Ponencias y presentaciones de la conferencia COMSOL 2018.

En la Conferencia de COMSOL 2018, científicos e ingenieros de todo el mundo presentaron sus proyectos de simulación multifísica. Vea cómo los investigadores de su industria están utilizando actualmente el modelado numérico para optimizar los diseños, optimizar los procesos y mejorar los productos. Navegue por los documentos técnicos y las presentaciones utilizando el enlace inferior. Use la herramienta de búsqueda rápida para encontrar una presentación o filtre específicamente por el área de aplicación o la ubicación de la conferencia.

En la última publicación sobre las herramientas DMAIC para la fase de Definición se revisaron varios gráficos y estadísticos típicos utilizados para definir los objetivos de un proyecto y los entregables para el cliente. Vamos ahora a ver las herramientas que se pueden utilizar en Minitab Statistical Software para llevar a cabo la fase de Medición.

Metodología de la fase de Medida

El objetivo de esta fase es medir el proceso para determinar su rendimiento actual y cuantificar el problema. Esto incluye la validación del sistema de medida y establecer una capacidad del proceso de línea de base (es decir, el nivel sigma).

I. Herramientas para datos continuos

Estudio de sistema de medición R&R

Antes de analizar los datos, primero se debería de asegurar que se puede confiar en ellos, eso es por lo que los proyectos Lean Six Sigma con éxito empiezan la fase de Medida con un estudio del sistema de medición R&R. Esta herramienta de análisis de sistemas de medición evalúa si las medidas son repetibles y reproducibles. Y existen estudios de sistemas de medición R&R disponibles en Minitab tanto para tests destructivos como no destructivos.

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Estudio de linealidad y sesgo del sistema de medición

Al evaluar la validez de los datos es necesario considerar tanto la exactitud como la precisión. Mientras que es el estudio R&R el que evalúa la precisión, es la Linealidad y sesgo del sistema de medición el que nos dice si nuestras medidas son exactas o están sesgadas.

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Identificación de distribución

Muchas herramientas estadísticas y valores P consideran que los datos siguen una distribución específica, habitualmente la distribución normal, por lo que es una buena práctica evaluar la distribución de los datos antes de analizarlos. Y si los datos no siguen una distribución normal, no preocuparse, ya que existen varias técnicas para analizar datos no normales.

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Análisis de capacidad

El análisis de capacidad es posiblemente el punto crucial de "Six Sigma" porque es la herramienta que calcula el nivel sigma. ¿Está el proceso en 1 Sigma, 2 Sigma, etc.? Revela precisamente lo bueno o malo que es un proceso en relación a los límites de la especificación. Y en la fase de Medición es imporrtante utilizar esta herramienta para establecer una línea de base antes de realizar cualquier mejora.

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II. Herramientas para datos categóricos (atributos)

Análisis de concordancia de atributos

Como los Estudios del sistema de medición R&R y los estudios de linealidad y sesgo del sistema de medición mencionados anteriormente para las medidas continuas, esta herramienta ayuda a evaluar si puedo fiarse de las medidas categóricas, como las calificaciones aprobación/fallo. Esta herramienta está disponible para tipos de datos binarios, ordinales y nominales.

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Análisis de capacidad (Binomial y Poisson)

Si se está contando el número de elementos defectuosos, donde cada elemento se clasifica como aprobado/no_aprobado, avance/inactivo, etc., y desea calcular las partes por millón (PPM) defectuosas, entonces se puede utilizar el análisis de capacidad binomial para calcular el estado actual del proceso.

O si está contando el número de defectos, donde cada elemento puede tener múltiples fallas, entonces se puede utilizar el análisis de capacidad de Poisson para establecer un rendimiento de referencia.

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La variación está en todas partes

Como se mencionó en el artículo anterior, en la fase de Definición, los proyectos Six Sigma pueden variar. Cada proyecto no necesariamente utiliza el mismo conjunto de herramientas cada vez, por lo que las herramientas anteriores solo son una guía para los tipos de análisis que se pueden necesitar. Y hay otras herramientas a considerar, como los diagramas de flujo para mapear el proceso, que puede completar utilizando Companion by Minitab.

En el campo de la óptica ondulatoria es difícil simular grandes sistemas ópticos de forma que se resuelvan rigurosamente las ecuaciones de Maxwell. Esto es debido a que las ondas que aparecen en el sistema necesitan ser resueltas mediante una malla suficientemente fina. El método de envolventes de haz ("beam envelopes") del software COMSOL Multiphysics® es una opción para este propósito.

En las simulaciones electromagnéticas, la longitud de onda siempre necesita ser resuelta por la malla para encontrar una solución precisa de las ecuaciones de Maxwell. Este requisito dificulta la simulación de modelos que son grandes en comparación con la longitud de onda. Existen varios métodos para los problemas de óptica de ondas estacionarias que pueden manejar modelos grandes. Estos métodos incluyen las llamadas fórmulas de difracción, como la fórmula de difracción de Fraunhofer, Fresnel-Kirchhoff y Rayleigh-Sommerfeld y el método de propagación de haz (BPM), como el BPM paraxial y el método de espectro angular (J. Goodman, Fourier Optics, Roberts and Company Publishers, 2005).

La mayoría de estos métodos utilizan ciertas aproximaciones a la ecuación de Helmholtz. Estos métodos pueden manejar modelos grandes porque se basan en el método de propagación que resuelve el campo en un plano a partir de un campo conocido en otro plano. De estar manera no se tiene que mallar todo el dominio, sino que solo es necesaria una malla 2D para el plano deseado.

En comparación con estos métodos, la interfaz de Ondas Electromagnéticas, Envolventes de haz de COMSOL Multiphysics resuelve la solución exacta de la ecuación de Helmholtz en un dominio. Puede manejar grandes modelos; es decir, el requisito de malla se puede relajar significativamente si se cumple una cierta restricción.

En esta entrada del blog de COSMOL, Youske Mizuyama nos explica cómo utilizar la interfaz Electromagnetic Waves, Beam Envelopes y controlar sus restricciones.

del Blog de Minitab

Si está familiarizado con Lean Six Sigma, entonces está familiarizado con DMAIC.

DMAIC es el acrónimo inglés para de Definir, Medir, Analizar, Mejorar (Improve) y Controlar. Esta probada estrategia de resolución de problemas proporciona un marco estructurado de 5 fases a seguir cuando se trabaja en un proyecto de mejora.

Esta primera publicación de una serie de cinco partes se enfoca en las herramientas disponibles en Minitab Statistical Software que son más aplicables a cada fase, comenzando con Definir.

La Fase DEFINIR definida

DMAIC comienza una vez que se ha identificado un problema que resolver. El objetivo de esta primera fase es definir los objetivos del proyecto y los entregables para el cliente. Esto incluye desarrollar un planteamiento del problema e identificar objetivos, recursos e hitos del proyecto.

Diagrama de causa y efecto

También conocido como diagrama de espina de pescado (ya que se parece a un esqueleto de pez) o Ishikawa (llamado así por su creador Kaoru Ishikawa), esta herramienta gráfica de intercambio de ideas puede ayudar a organizar e investigar las posibles causas de un problema.

En un diagrama de C&E, el problema se identifica en el extremo derecho, mientras que las causas se organizan en categorías principales. Para aplicaciones de fabricación, las categorías pueden incluir Personal, Máquinas, Materiales, Métodos, Mediciones y Medio ambiente. Las aplicaciones de servicio a menudo incluyen personal, procedimientos y políticas.

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Diagrama de Pareto

Un gráfico de Pareto es una herramienta de calidad, básica, que se utiliza para resaltar los defectos más frecuentes o las causas más comunes de un defecto.

Este tipo especializado de gráfico de barras lleva el nombre de Vilfredo Pareto y su regla 80-20 . Al ordenar las barras de mayor a menor, un gráfico de Pareto puede ayudar a separar los "pocos vitales" de los "muchos triviales". Estos gráficos revelan dónde se pueden obtener las mayores ganancias.

Ubicación de Minitab: Estadísticas > Herramientas de calidad > Gráfico de Pareto

Diagramas de cajas

También conocido como diagrama de caja y bigote, el diagrama de caja muestra cómo se distribuye una variable numérica y continua, incluida su forma y variabilidad. Se puede crear un único diagrama de caja para un solo conjunto de datos, o múltiples diagramas de caja para comparar múltiples conjuntos de datos. Los diagramas de caja también ayudan a identificar valores atípicos.

Ubicación de Minitab: Gráfica > Gráfico de caja

Histograma

Al igual que los diagramas de caja, los histogramas revelan la forma y la extensión de un conjunto de datos, y pueden ayudar a evaluar si los datos siguen una distribución normal, son sesgados a la izquierda, sesgados a la derecha, unimodales, etc.

Los histogramas dividen los datos en intervalos de un rango determinado trazados a lo largo del eje x horizontal, y muestran el número de puntos de datos dentro de cada intervalo en el eje vertical y.

Ubicación de Minitab: Gráfica > Histograma

Gráfica de corridas

Los gráficos de ejecución representan sus datos a lo largo del tiempo, suponiendo que se recopilaron y registraron en orden cronológico. Este tipo especial de gráfico de series de tiempo se puede usar para determinar si existen patrones y comportamientos no aleatorios en su proceso, como tendencias, oscilaciones, mezclas y agrupación.

Ubicación de Minitab: Estadísticas > Herramientas de calidad > Gráfica de corridas

Estadísticas descriptivas

Esta es la primera herramienta no gráfica en esta publicación. Esta herramienta proporciona un resumen de los datos y puede incluir estadísticas tales como la media, la mediana, el modo, el mínimo, el máximo, la desviación estándar, el rango, etc.

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Resumen gráfico

Esta función de Minitab proporciona un resumen completo de un conjunto de datos numéricos y continuos, que incluye un histograma, diagramas de caja, estadísticas descriptivas y más. Ofrece una instantánea completa de los datos e incluye pruebas de normalidad, la media y la mediana.

Ubicación de Minitab: Estadísticas > Estadísticas básicas > Resumen gráfico

No hay dos proyectos que se creen igual

Si bien esta publicación se enfoca en las herramientas de definición disponibles en Minitab, otras herramientas de definición, como el mapa del proyecto y el diagrama SIPOC, están disponibles en Companion by Minitab. No todos los proyectos incluyen el mismo conjunto exacto de herramientas, por lo que es muy posible que una determinada fase de definición para un proyecto determinado incluya solo algunas de las herramientas anteriores. Además, no todas las herramientas mencionadas anteriormente se utilizan únicamente dentro de la fase de definición de DMAIC. Por ejemplo, los histogramas también se pueden usar en otras fases.

Las herramientas que se utilizarán en cada fase dependen del tipo de proyecto en el que se esté trabajando, las preferencias de liderazgo y qué tipo de herramientas comunican mejor sus datos y el problema que esté tratando de resolver.

Mejoras en la búsqueda

Ahora se admite la búsqueda de rangos en campos numéricos.

Actualizaciones de la interfaz de usuario

Los iconos de instrumentos, búsqueda y carpetas inteligentes (cuadernos, experimentos, productos) se han reorganizado para maximizar el espacio utilizable.

Puede seguir creando cuadernos y experimentos desde el acceso directo que se encuentra en la parte superior del cuaderno y acceder al anexo de nivel de servicio desde el menú de usuario.

 

Para los administradores de Signals Notebook Standard o Private Cloud, la interfaz de administración se ha ajustado de manera similar. Además, la pantalla de roles y privilegios se ha organizado para facilitar la visualización de los tipos de privilegios.

Registro de compuestos, plásmidos, líneas celulares, anticuerpos y equipos

Esta capacidad solo está disponible para usuarios y administradores de Signals Notebook Standard o Private Cloud, pero no para Signals Notebook Individual Edition.

Los usuarios ahora pueden agregar materiales, plásmidos, líneas celulares, anticuerpos y equipos al cuaderno.

 

 

Cada elemento en la biblioteca es, entonces, completamente investigable. Los usuarios pueden documentar el uso de los materiales dentro de un experimento agregando un nuevo tipo de tabla al experimento. La tabla le permite al usuario ingresar la ID única o buscar materiales y agregarlos a un experimento junto con sus datos relacionados.

 

Para admitir estos flujos de trabajo el administrador puede definir el comportamiento de las bibliotecas, incluida la sintaxis para la generación de ID, campos adicionales, reglas de comprobación de singularidad, el comportamiento de la tabla dentro de los experimentos y la seguridad y acceso a los materiales. Esto puede hacerse a través de las herramientas administrativas.

Archivo de E-Notebook

Los usuarios existentes de E-Notebook Enterprise ahora pueden, ocasionalmente, archivar su base de datos de E-Notebook existente para que pueda realizarse búsquedas desde Signals Notebook. Todo el contenido original se conserva y se muestra, lo que permite una transición sin problemas de E-Notebook Enterprise a Signals Notebook.

Esta capacidad solo está disponible para los usuarios de Signals Notebook Standard o Private Cloud y requiere licencias y servicios adicionales. No está disponible para usuarios de Signals Notebook Individual Edition.

 

COMSOL Multiphysics® dispone de diferentes formatos de archivo para exportar los resultados de la simulación. Algunas de las posibilidades ofrecidas son:

  • Enviar una geometría para impresión 3D en el formato de archivo STL.
  • Exportar geometrías precisas como archivos Parasolid® o ACIS® (también requiere el módulo de importación de CAD adicional).
  • Exportar resultados numéricos como una variedad de formatos de archivo, dependiendo del tipo de datos. El formato de archivo VTK® no estructurado (VTU) es el formato de archivo más versátil para almacenar resultados numéricos y puede ser utilizado por otros programas de software para un análisis y simulación adicionales.

Pero si lo que está buscando es una manera fácil y visualmente atractiva de compartir gráficos de resultados en 3D del software COMSOL Multiphysics®, en esta publicación del blog de COMSOL, Lars Gregersen nos muestra cómo exportar los gráficos 3D como archivos glTF™ y compartirlos en una variedad de visores de gráficos basados en la web, e incluso en publicaciones de Facebook®.

Hoy, 21 de noviembre, Addlink Software Científico está realizando un curso de formación de Maple para la comunidad docente e investigadora de la Universidad Politécnica de Madrid.

El curso, eminentemente práctico, pretende que los asistentes salgan con los conocimientos fundamentales para utilizar este software matemático que combina uno de los motores computacionales más potentes del mundo con una interfaz que facilita el análisis, visualización y exploración de objetos matemáticos.

El curso es ofrecido por Addlink Software Científico a través del Vicerrectorado de Servicios Tecnológicos de la Universidad Politécnica de Madrid.