skript aus, um die Koordinaten in einem Format abzurufen, das von der Space Filling Design-Plattform verwendet werden kann.
dt = Aktuelle Datentabelle ();
mymap = dt << Erhalten Sie als Matrix ({X, Y});
xx = mymap [ 0,1 ];
yy = mymap [ 0,2 ];
Zeigen Sie (min (xx), max (xx));
Zeigen Sie (min (yy), max (yy));
Zeige (xx, yy);
Die minimalen und maximalen Werte der Georgia-Koordinaten werden in das Protokoll geschrieben, von dem ein abgekürzter Teil in Abbildung 2 dargestellt ist.
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Figur 2 Koordinaten für North Carolina werden im Protokoll angezeigt
Richten Sie das schnelle, flexible Füllungsdesign ein
Nachdem Sie nun die Kartenformkoordinaten haben, können Sie das raumfüllende Design erstellen.
1. Wählen Sie in JMP DOE> Raumfüllendes Design . Standardmäßig sind zwei Faktoren definiert.
2 Geben Sie die minimalen und maximalen Koordinaten aus dem Protokoll in den Space Filling Designer ein. Umbenennen X1 zu Längengrad . Ändern Sie die minimalen und maximalen Werte in -86 und -80 . Umbenennen X2 zu Breite . Ändern Sie die minimalen und maximalen Werte in 30 und 36 .
HINWEIS: Stellen Sie bei anderen Designs sicher, dass Sie keinen zu großen Bereich definieren, so dass Ihre Map-Form nur einen kleinen Bruchteil davon darstellt.
Die Faktortabelle ist in Abbildung 3 dargestellt.
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Figur 3 Faktortabelle für das raumfüllende Design
Geben Sie die unzulässigen Kombinationen für Koordinaten an
Der schnelle, flexible Füllungs-Algorithmus des Space Filling Designers verteilt Punkte gleichmäßig innerhalb der Kartenform. Um die Punkte innerhalb des uneingeschränkten Entwurfsbereichs zu halten, definieren Sie einen Ausdruck, mit dem nicht mögliche Kombinationen von Eingabevariablen ausgeschlossen werden. Der Ausdruck wertet aus, ob ein Punkt im raumfüllenden Design außerhalb der Map-Form liegt.
Dieser Ausdruck für unzulässige Kombinationen muss für nicht durchführbare Werte einen Wert ungleich Null zurückgeben. Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, einen booleschen Ausdruck zu erstellen, der den Wert true oder false ergibt. Angenommen, die Faktoren X1 und X2 reichen von -1 bis 1 und möchten, dass Punkte innerhalb des Einheitskreises auftreten. Sie geben an, dass unzulässige Kombinationen X12 + X22> 1 sind. Das heißt, dass alle Punkte, die außerhalb des Einheitskreises liegen, nicht zugelassen werden.
1. Kopieren Sie die Variablen xx und yy aus dem Protokollfenster.
2 Wählen Unzulässige Kombinationen aus dem roten Dreieck des Space Filling Design. Das Fenster Unzulässige Kombinationen wird angezeigt - dasselbe Fenster, das im benutzerdefinierten Designer verwendet wird.
3. Fügen Sie die Variablen xx und yy in das Fenster Unzulässige Kombinationen ein.
4 Geben Sie am Ende des Fensters den folgenden Code ein:
In Polygon (Längengrad, Breitengrad, xx, yy)
Dieser Ausdruck lässt keine Punkte außerhalb der Kartenform zu.
5 Klicken OK .
6 Klicken Sie im Space Filling Design-Fenster auf Fortsetzen . Fast Flexible Filling ist aufgrund der nicht zulässigen Kombinationen das einzige verfügbare Design.
7. Ändern Sie die Anzahl der Läufe auf 100, um die Ergebnisse besser zu visualisieren.
8 Klicken Schnelle flexible Abfüllung das Design erstellen. Das Design erscheint in einem neuen Fenster.
9 Klicken Tisch machen So erstellen Sie eine Datentabelle, die das Design "Fast Flexible Filling" enthält.
Anzeigen des Designs im Graph Builder
Jetzt können Sie den Entwurf in Graph Builder anzeigen, um den Entwurf zu überprüfen.
1. Wählen Sie bei geöffneter Datentabelle "Fast Flexible Filling Design" die Option aus Graph> Graph Builder .
2 Zuordnen Längengrad zu X und Breite zu Y .
3. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf das Diagramm, und wählen Sie aus Grafik> Hintergrundkarte> US-Bundesstaaten und klicken Sie dann auf OK . Sie sollten etwas erhalten, das dem in Abbildung 1 gezeigten Diagramm ähnlich ist.
Abschließende Gedanken
Wenn Sie mit Karten arbeiten, die in separaten Teilen erhältlich sind (z. B. in Zuständen mit mehreren Teilenummern), empfehlen wir, FFF-Designs für jede Bauteilnummer einzeln zu erstellen. Bei einer Karte unterscheidet sich ein FFF-Entwurf von einer einfachen Stichprobe von Punkten über der Kartenform. Ein FFF-Design soll die Designpunkte gleichmäßiger verteilen und die Karte besser abdecken.
Anmerkung von Gail: Sie können auch Ryans lesen Blog zu diesem Thema .
