Versuchsauswertung mit sehr vielen Variablen (Messwerten)

Fragen zur Planung einer Untersuchung oder eines Projekts.

Versuchsauswertung mit sehr vielen Variablen (Messwerten)

Beitragvon ereskigal » Mo 18. Jul 2011, 11:37

Hallo, werte Statistiker.
Ich studiere Maschinenbau im 8ten Semester, und hatte zwar mal Statistik, dieses aber nur im vierten Semester kurzzeitig, und auch nicht mehr als die normalen Chi²/Student/Gauß-Verteilungen.

Jetzt sitze ich gerade an meiner Projektarbeit, die wie folgt aussieht:

Wir haben in einem Versuch sehr viele Messdaten gesammelt. Der Versuch fand in einem Abgasturbolader statt, wo wir durch variieren der Öltemperatur und des Öldrucks andere Daten gemessen haben.

So, meine Aufgabe besteht nun daraus, auszuwerten, welche der 96 Parameter (die wir gemessen haben) sich signifikant verändern, wenn der Öldruck/die Öltemperatur sich verändert. Und dann quasi eine Korrelationsmatrix erstellen, wo dann aufgeführt ist, was von was abhängig ist. (Am Ende möchte mein Betreuer gerne eine Signifikanz-Matrix haben, mit Faktoren die dimensionslos von 0 bis 1 sind). Ich hatte mit der Statistica Testversion schonmal einfach eine Korrelationsmatrix erstellt, von 4 Hauptmerkmalen (Öltemperatur, Öldruck, Drehzahl, Messpunkte). Dort kam aber leider Müll raus (also physikalisch unlogische Ergebnisse)

Sein Vorschlag war, das ganze mit Design of Experiments zu machen. Mir steht seit heute die Vollversion von Statistica zur Verfügung, die allerdings noch im Computerpool installiert werden muss. Vorher hatte ich die Testversion.

So nun zu meiner Frage:
In den ganzen Scripten und Büchern die ich in den letzten Wochen gelesen habe, um DoE zu verstehen, sind immer super Beispiele: Wie hängt die Farbe von Kleidungen ab von der Einweichzeit der Kleidung in der Farbe, von der Farbe selber, etc. Da hat man dann einen Input, und 4 Variablen, mit denen man den Ausgang vergleicht.
Wie bekomme ich das jetzt hin, wenn ich 4 Inputs habe, und eben genannte 96 Störgrößen? Bei Statistica bekomme ich da immer Fehlermeldungen (Denke ich mache das falsch ;) ).
Und das DoE liefert mir ja dann eine Tabelle. In meinem Beispiel (Teste gerade erstmal nur mit 2 der 4 Inputs):
Öldruck: -1 (= 2 bar), 0 (=3 bar), 1(=4 bar)
Öltemperatur: -1 (= 70° C), 0 (=90° C), 1(=110° C)
Und dann bekomme ich ne Schicke Tabelle, wo viele -1/0/+1-en stehen, aber ich kann damit dann nicht wirklich was anfangen.
Ich denke ich habe da einfach zu wenig Ahnung von Statistik. In den Büchern/Skripten ist der nächste Schritt dann immer schon eine schöne ANOVA Auswertung, ich weiß aber leider nichtmal genau wie ich dann in diese Tabelle meine ganzen anderen Variablen bekomme, geschweige denn, wie ich von DoE dann auf ANOVA komme.

Habe ich da jetzt was durcheinander gebracht? Weil, wie schon erwähnt, studiere ich kein Mathe, und habe mich halt eingelesen, vielleicht habe ich Grundkenntnisse vergessen, und sehe einfach was ganz offensichtliches nicht?
Ist der Ansatz mit DoE da einfach falsch? Weil DoE mir ja Quasi sagt wie mein Experiment laufen soll, ich das Experiment ja aber schon komplett habe.

Danke fürs Lesen, und entschuldigt, wenn ich Begriffe wie Input/Variablen/Output usw. durcheinander geworfen habe.
ereskigal
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Re: Versuchsauswertung mit sehr vielen Variablen (Messwerten

Beitragvon PonderStibbons » Mo 18. Jul 2011, 13:03

Das Ziel verstehe ich bisher nicht. Es soll eine 2 (oder auch 4?)*96-Matrix erstellt werden mit den Korrelationen zwischen Öldruck und Öltemperatur (und auch Drehzahl, Messpunkten?) einerseits und den 96 Merkmalen andererseits? Oder statt der Korrrelationen gleich die Signifikanzwerte (p-Werte)? Und kann man so einfach von einer linearen Beziehung zwischen Druck bzw. Temperatur und den 96 anderen Größen ausgehen, vielleicht gibt es da auch quadratische o.a. Beziehungen.

Was ist genau gemeint mit
welche der 96 Parameter (die wir gemessen haben) sich signifikant verändern, wenn der Öldruck/die Öltemperatur sich verändert.

Wurde das simultan variiert? Dann könnte man an multiple Regressionen denken, mit Druck und Temperatur und ggfls. der Wechselwirkung Druck*Temperatur als Vorhersagegrößen.

Design of Experiments kenne ich leider nicht.

Gruß

P.
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Re: Versuchsauswertung mit sehr vielen Variablen (Messwerten

Beitragvon ereskigal » Mo 18. Jul 2011, 14:09

Der Versuch lief wie folgt ab:

Öltemperatur auf 2 bar und 70° C eingestellt, dann wurden Messpunkte abgefahren (60k,90k,120k,150k,170k Umdrehungen pro Minute) und dazu wurden dann immer die 96 Messwerte ausgelesen und abgespeichert (on-the-fly)

Danach wurde dann die Öltemperatur auf 90°C gestellt, und wieder alle Messpunkte angefahren, und so weiter. Sodass man bei 2 bar 3 Temperaturen hat, bei 3 bar 3 und bei 4 bar 3. Und zu jedem der einzelnen Punkte, hat man dann noch 5 Drehzahllinien.

Also wurde nicht simultan variiert (Wenn ich deine Frage dort richtig verstanden habe).

Das Ziel soll sein: Zum einen eine Funktion, zum anderen eine Korrelationsmatrix (Ganz am Ende sollen die Signifikanzwerte schon rauskommen, aber ich wäre schon froh, wenn ich erstmal zur Korrelationsmatrix kommen würde. Und klar am Ende sollen die 4 (Öldruck, Öltemperatur, Drehzahl, Messpunkt) Werte. Ich hatte es nur erstmal klein mit nur 2 Werten versucht, bin aber auch damit nicht weiter gekommen.

Zu "Und kann man so einfach von einer linearen Beziehung zwischen Druck bzw. Temperatur und den 96 anderen Größen ausgehen, vielleicht gibt es da auch quadratische o.a. Beziehungen." ... Hmm ja, da habe ich noch gar nicht drüber nachgedacht, also eigentlich ist das nicht immer linear, werde da meinen Betreuer nochmal fragen, wie wir das angehen wollen. Würde das dann nachher noch nachtragen.
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Re: Versuchsauswertung mit sehr vielen Variablen (Messwerten

Beitragvon PonderStibbons » Mo 18. Jul 2011, 14:34

Leidre ist mir der Gegenstandsbereich etwas fremd. Aber eine einfache 4*96 Korrelationsmatrix sollte sich doch ohne weiteres herstellen lassen?

Gruß

P.
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