Többváltozós adatelemzési módszerek alkalmazása gyártási folyamatok monitoringjára és optimalizálásra

Átírás

1 Többváltozós adatelemzési módszerek alkalmazása gyártási folyamatok monitoringjára és optimalizálásra Heinold László AIB-Vincotte Hungary Kft. 1 A többváltozós megközelítés A többváltozós megközelítés akkor alkalmazható, amikor adott jelenségkörrel (termék, folyamat) kapcsolatban párhuzamosan több adat keletkezik. 2

2 A többváltozós megközelítés A változók száma lehet mindössze néhány (minimum kett esetén beszélhetünk többváltozós megközelítésr l), illetve akár több tíz, több száz, vagy akár több ezer is. Tehát egy olyan táblázatról van szó, amelynek ennyi oszlopa van. Minél több változó: annál inkább alkalmazható. amiatt változnak, mert szándékosan változtatjuk (nevezzük a továbbiakban paramétereknek) mért jellemz k ((nevezzük a továbbiakban jellemz knek a paraméterekt l való megkülönböztetés végett), amelyeknek a változására kíváncsiak vagyunk 4

3 A többváltozós szituáció A többváltozós megközelítésb l adódó többlet-információ csak akkor rejlik benne az adatokban, amennyiben ezek között valamilyen bels kapcsolat is létezik. 5 Itt viszont igen! Többváltozós monitoring Külön-külön egyik diagramon sem látszik, hogy történt valami! 6

4 Többváltozós elemzés Az eredeti változók szerinti ábrázolás a szórás diagram x2 x1 7 Az elforgatott változók (f komponensek) szerinti ábrázolás Többváltozós elemzés 8

5 9 Többváltozós elemzés PC-1 (76%) -0,1 0 0,1 PC-2 (10%) -0,0-0,02-0,01 0 0,01 0,02 0,0 Sc ores Az elforgatott változók (f komponensek) szerinti ábrázolás: a minták ábrázolása 10 PC-1 (56%) -1-0,8-0,6-0,4-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 PC-2 (25%) -1-0,8-0,6-0,4-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Correl ati on Loadings (X) REDNESS COLOUR SHININES R.SMELL R.FLAV SWEETNES SOURNESS BITTERNE OFF-FLAV JUICINES THICKNES CHEW.RES Többváltozós elemzés Az elforgatott változók (f komponensek) szerinti ábrázolás: a változók ábrázolása korreláltak korreláltak korreláltak

6 Többváltozós elemzés Ugyanazt ábrázoljuk, de kevésbé áttekinthet. 11 Többváltozós monitoring 8 Hotelling T2 Statistics 7 6 Hotelling T2 Statistics Samples (Factor-2, HotT2Lim: 6,428) 12

7 1 Többváltozós optimalizálás Együttes (szinergikus) hatás (más néven kölcsönhatás): amikor egy paraméter hatása nem csak a paraméter értékét l függ, hanem egy vagy több másik paraméter értékét l is. x 2 10 paraméter: 45 páros, 120 harmadrend x 1 14

8 Többváltozós optimalizálás amiatt változnak, mert szándékosan változtatjuk (nevezzük a továbbiakban paramétereknek) mért jellemz k ((nevezzük a továbbiakban jellemz knek a paraméterekt l való megkülönböztetés végett), amelyeknek a változására kíváncsiak vagyunk 15 Többváltozós optimalizálás Cél: Y 1 és Y 2 is legyen célértéken! Y 1 =A 11 *x 1 + B 11 *x 2 + C 11 *x 1 *x 2 Y 2 =A 12 *x 1 + B 12 *x 2 + C 12 *x 1 *x 2 Res pons e s urfac e for Kiszakadt_lábak_száma (1) Res pons e s urfac e for Fröccsenés_mértéke (2),09 2,87 2,65 2,4 2,22 2 1,78 1,56 1,4 1,12 4,99 4,8 4,6 4,41 4,21 4,02,82,6,44,24 16

9 Egy példa fejlesztésre: hegesztés optimalizálása kísérlettervezésel Hegeszt berendezés (40kW) 17 Két szemnyomás, amiben két lyuk, ebbe kell hegeszteni a csavart. Cél: optimális beállítások megtalálása M6x16 csavarok: 19MnB4 18

10 Roncsolásos vizsgálat: Minden lábnak ki kell szakadnia. 19 beállítások Eredmények az eredeti beállításokkal Nyomás áram Áramfelfut ási id id Kiszakadt lábak száma Fröccsenés mértéke értékelés 2 bar [%] 8 (periódus) 7 15 (periódus) A lábak kiszakadnak, de a lemez teljes egészében nem midig szakad át. Az el írt nyomatékot teljesíti. 20

11 Az optimalizálással megtalált új beállítások Kiszakadt lábak száma A hegesztési áramra és az áramfelfutási id re a legérzékenyebb Az optimális beállítások területe 21 Eredmények az új beállításokkal Nyomás áram Áramfelf utási id id Kiszakadt lábak száma Fröccsenés mértéke 4,5 bar 1 [%] (periods) 8 (periods) 4-5 Mindhárom láb megfelel en kiszakad, az el írt nyomatékot teljesíti. A lemezb l való kiszakadás egyenletesebb, a kiszakadás körvonalán látható. 22

12 Összegzés Nyomás áram Áramfelfutá si id id Kiszakadt lábak száma Fröccsenés mértéke 2 bar [%] 8 (periódus) 7 15 (periódus) Átlag: 48% 5,5 11 Nyomás áram Áramfelfut ási id id Kiszakadt lábak száma Fröccsenés mértéke Jobb min ség 4,5 bar 1 [%] (periódus) 8 (periódus) 4-5 Költség: 5%-kal kevesebb áram Termelékeny ség: %-kal kisebb id 2 Többváltozós optimalizálás Többváltozós monitoring 24

13 Alkalmazási területek Gyógyszeripar Vegyipar K olajipar Fröccsöntés Hegesztés Kutatás-fejlesztés Marketing 25 Köszönöm a figyelmet! Elérhet ség: Heinold László AIB-Vincotte Hungary Kft heinold.laszlo@vincotte.hu 26