Ejemplo de Optimizador de respuestas con el Módulo de análisis predictivo

Un equipo de investigadores quiere utilizar los datos de un proceso de moldeo por inyección para estudiar la configuración de las máquinas que maximizan un tipo de resistencia de una pieza de plástico. Las variables incluyen controles en las máquinas, diferentes fórmulas de plástico y las máquinas de moldeo por inyección. El equipo quiere identificar configuraciones de proceso que produzcan piezas de alta resistencia minimizando el exceso de peso. Estas dos respuestas son de especial interés porque una forma de lograr alta resistencia es fabricar piezas más densas y pesadas. El análisis también incluye una variable de respuesta multinomial que clasifica las partes como subllenadas, nominales o sobrellenadas.

Los ingenieros ajustan modelos predictivos tanto para las respuestas como Optimizador de respuestas para encontrar configuraciones predictivas que equilibren el equilibrio entre ambas respuestas.

  1. Abra los datos de muestra, ProcesoInyeccionRespMultiples.MPX.
  2. Elija Módulo de análisis predictivo > Optimizador de respuestas.
  3. Selecciona Estado de llenado en la hoja de trabajo 1. Luego, selecciona Random® Forests Classificación multinomial 1 como modelo.
  4. Selecciona Peso adicional en la hoja de trabajo 1. Luego, selecciona MARS® Regresión 1 como modelo.
  5. Selecciona fuerza en la hoja de trabajo 1. Luego, selecciona TreeNet® Regresión 1 como modelo.
  6. Seleccione Aceptar.

Verifica los modelos

Los resultados del diagrama del modelo muestran que el rendimiento de los modelos, los rangos de variables y la importancia de las variables. El equipo coincide en que los valores de R-cuadrado son lo suficientemente altos y que la tasa de clasificación errónea es lo suficientemente baja. El equipo también coincide en que las variables tienen sus rangos esperados. Como los resultados son los que el equipo esperaba, el equipo procede al análisis de optimización.

Diagrama del modelo: Estado de llenado, Peso adicional, fuerza

Rendimiento del modelo

Variable de respuestaModelo
Estado de llenadoRandom Forests® Clasificación multinomial 1
Peso adicionalMARS® Regresión 1
fuerzaTreeNet® Regresión 1
Variable de respuestaMétodo de validaciónRendimiento
Estado de llenadoOut-of-BagTasa de clasificación errónea: 7.24%
Peso adicionalValidación cruzada de 5 plieguesR-cuadrado: 87.97%
fuerzaValidación cruzada de 5 plieguesR-cuadrado: 89.92%
Todos los modelos son de la misma hoja de trabajo: HojaProcesoInyeccionRespMultiples.MWX

Rangos de variables

VariableImportancia
promedio
IDValoresRespuestas
Temperatura del molde66.66679[30.1, 1649.5]Peso adicional, fuerza
presión de inyección53.73471[75, 150]Todo
Temperatura de refrigeración46.81832[25, 45]Todo
Temperatura de plástico33.33335[200, 400]Estado de llenado
presión de espalda28.59554[0.4, 0.7]Estado de llenado
presión de retención25.11153[21, 48]Estado de llenado, Peso
adicional
caudal de plástico23.35466[10, 50]Estado de llenado
máquina19.525671, 2, 3, 4Peso adicional, fuerza
temperatura de inyección0.97398[85, 100]Peso adicional

Realizar la optimización

  1. En los resultados, selecciona Optimizador de respuestas.
  2. En la Estado de llenado fila, selecciona Nominal en Clases del optimizador. Selecciona Maximizar en Meta.
  3. En la Peso adicional fila, selecciona Minimizar en Meta.
  4. En la fuerza fila, selecciona Maximizar en Meta.
  5. Seleccione Deseabilidad.
  6. En la Peso adicional fila, especifica los siguientes valores:
    Objetivo Superior Ponderación Importancia
    0 2 1 1
  7. En la fuerza fila, especifica los siguientes valores:
    Inferior Objetivo Ponderación Importancia
    300 1600 1 3
  8. Seleccione Aceptar en cada cuadro de diálogo.

Minitab utiliza los modelos almacenados para estimar la configuración predictora que optimiza los valores de las variables de respuesta. La deseabilidad combinada o compuesta de estas respuestas es aproximadamente 0,8, lo que indica que la solución no alcanzó el objetivo de al menos 1 respuesta.

La tabla de Rangos de Variables incluye la importancia media de las variables entre los modelos en la optimización. En estos datos, Temperatura del molde es la variable más importante. Las variables están en la tabla en orden de importancia media, por lo que Temperatura del molde está en la parte superior.

Optimización de respuesta: Estado de llenado, Peso adicional, fuerza

Parámetros

RespuestaModeloMetaClase del
optimizador
Inferior
Estado de llenadoRandom Forests® Clasificación multinomial 1MáximoNominal0
Peso adicionalMARS® Regresión 1Mínimo 0
fuerzaTreeNet® Regresión 1Máximo 300
RespuestaObjetivoSuperiorPonderaciónImportancia
Estado de llenado1111
Peso adicional0211
fuerza1600160013

Rangos de variables

VariableImportancia
promedio
IDRestricciónValoresValores
faltantes
permitidos
Temperatura del molde66.66679Sin restricciones[30.1, 1649.5]No
presión de inyección53.73471Sin restricciones[75, 150]No
Temperatura de refrigeración46.81832Sin restricciones[25, 45]No
Temperatura de plástico33.33335Sin restricciones[200, 400]No
presión de espalda28.59554Sin restricciones[0.4, 0.7]No
presión de retención25.11153Sin restricciones[21, 48]No
caudal de plástico23.35466Sin restricciones[10, 50]No
máquina19.52567Sin restricciones1, 2, 3, 4No
temperatura de inyección0.97398Sin restricciones[85, 100]No
VariableRespuestas
Temperatura del moldePeso adicional, fuerza
presión de inyecciónTodo
Temperatura de refrigeraciónTodo
Temperatura de plásticoEstado de llenado
presión de espaldaEstado de llenado
presión de retenciónEstado de llenado, Peso adicional
caudal de plásticoEstado de llenado
máquinaPeso adicional, fuerza
temperatura de inyecciónPeso adicional

Solución

SoluciónDeseabilidad
compuesta
Deseabilidad
individual
de Estado de
llenado
Predicción
de Estado
de llenado
Prob. de Estado de
llenado(Nominal)
Prob. de Estado de
llenado(Sobrellenado)
10.8078840.687092Nominal0.6870920.236701
SoluciónProb. de Estado de
llenado(Llenado
insuficiente)
Deseabilidad
individual de
Peso adicional
Predicción
de Peso
adicional
Deseabilidad
individual
de fuerza
Predicción
de fuerza
10.07620620.5105520.9788960.9936431591.74
SoluciónTemperatura
del molde
presión de
inyección
Temperatura de
refrigeración
Temperatura
de plástico
presión de
espalda
presión de
retención
1532.008121.60040.7931383.2970.40093036.7306
Solucióncaudal de
plástico
máquinatemperatura
de inyección
147.1139493.6917

Predicción de respuesta múltiple

VariableValor de
configuración
Temperatura del molde532.008
presión de inyección121.6
Temperatura de refrigeración40.7931
Temperatura de plástico383.297
presión de espalda0.40093
presión de retención36.7306
caudal de plástico47.1139
máquina4
temperatura de inyección93.6917

Predicciones

RespuestaPredicciónPredicción de probabilidad
Estado de llenadoNominalNivelProbabilidad
  Nominal*0.687092
  Sobrellenado0.236701
  Llenado insuficiente0.0762062
Peso adicional0.978896  
fuerza1591.74  
* denota las clases del optimizador

Compuesta

RespuestaDeseabilidad
individual
Estado de llenado0.687092
Peso adicional0.510552
fuerza0.993643
Deseabilidad
compuesta
0.807884
Peor: 0.0, Mejor: 1.0

Examina el gráfico de optimización

El gráfico de optimización muestra que un aumento en Temperatura del molde incrementa la deseabilidad de fuerza. Un aumento en Temperatura del molde disminuye la deseabilidad de Peso adicional. Como las especificaciones para la optimización dicen que fuerza es la más importante , la optimización encuentra una solución que tiene una deseabilidad individual de casi 1 para fuerza. La solución tiene altas deseables individuales para Peso adicional y para Estado de llenado.

Puede ajustar la configuración de los factores de esta solución inicial directamente en la gráfica. Mueva las barras verticales para cambiar la configuración de los predictores y ver cómo cambian la deseabilidad individual (d) de las respuestas y la deseabilidad compuesta.

Editar el gráfico de optimización

Hay más opciones para mostrar la gráfica de optimización disponibles en el Opciones de gráfica.
  1. Selecciona el gráfico de optimización.
  2. Abre el menú del gráfico desde la esquina superior derecha del gráfico de optimización.
  3. Seleccione Opciones de gráfica.
  4. En el panel, expanda Opciones.
  5. Desmarque Mostrar gráficas de deseabilidad individual.
  6. Seleccione Variables de respuesta.
  7. Desmarque Estado de llenado.
  8. Seleccione Aceptar.
En estos datos, presión de inyección tiene dos niveles. Para los modelos basados en árboles, el efecto es un patrón de escalones cuando mueves la barra vertical. Para el modelo MARS® para Peso adicional, el gráfico muestra interpolación entre los dos niveles.

El gráfico de optimización modificado destaca la necesidad de seleccionar una temperatura de molde que equilibre un aumento del peso extra con un aumento de resistencia