Динамика на параметрично зависими обекти

Разглеждат се задачи, при които по предварително зададен план на експеримента се правят опити с няколко фактора х1,х2,..., а измерваната величина у при всеки експеримент се променя във времето. Такива задачи има във фармацевтичната промишленост когато се изследва разтворимостта на таблетка в зависимост от състава й, в каучуковата промишленост, когато реологията (въртящ момент, променящ се във времето) на каучуковата смес зависи от състава на сместа и други.

Пример: Изследва се свойството у на продукт, което зависи от два фактора: х1 и х2. Изпълнен е оптимален композиционен план. Данни са снети през равни интервали от време (14 на брой). Зададени са еталонни стойности на у за всеки от интервалите. Тези данни се намират във файл Stability.qsl, в директория Primeri.

Графично тези данни изглеждат така:

Цифрите на тази графика съответстват на номерата на опитите в плана на експеримента. Задачата е да се намери такова съчетание на факторите, при което кривата на изменение на свойството във времето ще е възможно най-близка до еталонната.

Работи се по следния алгоритъм:

1.    Набира се файла с данните както следва:

 

 

Внимание: в последния ред ( в примера ред 10) за стойностите на факторите се въвежда въпросителен знак (?), а за изследвания показател на качеството се записват еталонните стойности.

2.    Кликва се иконката   и се въвеждат се данните както следва:

 

 

3.    След кликване на бутона „Приеми“ се появява скриптов модел, който се записва в първата колона след масива с данните. За примера той изглежда така:

 

Програмата автоматично изгражда такъв модел, кaто прави следното:

Ø  Създават се регресионни модели от втори ред за всяка от точките на кривите, зададени в таблицата ( в примера се изчисляват 14 модела по по данните от колони у1,у2,...,у14)

Ø  Намират се предсказаните стойности по всеки от моделите за всяка точка от плана на експеримента

Ø  Намират се сумите на квадратите на разликите между еталонната стойност ( ye ) и предсказаните стойности за всяка точка на плана (в примера има 9 точки, значи 9 суми):

 

 

 


В тази сума „i” е номерът на опита от плана (i=1,2,…9), „u“ е номерът на модела (u=1,2,3,4,…14)

Ø  Намира се регресионен модел, който описва сумите  като функция на факторите (в случая х1 и х2). Това е скриптов модел, който се появява в последния стълб на програмата с име script1.

4.    Полученият скриптов модел може да се използва като всеки друг регресионен модел за начертаване на контурни диаграми или за оптимизация. Например, за скриптовия модел , получен за примера по-горе след кликване на иконката  и въвеждане на модела наречен script1 се получава следната контурна диаграма:

 

 

Полученият скриптов модел може да се използва за оптимизация съвместно с други модели, описващи други свойства на разглеждания обект. Например може да се търси минимум на сумата на квадратите на разликите с еталона (описвани от скриптовия модел) с други свойства, за които са получени регресионни модели и за които са зададени някакви ограничения.

Полученият модел за сумата на квадратите на отклоненията на кривата от еталона може да се използва съвместно с други регресионни модели при оптимизацията. Например, нека да е изведен следният модел за някакво свойство на продукта Y:

Да допуснем, че изискването за това свойство е Y > 50. При тези условия се получава контурна диаграма, в която нанесените цифри означават сумата на квадратите на отклонението на поучената крива от еталонната, а бялата линия е ограничението за Y. Тя е следната:

Оптималното съчетание на факторите остава х1 = х2 = -1. Сивата област е тази, в която не е изпълнено условието Y > 50.

 

Обратно към начало