1 / 27

Хемометрика и контроль производственных процессов (PAT)

Хемометрика и контроль производственных процессов (PAT). Алексей Померанцев. Институт химической физики РАН им Семенова. Российское хемометрическое общество. Международная выставочная компания. Содержание. Что такое хемометрика? Что такое PAT ? Что такое SPC и MSPC?

lona
Download Presentation

Хемометрика и контроль производственных процессов (PAT)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Хемометрика и контроль производственных процессов(PAT) Алексей Померанцев Институт химическойфизики РАН им Семенова Российское хемометрическое общество Международнаявыставочная компания Analytica Expo 2005

  2. Содержание • Что такое хемометрика? • Что такое PAT? • Что такое SPC и MSPC? • Как связаны PAT и MSPC? • Причем здесь аналитическая химия? Analytica Expo 2005

  3. Хемометрика: два определения Индуктивное 1) Хемометрика – это то, что делают хемометрики. сайт Международного хемометрического общества Дедуктивное Хемометрика - это раздел (аналитической) химии, исполь-зующий математические методы для исследования химичес-ких данных и процессов. D. L. Massart 2) Хемометрики – это такие люди, которые все время пьют пиво и воруют идеи у математиков Svante Wold Analytica Expo 2005

  4. Что делает хемометрика? Данные, которые исследует хемометрика по большей части происходят из химии, поэтому хемометрика - это подраздел химии (Analytical chemistry) Хемометрика имеет дело с данными (зачас-тую с очень большими), поэтому хемометрика - это подраздел информатики (Data mining) Методы, которые использует хемометрика ориентированы на формальное моделирование (Soft modeling) Analytica Expo 2005

  5. Почему «хемо-» ? Хемометрика родилась из задачи анализа хими-ческих спектров Спектроскопия – наилучший метод получения информации по ходу процесса (on-line) в режиме реального времени: быстро и без влиянияна процесс «Хемо» подчеркивает практическую, а не ста-тистическую значимость применяемых методов Analytica Expo 2005

  6. Почему «-метрика» ? Хемометрические методы легко и плодотворно переносятся в другие области, например, в пси-хологию, биологию, геологию, и т. д. Хемометрика активно эксплуатирует математику статистику, линейную алгебру ‘It is easier to teach a chemist statistics that to teach chemistry to a statistician.’ (Svante Wold) Analytica Expo 2005

  7. Много переменных и много измерений Один цикл – 800 спектров (времен) Один массив данных – 200 образцов (циклов) ю . . . Одно измерение – спектр (600 точек) Analytica Expo 2005

  8. Основная задача хемометрики Заменить прямые измерения, которые либо – • невозможны • дороги • длительны на косвенные измерения, которые – • доступны • дешевы • быстры с последующей их обработкой (калибровкой). Analytica Expo 2005

  9. Контроль процессов в реальном времени Главная проблема, с которой сталкивается совре-менная промышленность – это обеспечение пос-тоянно высокого качества конечного продукта в типовом производственном процессе. Принимая во внимание увеличивающуюся глобаль-ную конкуренцию и быстро меняющиеся потребно-сти рынка, эффективный контроль процессов в ре-альном времени становится насущной потребно-стью всех производящих компаний. Analytica Expo 2005

  10. Что такое PAT? Process Analytical Technology(PAT)=Технология (методы) анализа процессов FDA = U.S. Department of Health and Human Services Food and Drug Administration Guidance for Industry PAT — A Framework for Innovative Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Quality Assurance Pharmaceutical CGMPs, September 2004 Analytica Expo 2005

  11. PAT: Определение бюрократа PAT – это система планирования, анализа и конт-роля критических переменных, характеризующих состояние производственных материалов и про-цессов в реальном времени (т.е. по ходу производ-ства), с целью подтверждения качества произво-димого продукта. Guidance for Industry PAT — A Framework for Innovative Pharmaceutical Development, Manufacturing, and Quality Assurance. Pharmaceutical CGMPs, September 2004 Analytica Expo 2005

  12. PAT: Определение хемометрика 1) Современный инструментальный контроль процессов в реальном времени (in-line) 2) Хемометрические методы анализа данных, т.н. многомерный статистический контроль процессов (MSPC) 3) Многочисленные бюрократические формальности, придуманные FDA для оправдания своей полезности 4) Дубинка, придуманная фармацевтическими гигантами для уничтожения мелких конкурентов Analytica Expo 2005

  13. Зачем в PAT нужна хемометрика? Потому, что все больше данных о процессах получают с помощью современных, эффективных аналитических методов • Спектроскопия (УФ, ИК, БИК, ...) • Хроматография (ЖХ, ГХ, ...) • Гибридные методы (ЖХ/МС, ЖХ/ЯМР, ...) • Видео образыи гиперспектры (2D, 3D) • Акустические измерения • и еще многие, многие другие ... Analytica Expo 2005

  14. Многомерный статистический контрольпроцессов (MSPC) MSPC – это анализ реальных исторических данных, характеризующих опыт работыпроцесса Цель: Контроль процесса в реальном времени. Средства: Хемометрический анализ данных. Результат: Стабилизации качества, снижение затрат. MSPC – это главный инструмент PAT Analytica Expo 2005

  15. Зачем в MSPC нужна хемометрика? Потому, что исторические данные анализируются с помощью хемометрических методов: • Анализ главных компонент (PCA) • Проекция на латентные структуры (PLS) • n-модальный анализ (PARAFAC) • Многофакторный анализ изображений (MIA) • Блочный и иерархический анализ (BPLS, HPLS) • Распознавание структур (SIMCA, D-PLS) • и еще многие, многие другие .... Analytica Expo 2005

  16. Реализации процесса s1, s2, ... ,s54 Ключевые переменные процесса (датчики) X1, X2, ... , X17 … … Пример данных о процессе Analytica Expo 2005

  17. Карты Шухарта (1927) Analytica Expo 2005

  18. X1 X2 Одномерная область контроля t t t t t t t t t t t t t t X2 X1 Многомерная область контроля Контроль с помощью SPC Analytica Expo 2005

  19. PC2 Мера Т2 Хотеллинга (расстояние внутри модели) PC1 Ошибка моделирования (расстояние до модели) Контроль с помощью MSPC X3 X1 X2 Analytica Expo 2005

  20. Analysis, греч., разложение • Определение состава вещества (качественный А., количественный А.) • Метод научного исследования путем рассмотрения отдельных частей, сторон, и т.п. Analysis, греч., разложение • Определение состава вещества (качественный А., количественный А.) • Метод научного исследования путем рассмотрения отдельных частей, сторон, и т.п. AnalyticalChemistry AnalyticalChemistry Причем здесь аналитическая химия? Analysis, греч., разложение • Определение состава вещества (качественный А., количественный А.) • Метод научного исследования путем рассмотрения отдельных частей, сторон, и т.п. Analytical Chemistry Analytica Expo 2005

  21. Программа конференции Analytica Expo 2005

  22. Ричард Бреретон Профессор университета Бристоля, ВеликобританияГлава Центра по Хемометрике Около 80 статей в журналах Analyst, Chemom. Intell. Lab. Syst., J. Chromatography,Analytica Chimica Acta, J.Chemometrics, Talantaи др. С 1999 по 2003 автор более 100 статей по хемометрике в электронном журнале The Alchemist, на сайте ChemWeb. http://www.chemweb.com/alchemist/ Автор самой популярной за последнее время книги – «Хемометрика: Анализ данных в лаборатории и на химическом предприятии» Область научных интересов: хемометрика, судебная экспертиза, контроль процессов, хроматография и спектроскопия, химия полимеров, кинетика и т.д. Analytica Expo 2005

  23. Андрей Богомолов Кандидат хим. наук Более 30 публикаций в журналах Analytica Chimica Acta., Кинетика и катализ, Жур. физической химии и др Разработчик математического и программного обеспечения для аналитической химии, руководитель проектов международной компании ACD. Соавтор патента США в области алгоритмов обработки аналитических данных Член Российского хемометрического общества Область научных интересов: программное обеспечение для аналитической химии, хемометрика, численные методы, спектроскопия, химическая кинетика Analytica Expo 2005

  24. Вячеслав Вершинин Профессор Омского государственного университетаЗаведующий кафедрой аналитической химии, доктор хим. наук Около 150 статей в журналах Журнал аналитической химии, Известия вузов, Журнал прикладной спектроскопии, и др. Автор 6 монографий Соавтор 8 патентов и авторских свидетельств Член Совета по аналитической химии РАН Область научных интересов: математические и компьютерные методы в аналитической химии, люминесцентные методы, методика химического образования Analytica Expo 2005

  25. Оксана Родионова Старший научный сотрудник Института химической физики РАНКандидат физ-мат. наук Более 40 статей в журналах Chemom. Intell. Lab. Syst., J.Chemometrics, Ж. вычил. матем. и матем. физ., J Appl Polym Sci., ЖЭТФ, Кинетика и катализ, и др Редактор перевода книги «Анализ многомерных данных» Кима Эсбенсена Секретарь Российского хемометрического общества Одна из основателей и организаторов Зимних симпозиумов по хемометрике в России Область научных интересов: хемометрика, численные методы, математическая физика. Analytica Expo 2005

  26. Fifth Winter Symposium on Chemometrics Самара Школа Симпозиум16-17.02.2006 18-23.02.2006 Kim Esbensen Paul Geladi Agnar Höskuldsson Roma Tauler Beata Walczak Analytica Expo 2005

  27. Участники WSC-4 в Звездном городке Analytica Expo 2005

More Related