Exemple de Optimisation des réponses avec Module d'analyse prédictive

Une équipe de chercheurs souhaite utiliser les données d’un processus de moulage par injection pour étudier les paramètres des machines qui maximisent un type de résistance d’une pièce en plastique. Les variables comprennent les commandes sur les machines, les différentes formules de plastique et les machines de moulage par injection. L’équipe souhaite identifier des réglages de procédé qui produisent des pièces à haute résistance tout en minimisant le surplus de poids. Ces deux réponses suscitent un intérêt particulier car une façon d’obtenir une grande résistance est de fabriquer des pièces plus denses et plus lourdes. L’analyse inclut également une variable de réponse multinomiale qui classe les parties comme sous-remplies, nominales ou surchargées.

Les ingénieurs adaptent des modèles prédictifs à la fois pour les réponses et Optimisation des réponses pour trouver des réglages de prédiction qui équilibrent le compromis entre les deux réponses.

  1. Ouvrez les données d’échantillonnage, ProcessusInjectionRepMultiples.MPX.
  2. Sélectionnez Module d'analyse prédictive > Optimisation des réponses.
  3. Sélectionnez État de remplissage dans la feuille de travail 1. Ensuite, sélectionnez Random Forests® Classification multinomiale 1 comme modèle.
  4. Sélectionnez Poids supplémentaire dans la feuille de travail 1. Ensuite, sélectionnez MARS® Régression 1 comme modèle.
  5. Sélectionnez force dans la feuille de travail 1. Ensuite, sélectionnez TreeNet® Regression 1 comme modèle.
  6. Sélectionnez OK.

Vérifier les modèles

Les résultats du diagramme de modèles montrent que la performance des modèles, les plages de variables et les importances des variables. L’équipe convient que les valeurs de R-carré suffisamment élevées et que le taux de mauvaise classification sont suffisamment faibles. L’équipe convient également que les variables ont leurs plages attendues. Parce que les résultats sont ceux attendus par l’équipe, elle procède à l’analyse d’optimisation.

Diagramme du modèle : État de remplissage; Poids supplémentaire; force

Performance du modèle

Variable de réponseModèle
État de remplissageRandom Forests® Classification multinomiale 1
Poids supplémentaireMARS® Régression 1
forceTreeNet® Régression 1
Variable de réponseMéthode de validation
État de remplissageOut-of-Bag
Poids supplémentaireValidation croisée pour 5 ensemble(s)
forceValidation croisée pour 5 ensemble(s)
Variable de réponsePerformances
État de remplissageTaux de mauvaise classification: 7,24%
Poids supplémentaireR carré: 87,97%
forceR carré: 89,92%
Tous les modèles proviennent de la même feuille de travail :
     FeuilleProcessusInjectionRepMultiples.MWX

Plages des variables

VariableImportance
moyenne
IDValeursRéponses
température du moule66,66679[30,1; 1649,5]Poids supplémentaire; force
pression d’injection53,73471[75; 150]Tous
température de refroidissement46,81832[25; 45]Tous
température plastique33,33335[200; 400]État de remplissage
pression arrière28,59554[0,4; 0,7]État de remplissage
maintenir la pression25,11153[21; 48]État de remplissage; Poids
supplémentaire
débit en plastique23,35466[10; 50]État de remplissage
machine19,525671; 2; 3; 4Poids supplémentaire; force
température d’injection0,97398[85; 100]Poids supplémentaire

Effectue l’optimisation

  1. Dans les résultats, sélectionnez Optimisation des réponses.
  2. Dans la État de remplissage ligne, sélectionnez Conforme dans Classes d'optimisation. Sélectionnez Maximiser dans Objectif.
  3. Dans la Poids supplémentaire ligne, sélectionnez Minimiser dans Objectif.
  4. Dans la force ligne, sélectionnez Maximiser dans Objectif.
  5. Sélectionnez Désirabilité.
  6. Dans la Poids supplémentaire ligne, spécifiez les valeurs suivantes :
    Cible Supérieur Pondération Importance
    0 2 1 1
  7. Dans la force ligne, spécifiez les valeurs suivantes :
    Inférieur Cible Pondération Importance
    300 1600 1 3
  8. Sélectionnez OK dans chaque boîte de dialogue.

Minitab utilise les modèles stockés pour estimer les paramètres de prédiction qui optimisent les valeurs des variables de réponse. La désirabilité combinée ou composite de ces réponses est d’environ 0,8, ce qui indique que la solution n’a pas atteint l’objectif d’au moins une réponse.

Le tableau des plages de variables inclut l’importance moyenne des variables à travers les modèles dans l’optimisation. Dans ces données, température du moule est la variable la plus importante. Les variables sont dans le tableau par ordre d’importance moyenne, donc température du moule en haut.

Optimisation de réponse : État de remplissage; Poids supplémentaire; force

Paramètres

RéponseModèleObjectifClasse
d'optimisation
État de remplissageRandom Forests® Classification multinomiale 1MaximumNominal
Poids supplémentaireMARS® Régression 1Minimum 
forceTreeNet® Régression 1Maximum 
RéponseInférieurCibleSupérieurPondérationImportance
État de remplissage01111
Poids supplémentaire00211
force3001600160013

Plages des variables

VariableImportance
moyenne
IDContrainteValeursValeurs
manquantes
autorisées
température du moule66,66679Aucune contrainte[30,1; 1649,5]Non
pression d’injection53,73471Aucune contrainte[75; 150]Non
température de refroidissement46,81832Aucune contrainte[25; 45]Non
température plastique33,33335Aucune contrainte[200; 400]Non
pression arrière28,59554Aucune contrainte[0,4; 0,7]Non
maintenir la pression25,11153Aucune contrainte[21; 48]Non
débit en plastique23,35466Aucune contrainte[10; 50]Non
machine19,52567Aucune contrainte1; 2; 3; 4Non
température d’injection0,97398Aucune contrainte[85; 100]Non
VariableRéponses
température du moulePoids supplémentaire; force
pression d’injectionTotal
température de refroidissementTotal
température plastiqueÉtat de remplissage
pression arrièreÉtat de remplissage
maintenir la pressionÉtat de remplissage; Poids supplémentaire
débit en plastiqueÉtat de remplissage
machinePoids supplémentaire; force
température d’injectionPoids supplémentaire

Solution

SolutionDésirabilité
composite
Désirabilité
individuelle
de État de
remplissage
Prédiction
de État de
remplissage
Prob. de État de
remplissage(Nominal)
10,8078840,687092Nominal0,687092
SolutionProb. de État de
remplissage(Surremplissage)
Prob. de État de
remplissage(Sous-remplissage)
Désirabilité
individuelle de
Poids
supplémentaire
10,2367010,07620620,510552
SolutionPrédiction de
Poids
supplémentaire
Désirabilité
individuelle
de force
Prédiction
de force
température
du moule
pression
d’injection
température de
refroidissement
10,9788960,9936431591,74532,008121,60040,7931
Solutiontempérature
plastique
pression
arrière
maintenir
la pression
débit en
plastique
machinetempérature
d’injection
1383,2970,40093036,730647,1139493,6917

Prévisions de réponses multiples

VariableConfiguration
température du moule532,008
pression d’injection121,6
température de refroidissement40,7931
température plastique383,297
pression arrière0,40093
maintenir la pression36,7306
débit en plastique47,1139
machine4
température d’injection93,6917

Prédictions

RéponsePrévisionProbabilité prévue
État de remplissageNominalNiveauProbabilité
  Nominal*0,687092
  Surremplissage0,236701
  Sous-remplissage0,0762062
Poids supplémentaire0,978896  
force1591,74  
* désigne les classes d'optimiseur

Désirabilité

RéponseDésirabilité
individuelle
État de remplissage0,687092
Poids supplémentaire0,510552
force0,993643
Désirabilité
composite
0,807884
Pire : 0,0 ; Meilleur : 1,0

Examinez le graphique d’optimisation

Le graphique d’optimisation montre qu’une augmentation de température du moule augmente la désirabilité de force. Une augmentation de température du moule diminue la désirabilité de Poids supplémentaire. Parce que les spécifications de l’optimisation indiquent que force est la plus importante , l’optimisation trouve une solution dont la désirabilité individuelle est de près de 1 pour force. La solution présente de fortes désirabilités individuelles pour Poids supplémentaire et pour État de remplissage.

Vous pouvez ajuster les paramètres de facteur de cette solution initiale directement sur le plot. Déplacez les barres verticales pour modifier les réglages du prédicteur et voyez comment la désirabilité individuelle (d) des réponses et la désirabilité composite changent.

Modifier le graphique d’optimisation

Plus d’options pour afficher le graphique d’optimisation sont disponibles dans le Options graphiques.
  1. Sélectionnez le graphique d’optimisation.
  2. Ouvrez le menu graphique en haut à droite du graphique d’optimisation.
  3. Sélectionnez Options graphiques.
  4. Dans le volet, développez Options.
  5. Désélectionnez Afficher des graphiques de désirabilité individuels.
  6. Sélectionnez Variables de réponses.
  7. Désélectionnez État de remplissage.
  8. Sélectionnez OK.
Dans ces données, pression d’injection comporte deux niveaux. Pour les modèles basés sur arbres, l’effet est un motif de pas lorsque vous déplacez la barre verticale. Pour le modèle MARS® pour Poids supplémentaire, le graphique montre une interpolation entre les deux niveaux.

Le graphique d’optimisation modifié met en lumière la nécessité de choisir une température de moule qui équilibre une augmentation du poids supplémentaire avec une augmentation de la résistance