0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

用Minitab帮助使结晶颗粒大小均等?

MinitabUG 来源:MinitabUG 作者:MinitabUG 2023-02-01 11:33 次阅读

Tate & Lyle 是食品与饮料行业的全球领导者,他们的口号是“生产优质食品”,在以下领域有着令人惊叹的辉煌成就:将玉米、木薯淀粉和其他原料制作成配料,以改进食品的口感、质地和营养。该公司在美国最知名产品之一是甜味剂 SPLENDA® 三氯蔗糖。

当 Tate & Lyle 面临玉米葡萄糖精制过程的挑战时,该公司选择 Minitab 软件来解决问题。

挑战:使结晶颗粒大小均等

Adam Russell 最初担任 Tate & Lyle 全球运营黑带大师时,他面临着以下挑战:使他们生产的玉米葡萄糖的颗粒保持同等大小。

“结晶过程的质量特征的一项关键因素就是颗粒大小分布”,Russell 表示,“这究竟为何如此重要?20-30 年前,我们产品的目标客户所期待的是玉米葡萄糖的口感和质地能接近普通的食用糖或蔗糖。为此,我们必须确保颗粒大小分布在一定范围内”。

Tate & Lyle 所面临的难题是,一些颗粒的大小在可接受范围之外,而他们无法找到原因。该公司罗列了一些他们认为对颗粒大小变异造成影响的传统因素:

温度

压力

流速

pH

传导性

相关因素还在不断增加。

Minitab 如何帮助他们

get?code=MzJkYzhkYjBiNDkzYWRkNDM4NzBjMTIyNWE1ZmZlYjgsMTY3NTIxOTExNDUxNg==

Tate & Lyle 在 Companion by Minitab(现为 Minitab Engage®)中创建的过程图简化版本。在玉米葡萄糖结晶过程中,糖浆由精炼厂提供,然后进行结晶(需要数天完成),接着用离心机进行分离,脱水并装袋,销售给客户。

为解决问题,该公司第一步使用 Companion by Minitab (现为 Minitab Engage®)创建了过程图,详细体现了结晶过程(详细了解过程图)。颗粒大小分布不能可靠地控制在严格范围之内,因此他们想要了解造成变异的原因以及如何进行控制。

“所有项都在一家化工厂内进行测量”,Russell 说道,“每个可能的点都拥有发送器,可为数据历史功能提供信息。这本身非常棒,但也为我们带来了难题,信息量太大,我根本无从着手”。

为了直观地了解颗粒大小数据,Russell 和他的团队使用 Minitab Statistical Software 创建了如下 Xbar chart 控制图.

虽然这些变量之间的多种关系都是非线性的,但是这也证实要发现它们相互之间的影响是非常困难的。此外,颗粒大小在它装袋销售给客户之前是未知的,因为在这之前它处于干燥阶段,其形态是介于液体和固体之间的凝胶状,称为“浆体”。

此类模型具有 1,000 多个可能的输入。多个单独的回归模型并不能寻找到答案。

get?code=NGJhN2Y2MmFjODhmYzgwMGM0N2ZmZDc5MjM1MjUyNzUsMTY3NTIxOTExNDUxNg==

关键过程指标是制成品的变异系数 (CV),在此显示在使用 Minitab Statistical Software 创建的 Xbar 控制图中。

由于多个预测变量以极其复杂的方式相互影响,因此需要采用有组织的方法来标识哪些预测变量对颗粒大小分布的影响最大。他们需要使用 TreeNet 中的 Salford Predictive Modeler (SPM).

“只使用传统建模技术的话,非常困难”,Russell 表示,“我们很难了解变量与结果之间的关系。幸运的是,SPM 的 TreeNet 使我们可以轻松地专注于关键预测变量,并使我们能够设计出能够有效处理这些预测变量的策略。我坚信 Minitab 和 SPM 的 TreeNet 算法可以有效地进行协作。当然,SPM 不能替代 Minitab 或其他统计程序,但当我们将两者结合使用时,我认为我们能更快获得答案,这再好不过了”。

Russell 使用了 TreeNet 中的默认设置并调整了树的数量。当他着手剃除预测变量时,他开始了解它对检验 R 平方值的影响。

get?code=NzNiZjMwZmFkZjFlZTdkZDEzMmRhYjBmZDk0NWQzY2QsMTY3NTIxOTExNDUxNg==

此颗粒大小控制模型仅有 8 个预测变量,但能说明检验样本中一半的变异。

为了找出这些关键变量背后真正的含义,Russell 使用了 SPM 的部分依赖图。某些变量落在了部分依赖曲线的陡峭位置,这揭示了它们的重要性。如果不使用 SPM 部分依赖曲线,那么可能无法发现这些变量的重要性。

然后,Russell 使用了一种直接的逐步方法。他每次从中剔除一个变量,然后观察对 R 平方产生的影响。起初并无任何重大改变,直到他剔除第四个最重要的变量。他将此变量告知制造团队并向他们了解此变量的更多信息。

成果

Russell 使用 SPM 的变量重要性排名功能将 1,000 多个预测变量迅速缩减到区区 8 个。而且单这 8 个预测变量就导致了检验样本中的近一半变异。

使用 SPM 的“从顶部剔除”功能,Russell 得以快速分辨出相较于其他任何变量而言对 R 平方的影响更显著的变量。最终证实此变量与结晶系统的原料流相关,但其对最终产品的影响在 Russell 创建 SPM 模型之前并不清晰。

之后,在 SPM 部分依赖图的帮助下,Russell 了解到了此变量对于颗粒大小不可靠性的影响很大。SPM 的部分依赖图展示了在“沿着分布曲线进行”更改时,此变量如何发生改变来响应这些更改。

“我们沿着此分布曲线的陡峭部分进行”,Russell 说道,“幸运的时候,变异系数会较低,而不那么幸运时,变异系数会较高。如果不使用 SPM,我永远也不会了解到这点”。

Russell 实现了他的目标,十分满意,他找到了几种方式来减小玉米葡萄糖晶体最终大小的变异,帮助食品制造商使用这些配料来改进销售给客户的产品。

审核编辑黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 变量
    +关注

    关注

    0

    文章

    599

    浏览量

    28179
  • Minitab
    +关注

    关注

    0

    文章

    150

    浏览量

    11569
  • SPM
    SPM
    +关注

    关注

    0

    文章

    26

    浏览量

    11642
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    Minitab的箱线图中怎么更改x轴的值顺序

    Minitab
    MinitabUG
    发布于 :2024年05月31日 13:41:51

    发现Minitab 22的强大之处!#人工智能 #Ai #Minitab

    AIMinitab
    MinitabUG
    发布于 :2024年04月17日 11:50:39

    Minitab实时SPC改变质量管理的5种方式

    有效的质量管理需要实时洞察和主动干预。Minitab实时SPC通过一个便捷的解决方案轻松进行质量分析和改进,为质量专家提供一个全面的工具来节省时间和金钱。让我们探索Minitab实时SPC帮助
    的头像 发表于 04-12 11:54 259次阅读

    Minitab 22 增强的图形编辑

    Minitab
    MinitabUG
    发布于 :2024年04月10日 11:31:23

    具有增强AI功能的Minitab 22发布!新增多种新功能让数据分析更轻松!

    2024.3.20 Minitab 公司推出了Minitab Statistical Software 的最新增强版本——Minitab 22。 Minitab 22整合了基于规则的可
    的头像 发表于 03-27 10:48 247次阅读

    #控制图 #minitab #X-bar 如何创建 X-bar 控制图

    Minitab
    MinitabUG
    发布于 :2024年01月31日 10:03:56

    Minitab 中包括哪些图形?

    概述 Minitab 在“图形”菜单上提供了一套灵活的图形以支持各种分析需要。创建图形时有许多自定义选项可用。 除了可以从“图形”菜单中使用的图形以外,Minitab 还在“统计”菜单上提供了特定
    的头像 发表于 01-29 10:28 254次阅读

    结晶体管的工作原理是什么?

    常用的半导体元件还有利用一个PN结构成的具有负阻特性的器件一单结晶体管,请问这个单结晶体管是什么?能够实现负阻特性?
    发表于 01-21 13:25

    什么是聚集度指数PDI粒径分布-LNP脂质纳米颗粒的PDI的影响因素

    性能影响很大。例如,在制备纳米材料时,如果颗粒尺寸分布不均匀,则会影响其光学、电学、磁学等性能;在制备药物时,如果药物微粒大小不一致,则会影响其生物利用度和药效。图1:中芯启恒LNP脂质体制备设备
    发表于 11-28 13:38

    使用Minitab的跨行业模块提升您的数据分析

    的用武之地。您可能已经熟悉Minitab统计软件提供的价值,无论您是在尝试设计更好的产品、改进流程还是预测可能的结果。毕竟,Minitab五十多年来一直在帮助公司分析他们的数据。 但是你知道吗,
    的头像 发表于 11-27 11:44 279次阅读

    通过 Minitab 为双十一的物流成功做好准备

    今年的双十一已过!现在,正是供应链领军者检查供应链中各个职能的时候,以下是 Minitab 帮助供应链经理为物流做好准备: 预测模型: Minitab 提供了一系列预测模型,包括移动平均线、指数平滑
    的头像 发表于 11-20 10:17 225次阅读

    8gu盘闪存颗粒坏了, 可以自己换16g或者更大的闪存颗粒吗?

    8gu盘闪存颗粒坏了 可以自己换16g或者更大的闪存颗粒
    发表于 11-01 06:47

    不同大小的锡膏颗粒对焊接效果有什么影响

    随着表面贴装技术的不断发展,越来越多的人开始接触这个行业。当我们购买锡膏时,焊锡厂家一般都会问要几号粉的锡膏。这是因为锡膏颗粒大小对焊接有很大的影响,不同颗粒大小有不同的焊接效果。
    的头像 发表于 09-20 16:46 1009次阅读
    不同<b class='flag-5'>大小</b>的锡膏<b class='flag-5'>颗粒</b>对焊接效果有什么影响

    使用 Minitab 回归进行预测分析 – 第一部分

    可以帮助实现有意义的预测建模能力! Minitab 可以使用回归分析进行: · 构建、验证和可视化预测模型。 · 验证模型的预测能力。 · 自动化分析和模型选择。 · 预测新结果并优化参数。 回归有助于回答几乎所有行业(如营销、金融、制造、医疗器械、制药
    的头像 发表于 09-11 11:35 454次阅读

    聊聊芯片超净间的颗粒

    在芯片制造领域,颗粒的存在可能对生产过程产生巨大影响。
    的头像 发表于 07-08 09:28 682次阅读
    聊聊芯片超净间的<b class='flag-5'>颗粒</b>