Análisis de los datos obtenidos

Uso de ipython para el análsis y muestra de los datos obtenidos durante la producción.Se implementa un regulador experto. Los datos analizados son del día 13 de Agosto del 2015

Los datos del experimento:

  • Hora de inicio: 13:10
  • Hora final : 13:40
  • Filamento extruido: 453cm
  • $T: 150ºC$
  • $V_{min} tractora: 1.5 mm/s$
  • $V_{max} tractora: 3.4 mm/s$
  • Se restrigen las reglas al sistema experto. Haciendo los incrementos de velocidades menores.

  • Los incrementos de velocidades en las reglas del sistema experto son distintas:

    • En los caso 3 y 5 se mantiene un incremento de +2.
    • En los casos 4 y 6 se reduce el incremento a -1.

In [8]:
#Importamos las librerías utilizadas
import numpy as np
import pandas as pd
import seaborn as sns

In [9]:
#Mostramos las versiones usadas de cada librerías
print ("Numpy v{}".format(np.__version__))
print ("Pandas v{}".format(pd.__version__))
print ("Seaborn v{}".format(sns.__version__))


Numpy v1.9.2
Pandas v0.16.2
Seaborn v0.6.0

In [10]:
#Abrimos el fichero csv con los datos de la muestra
datos = pd.read_csv('ensayo6.CSV')

In [11]:
%pylab inline


Populating the interactive namespace from numpy and matplotlib

In [12]:
#Almacenamos en una lista las columnas del fichero con las que vamos a trabajar
columns = ['Diametro X','Diametro Y', 'RPM TRAC']

In [13]:
#Mostramos un resumen de los datos obtenidoss
datos[columns].describe()
#datos.describe().loc['mean',['Diametro X [mm]', 'Diametro Y [mm]']]


Out[13]:
Diametro X Diametro Y RPM TRAC
count 1087.000000 1087.000000 1087.000000
mean 1.715447 1.712338 2.278604
std 0.265756 0.265733 0.973833
min 1.057759 1.057701 1.497500
25% 1.493615 1.482943 1.497500
50% 1.688603 1.678324 1.497500
75% 1.952410 1.931171 3.500000
max 2.422675 2.459850 3.500000

Representamos ambos diámetro y la velocidad de la tractora en la misma gráfica


In [14]:
graf = datos.ix[:, "Diametro X"].plot(figsize=(16,10),ylim=(0.5,3))
graf.axhspan(1.65,1.85, alpha=0.2)
graf.set_xlabel('Tiempo (s)')
graf.set_ylabel('Diámetro (mm)')
#datos['RPM TRAC'].plot(secondary_y='RPM TRAC')


Out[14]:
<matplotlib.text.Text at 0x8d05670>

In [15]:
box = datos.ix[:, "Diametro X":"Diametro Y"].boxplot(return_type='axes')
box.axhspan(1.65,1.85, alpha=0.2)


Out[15]:
<matplotlib.patches.Polygon at 0x8d08690>

Aumentando la velocidad se ha conseguido que disminuya el valor máxima, sin embargo ha disminuido el valor mínimo. Para la siguiente iteracción, se va a volver a las velocidades de 1.5- 3.4 y se van a añadir más reglas con unos incrementos de velocidades menores, para evitar saturar la velocidad de traccción tanto a nivel alto como nivel bajo.

Comparativa de Diametro X frente a Diametro Y para ver el ratio del filamento


In [16]:
plt.scatter(x=datos['Diametro X'], y=datos['Diametro Y'], marker='.')


Out[16]:
<matplotlib.collections.PathCollection at 0x89690d0>

Filtrado de datos

Las muestras tomadas $d_x >= 0.9$ or $d_y >= 0.9$ las asumimos como error del sensor, por ello las filtramos de las muestras tomadas.


In [17]:
datos_filtrados = datos[(datos['Diametro X'] >= 0.9) & (datos['Diametro Y'] >= 0.9)]

In [18]:
#datos_filtrados.ix[:, "Diametro X":"Diametro Y"].boxplot(return_type='axes')

Representación de X/Y


In [19]:
plt.scatter(x=datos_filtrados['Diametro X'], y=datos_filtrados['Diametro Y'], marker='.')


Out[19]:
<matplotlib.collections.PathCollection at 0x89b1450>

Analizamos datos del ratio


In [20]:
ratio = datos_filtrados['Diametro X']/datos_filtrados['Diametro Y']
ratio.describe()


Out[20]:
count    1087.000000
mean        1.010032
std         0.129464
min         0.586098
25%         0.927785
50%         1.004409
75%         1.078988
max         1.574796
dtype: float64

In [21]:
rolling_mean = pd.rolling_mean(ratio, 50)
rolling_std = pd.rolling_std(ratio, 50)
rolling_mean.plot(figsize=(12,6))
# plt.fill_between(ratio, y1=rolling_mean+rolling_std, y2=rolling_mean-rolling_std, alpha=0.5)
ratio.plot(figsize=(12,6), alpha=0.6, ylim=(0.5,1.5))


Out[21]:
<matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot at 0x89d5f50>

Límites de calidad

Calculamos el número de veces que traspasamos unos límites de calidad. $Th^+ = 1.85$ and $Th^- = 1.65$


In [22]:
Th_u = 1.85
Th_d = 1.65

In [23]:
data_violations = datos[(datos['Diametro X'] > Th_u) | (datos['Diametro X'] < Th_d) |
                       (datos['Diametro Y'] > Th_u) | (datos['Diametro Y'] < Th_d)]

In [24]:
data_violations.describe()


Out[24]:
Tmp Husillo Tmp Nozzle Diametro X Diametro Y MARCHA PARO RPM EXTR RPM TRAC
count 1027.000000 1027.000000 1027.000000 1027.000000 1027 1027 1027 1027.000000
mean 66.607887 151.351509 1.713664 1.710990 1 1 0 2.286324
std 0.277320 0.873067 0.272994 0.272955 0 0 0 0.976169
min 66.200000 149.500000 1.057759 1.057701 True True 0 1.497500
25% 66.400000 150.600000 1.482145 1.471450 1 1 0 1.497500
50% 66.500000 151.500000 1.654193 1.666831 1 1 0 1.497500
75% 66.600000 152.100000 1.952410 1.942664 1 1 0 3.500000
max 67.500000 153.200000 2.422675 2.459850 True True 0 3.500000

In [25]:
data_violations.plot(subplots=True, figsize=(12,12))


Out[25]:
array([<matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot object at 0x08A135D0>,
       <matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot object at 0x08A72650>,
       <matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot object at 0x08A9BF30>,
       <matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot object at 0x08ABEB70>,
       <matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot object at 0x08F5E3F0>,
       <matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot object at 0x08F7DA90>,
       <matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot object at 0x08FA4BD0>,
       <matplotlib.axes._subplots.AxesSubplot object at 0x0870A370>], dtype=object)

In [ ]: