SIMCA-P-115-指南(中文)要點(diǎn)

SIMCA-P,SIMCA-P+指南

11.0版本

UmetricsAB

1992-2005UmetricsAB

本篇文章詣在告訴本軟件使用者一些該軟件的注意事項(xiàng)，并且該文件并不

能作為UmetricsAB公司承擔(dān)義務(wù)的一部分。該軟件中的信息（包括所包含的

所有數(shù)據(jù)庫(kù)）均需要得到已公布或未公布的許可協(xié)議方可使用，并且必須在獲得

許可協(xié)議的前提下方可以使用或拷貝，在未得到已公布或未公布的許可協(xié)議下擅

自的進(jìn)行軟件的拷貝是一種違法行為，在未得到UmetricsAB公司書(shū)面許可的前

提下，該產(chǎn)品的任何部分不可以再次安裝或以任何形式、任何傳播方式（包括電

子傳播方式、機(jī)械傳播方式）進(jìn)行軟件的傳播。

S1MCA是Umetrics公司的注冊(cè)商標(biāo)，Windows是Microsoft公司的注冊(cè)商

標(biāo)。

包括以下商品：SIMCA-P,SIMCA-P+

編輯日期：2005年5月16日

目錄

SIMCA軟件的啟動(dòng)

基本操作規(guī)程

基礎(chǔ)信息

SIMCA-P軟件是以工程（projects）的形式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的建模處理。一個(gè)工

程就是一個(gè)包含著主要的數(shù)據(jù)集（dataset）分析結(jié)果（沒(méi)有模型數(shù)量的限制）

的集合。

你可以通過(guò)輸入數(shù)據(jù)（主要是數(shù)據(jù)集）來(lái)進(jìn)行一個(gè)新的工程的建立。當(dāng)你選

擇活動(dòng)模型類(lèi)型（ActiveModelType）并列舉一個(gè)新的工作集或一個(gè)已經(jīng)存在

的工作集時(shí)，SIMCA-P軟件將自主建立不合適的模型。

在一個(gè)工程建立的最初，系統(tǒng)默認(rèn)的工作集包含所有的數(shù)據(jù)，包含所有的居

中變量及方差的變化范圍，并將其視作變量X,尹且模型是變量X的重要組成部

分。

一個(gè)工程窗口可以顯示每一個(gè)模型的分析結(jié)果，每一行數(shù)據(jù)及時(shí)對(duì)一個(gè)模型

的分析結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。

活動(dòng)模型（即所需要進(jìn)行建模處理的模型），也可以在灰色區(qū)域（statusbar）

左邊的顯示框中顯示，即在命令菜單的下方。

如果你想打開(kāi)一個(gè)模型，在工程窗口中雙擊該模型，將打開(kāi)一個(gè)包含模型結(jié)

果所有信息（一行一個(gè)分類(lèi)）的模型窗口。

另外一種激活模型的方法（如果部分模型已經(jīng)提供）是從顯示框中（左上方）

選中該模型的名字。

數(shù)據(jù)分析流程

1、數(shù)據(jù)的預(yù)處理及數(shù)據(jù)的選擇（數(shù)據(jù)集和工作集菜單）

2、數(shù)據(jù)集菜單將允許你進(jìn)行數(shù)據(jù)的擬合、修改，產(chǎn)生新的變量，并且將對(duì)

原數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選及壓縮。系統(tǒng)默認(rèn)的工作集一旦被打開(kāi)，里面將包含所

有作為自變量X及其方差范圍的數(shù)據(jù)集。新的工作集也將包含這些內(nèi)容。

工作集菜單允許你對(duì)最初的工作集進(jìn)行修改。

3、指定模型，并對(duì)模型進(jìn)行擬合（分析菜單）。

4、對(duì)結(jié)果進(jìn)行核實(shí)并執(zhí)行診斷（分析菜單）。

5、使用模型進(jìn)行預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)菜單）。

基本數(shù)據(jù)的錄入及新工程的建立

文檔:新文檔

從文檔或數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇所需要錄入的數(shù)據(jù)。

SIMCA-P軟件可以錄入以下格式的文檔數(shù)據(jù)：

DIF：數(shù)據(jù)互換模式（許多應(yīng)用程序可以輸出DIF格式的數(shù)據(jù)文檔）。

TXT：標(biāo)準(zhǔn)被限定的text文檔（一行一個(gè)數(shù)據(jù)）

TXT：任意形式的text文檔（有無(wú)數(shù)據(jù)頭均可）

MAT：Matlab4.0版本文檔（二進(jìn)制）

XLS：EXCEL文檔的所有形式

LOTUS123：*.wkl格式的文檔

JCAMP-DX：*.jcm,*.dx,*.jdx格式的文檔

ANDI：色譜工作站AIA格式文檔

NSAS：數(shù)據(jù)文檔

GRAM：Galactic*.spc格式文檔

其他格式（參考第四章）：包括舊版SIMCA-P數(shù)據(jù)文檔。

文檔資源的選擇

資源目錄：包含數(shù)據(jù)文檔的目錄

名稱(chēng)：將資源文檔，例如：ENVIRO.DIF

雙擊該資源文檔的名稱(chēng)。

目標(biāo)目錄：該目錄用于儲(chǔ)存工程,例如：C/SIMDATA/ENVIRO

如果你愿意，你可以修改工程目錄（目標(biāo)目錄）的位置。SIMCA-P軟件默認(rèn)

資源目錄作為目標(biāo)目錄。

文檔內(nèi)容的表示

為自變量和觀(guān)察市象指定主要的和盡可能多的次要的檢識(shí)符。

第二數(shù)據(jù)集

可能一會(huì)你還會(huì)錄入一些額外的數(shù)據(jù)(第二數(shù)據(jù)集)以用于預(yù)測(cè)。你可以在

菜單File/ImportSecondaryDataset中完成該操作。

顯示

按照你習(xí)慣的方式進(jìn)行軟件顯示格局的建立并保持工程水平選項(xiàng)及基本信

息的選項(xiàng)處于醒目位置。

數(shù)據(jù)的預(yù)處理(數(shù)據(jù)集菜單)

從數(shù)據(jù)集中進(jìn)行變量及觀(guān)測(cè)值的繪圖

將你想要進(jìn)行繪圖的變量或觀(guān)測(cè)值進(jìn)行標(biāo)記，右鍵點(diǎn)擊標(biāo)記的項(xiàng)目上，然后

選擇想繪制的圖像類(lèi)型。

將所有的X的觀(guān)測(cè)值繪制一個(gè)線(xiàn)形圖，只需要右鍵點(diǎn)擊這個(gè)數(shù)據(jù)集并選擇

Plot/Xobs.

可以按如下步驟使用數(shù)據(jù)集菜單對(duì)一個(gè)SIMCA-P數(shù)據(jù)集進(jìn)行觀(guān)察或修改：

QuickInfo

將數(shù)據(jù)集中顯示的變量或觀(guān)測(cè)值按時(shí)間或頻數(shù)的相互作用形式進(jìn)行繪圖。

Trimming/Winsorizing單個(gè)或所有的變量

Editdataset

基本的編輯命令。

Generatenewvariables

產(chǎn)生一個(gè)同已存在變量或模型結(jié)果中所獲取變量組成相同的變量。

數(shù)據(jù)集。

使用以下命令進(jìn)行數(shù)據(jù)光譜濾波：

OrthogonalSignalCorrection(OSC)

MultipleScatterCorrection(MSC)

StandardNormalVariates(SNV)

ls，and2:,<lDerivatives

Wavelettransformandcompression

PLSwavelettransformoftimeseries

Decimationoftimeseries

數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備（工作集菜單）

在工程開(kāi)始之初，系統(tǒng)默認(rèn)的工作集是包括在錄入過(guò)程中定義為X自變量和

Y自變量的所有的數(shù)據(jù)集以及計(jì)算出的方差值。關(guān)聯(lián)的模型（不合適的）在

活動(dòng)區(qū)域顯示。當(dāng)你己經(jīng)準(zhǔn)備好了一個(gè)包含數(shù)據(jù)集所有基本數(shù)據(jù)的PLS模型

（系統(tǒng)默認(rèn)），或者PC的X模型或Y模型。如果這正是所想要進(jìn)行運(yùn)算的，

你可以直接進(jìn)入分析菜單。

如果想要獲得一個(gè)包含被排除的變量或轉(zhuǎn)化之后的變量或不同水平的變量

的模型，這就需要首先對(duì)工作集進(jìn)行修正。

當(dāng)你指定一個(gè)工作集（選擇startingWorksetNeworAsModel）時(shí)，SIMCA-P

系統(tǒng)將自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)不合適的模型。

工作集

新工作集

使用在錄入數(shù)據(jù)過(guò)程中被定義為X和Y的所有基本原始數(shù)據(jù)集。

新模型

使用一個(gè)已經(jīng)被選擇的模型的工作集作為起始點(diǎn)。

按照如下步驟進(jìn)行工作集的修改：

觀(guān)測(cè)值

對(duì)觀(guān)測(cè)值進(jìn)行篩選（排除/留下），或者將它們分成不同的類(lèi)別以進(jìn)行分類(lèi)。

變量

對(duì)X/Y變量進(jìn)行定義、轉(zhuǎn)換、計(jì)算等運(yùn)算。

轉(zhuǎn)換

轉(zhuǎn)換變量值。

延遲

建立延遲變量（僅SIMCA-P有該項(xiàng)功能）

變量/變量組

選擇變量，并指定類(lèi)型。

選擇所需的變量作為X變量、Y變量或排除，對(duì)X變量、Y變量或者需排除

的變量進(jìn)行標(biāo)記并且點(diǎn)擊“Sei”按鈕。

擴(kuò)展

通過(guò)進(jìn)行加和、平方、立方運(yùn)算對(duì)X自變量容量進(jìn)行擴(kuò)展。

運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)

選擇一個(gè)基本的運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)（UV=……10頁(yè)）

選項(xiàng)

指定模型水平的選項(xiàng)。

處理模型（分析菜單）

選擇模型類(lèi)型

如果你的所有自變量均定義為X自變量，那么軟件將默認(rèn)將模型定義為PCX

模型；或者你在錄入數(shù)據(jù)的過(guò)程中將自變量均定義為X自變量和Y自變量，

那么系統(tǒng)將默認(rèn)將模型定義為PLS模型。當(dāng)工作集規(guī)范允許你進(jìn)行修改時(shí)，

你可以對(duì)模型的類(lèi)型進(jìn)行修改，你可以將模型的類(lèi)型修改成以下種類(lèi)：

PCX

僅含有X變量的PC模型。

PCY

僅含有Y變量的PC模型。

PCAll

既含有X變量，又含有Y變量的PC模型。

PCClass

當(dāng)你的觀(guān)測(cè)值分成了多個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)時(shí)，你所選擇的一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)的PC。

PLS

含有X變量和Y變量的偏最小二乘法回歸數(shù)據(jù)處理。

PLSClass

當(dāng)你的觀(guān)測(cè)值分成了多個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)時(shí)，對(duì)所選格的一個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)進(jìn)行偏最小二乘

法回歸處理。

PLSDA

當(dāng)你的觀(guān)測(cè)值分成了多個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)時(shí)，進(jìn)行區(qū)別性的偏最小二乘法數(shù)據(jù)回歸處

理。

模型擬合

自動(dòng)擬合

由軟件自動(dòng)進(jìn)行模型數(shù)據(jù)的擬合。

二主要分類(lèi)

直接對(duì)兩個(gè)主要分類(lèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通常可用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速描述。

單一分類(lèi)

每次僅對(duì)一個(gè)分類(lèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，這樣無(wú)論該分類(lèi)是否具有顯著性意義，均

可以使每一個(gè)分類(lèi)均進(jìn)行數(shù)據(jù)處理運(yùn)算。

移除分類(lèi)

將最末分類(lèi)移除。

自動(dòng)擬合數(shù)據(jù)類(lèi)模型

自動(dòng)擬合或者將所有指定數(shù)據(jù)類(lèi)模型中所有分類(lèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

指定水平模型

指定一個(gè)模型作為基礎(chǔ)水平或者最高水平標(biāo)準(zhǔn)。

擬合復(fù)查（分析菜單）

數(shù)據(jù)擬合結(jié)束后，所有的譜圖及數(shù)據(jù)表均會(huì)在模型描述中體現(xiàn)出來(lái)。

擬合概要

1.模型復(fù)查。

2.X變量、Y變量復(fù)查，將所有的變量進(jìn)行累積擬合（PLS中僅對(duì)Y變量進(jìn)

行擬合）。

3.X變量、Y變量排序：通過(guò)分類(lèi)對(duì)一個(gè)變量進(jìn)行擬合。

4.分類(lèi)的貢獻(xiàn)值：模型中一個(gè)分類(lèi)對(duì)擬合結(jié)果的貢獻(xiàn)程度。

5.主成分：tlvst2,tlvsul,等。

6.荷載系數(shù)：plvsp2,w*clvsW*c2,等。

7.系數(shù)（PLS）

8.對(duì)工程影響最大的變量（PLS）

9.DMod（X變量或Y變量）與模型（X變量或Y變量）之間的距離。

10.觀(guān)測(cè)值vs預(yù)測(cè)值（PLS）o

11.剩余圖像：正態(tài)圖（選擇Y自變量）

12.觀(guān)測(cè)值風(fēng)險(xiǎn)

注意：在分析菜單中，系統(tǒng)默認(rèn)的所有圖像及數(shù)據(jù)表為最后一個(gè)分類(lèi)的相關(guān)

數(shù)據(jù)。如果你想選擇不同的分類(lèi)進(jìn)行顯示或選擇一個(gè)不同的變量進(jìn)行顯示，

點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右鍵并選擇相關(guān)選項(xiàng)。

選擇一個(gè)新的模型類(lèi)型

在模型擬合完成后，你可以選擇一個(gè)新的模型類(lèi)型。SIMCA-P軟件將會(huì)分局

你所選擇的模型類(lèi)型生成一個(gè)新的未擬合的模型。例如，如果你已經(jīng)將你的

工作集定義為X變量和Y變量，你可以先進(jìn)行PCY擬合，然后將模型的類(lèi)型

改為PLS,并且可以獲得一個(gè)和原數(shù)據(jù)一樣的PIS擬合模型（另一個(gè)模型工

預(yù)測(cè)值（預(yù)測(cè)菜單）

建立預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集

使用預(yù)測(cè)菜單/SpecifyPredictionset命令從主要數(shù)據(jù)集或任何一個(gè)次要

數(shù)據(jù)集建立一個(gè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集。你可以將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集作為一個(gè)電子數(shù)據(jù)報(bào)表或

圖形或數(shù)據(jù)表結(jié)果來(lái)顯示。

當(dāng)你沒(méi)有指定一個(gè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集時(shí).，系統(tǒng)默認(rèn)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集為首要數(shù)據(jù)集中的

所有數(shù)據(jù)。

你可以通過(guò)首要數(shù)據(jù)集中或者任何一個(gè)你所錄入的次要數(shù)據(jù)集中的觀(guān)測(cè)值

建立一個(gè)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集。當(dāng)你在電子數(shù)據(jù)報(bào)表中建立預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集時(shí)，你還可以

通過(guò)鍵盤(pán)向預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)集中錄入數(shù)據(jù)。

預(yù)測(cè)值顯示

所有的預(yù)測(cè)值結(jié)果（主成分、Y值等），均是以圖形或數(shù)據(jù)表的形式進(jìn)行顯

不O

圖形、數(shù)據(jù)表

在這個(gè)菜單下，你可以找到常規(guī)的圖形和數(shù)據(jù)表程序。通過(guò)這個(gè)菜單你幾平

可以對(duì)任何數(shù)據(jù)和分析得出的結(jié)果進(jìn)行繪圖或制作數(shù)據(jù)表。

這個(gè)菜單可以為你提供:散點(diǎn)圖(scatter)、線(xiàn)形圖(line)、柱形圖(column)、

3D散點(diǎn)圖(3dscatter)^柱狀圖(histogram)、等值圖(contour)^3維

等值圖(responsesurface)A正態(tài)概率圖(normalprobabilityplots)、

小波處理圖(waveletsplots)、控制圖(controlcharts)和batchcontrol

chartso

注意：點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵可以顯示一個(gè)活動(dòng)的圖形或數(shù)據(jù)表。你可以通過(guò)圖形獲

得數(shù)據(jù)表，也可以通過(guò)數(shù)據(jù)表得到圖形。

SIMCA-P分析流程圖

批次工程(SIMCA-P+10)

一個(gè)SIMCA-P的批次工程是由兩個(gè)或兩個(gè)以上相互關(guān)聯(lián)的工程所組成的。

在工程批次的變換過(guò)程中，工程水平的觀(guān)測(cè)值包括每個(gè)批次的觀(guān)測(cè)值及變

量值均被衡量，并且批次的水平有已完成批次所決定。批次水平工程的變

量是主成分，或者每個(gè)時(shí)間點(diǎn)觀(guān)測(cè)值水平的最初的變量具有重要意義，批

次可能會(huì)被劃分為數(shù)個(gè)階段。

觀(guān)測(cè)值水平工程

依照批次信息，你首先錄入觀(guān)測(cè)值水平信息并建立一個(gè)觀(guān)測(cè)值水平工程。

在這些信息中，你必須有一個(gè)批次的標(biāo)示符，指出起始批次和終止批次°

如果存在批次階段，進(jìn)而存在階段標(biāo)示符。你可能還要有一個(gè)用于指出批

次或階段變化進(jìn)展及終點(diǎn)的變量，這個(gè)變量可以是時(shí)間或者成熟度。在不

同的批次階段你可以擁有不同的成熟度變量。

當(dāng)批次被劃分為階段時(shí)，SIMCA-P軟件將秘密的產(chǎn)生一個(gè)未擬合的批次模

型，即以時(shí)間或成熟度作為每一個(gè)階段Y變量的PLS數(shù)據(jù)類(lèi)模型。軟件默

認(rèn)一個(gè)階段中的所有變量均為方差值。

對(duì)于每一個(gè)模型，模型的結(jié)果在工程窗口中以線(xiàn)形圖的形式表現(xiàn)。

當(dāng)批次值出現(xiàn)階段值時(shí),PLS批次數(shù)據(jù)類(lèi)模型將被聚類(lèi)并以MBxx進(jìn)行命名，

xx是一串連續(xù)的數(shù)字。

你可以在控制圖中顯示數(shù)據(jù)分析結(jié)果，要么作為主成分點(diǎn)、DModX,預(yù)測(cè)時(shí)

間值或成熟度值，或者作為個(gè)別變量。

次要數(shù)據(jù)集可以錄入新的批次，這些可以通過(guò)相同的方法在控制圖中得到

展現(xiàn)。

批次水平工程

批次水平工程是以完成批次的主成分點(diǎn)或起始變量為基礎(chǔ)，從觀(guān)測(cè)值水平

工程中獲得的。

批次水平工程師SIMCA-P軟件的一個(gè)常規(guī)工程，當(dāng)批次最初條件及質(zhì)量變

量存在時(shí)，軟件將自動(dòng)將其加入到批次水平數(shù)據(jù)集中。你可以將系統(tǒng)默認(rèn)

的模型類(lèi)型（PCA）改變成只要是工作集說(shuō)明允許條件下任何你所想到的類(lèi)

型。

分析周期

觀(guān)測(cè)值水平工程

13、預(yù)處理并選擇數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)集和工作集菜單）

6、數(shù)據(jù)集菜單允許你trim/Winsorize你的數(shù)據(jù)，產(chǎn)生新的變量并且進(jìn)行

數(shù)據(jù)的光譜濾波（spectralfiltering）或者小波壓縮（wavelet

compression^模型由軟件默認(rèn)的工作臭發(fā)展而來(lái)，系統(tǒng)默認(rèn)的工作集

由PLS批次數(shù)據(jù)類(lèi)模型組成。

7、對(duì)觀(guān)測(cè)值水平模型進(jìn)行擬合（分析菜單，

8、對(duì)結(jié)果和診斷操作進(jìn)行復(fù)核（分析菜單1

9、批次控制圖用于批次值的設(shè)置（分析菜單）。

10、錄入一個(gè)具有新批次的次要數(shù)據(jù)集并且使用該模型在控制圖中顯示這

個(gè)新的批次（預(yù)測(cè)菜單/BatchControlChart）0

批次水平工程

11、建立一個(gè)批次水平工程（文件菜單/CreateBatchLevelproject）o

12、對(duì)批次水平工程進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合。

13、使用主成分圖（scoreplots）、載荷圖（loadingplots）＞DModX、貢

獻(xiàn)值圖（contributionplots）等進(jìn)行結(jié)果闡述。

14、預(yù)測(cè)并闡述新的批次數(shù)據(jù)處理結(jié)果。

介紹

基本信息

這篇引文僅僅是STMCA-P軟件的一個(gè)大致介紹。建議使用者閱讀相關(guān)章節(jié)

(包括模型的建立、數(shù)據(jù)的錄入、PC和PLS模型建立、數(shù)據(jù)處理結(jié)果的閱讀),

從而獲得一個(gè)更加洋細(xì)的該軟件的使用說(shuō)明，同時(shí)為了使使用者更好的使用

該軟件，建議使用者使用USER'SGUIDE和ON-LINEHELP系統(tǒng)。

在這篇引文中為使用者列舉了以下5個(gè)時(shí)例。

第一個(gè)例子是關(guān)于食品數(shù)據(jù)的模型處理。

第二個(gè)例子是從一個(gè)礦物整理車(chē)間所選取的一個(gè)真實(shí)數(shù)據(jù)處理過(guò)程。

第三個(gè)例子是分析化學(xué)中經(jīng)常遇到的多變量校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理“

第四個(gè)例子是解釋分級(jí)模型建立。

第五個(gè)例子是說(shuō)明光譜濾波的使用。

第六個(gè)和第七個(gè)例子是展示如何進(jìn)行有階段和沒(méi)有階段批次型數(shù)據(jù)的模型

處理。

作為一篇指南，在這兒給使用者提供的僅僅是SIMCA-P軟件的一些主要的常

用功能和圖表。我們建議你繼續(xù)使用你自己的數(shù)據(jù)，參照這篇指南獲得相應(yīng)

的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。幫助系統(tǒng)包含和指南相同的信息，只是排版的方式不同。

圖形與數(shù)據(jù)表

你可以使用大量的圖形和數(shù)據(jù)表來(lái)展示SIMCA-P軟件處理結(jié)果。

分析菜單和預(yù)測(cè)菜單中的結(jié)果均是通過(guò)圖形和數(shù)據(jù)表的形式進(jìn)行展示。通過(guò)

圖表菜單，你可以根據(jù)每一個(gè)模型中的數(shù)據(jù)和計(jì)算值進(jìn)行圖形及數(shù)據(jù)表的繪

制。你甚至可以將不同模型中的矢量進(jìn)行繪圖。

所有的矢量數(shù)據(jù)均可以進(jìn)行Auto、CrossCorrelationplot和Power

Spectrum處理。

數(shù)據(jù)集中，你可以通過(guò)trimmingandwinsorizing操作對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)史理。

顯示變量圖(Quickinfoplot)均提供全部的顯示數(shù)據(jù)表(spreadsheet)。

食品

數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)的收集通常是以表格的形式來(lái)進(jìn)行開(kāi)展的，但是如果不能獲取有用的

信息，數(shù)據(jù)表格是一點(diǎn)用處都沒(méi)有的。圖解可以使數(shù)據(jù)表格中的數(shù)據(jù)更好

的表達(dá)。下面的例子將闡明工程的要素。這個(gè)例子中的數(shù)據(jù)來(lái)自歐洲多個(gè)

國(guó)家不同的食物消費(fèi)情況。

變量

所選擇的變量反映了國(guó)家之間不同的傳統(tǒng)和文化。

觀(guān)測(cè)值

選取了16個(gè)歐洲國(guó)家。

數(shù)據(jù)表

見(jiàn)EXCELFOODo

目的

這項(xiàng)研究的目的是為了調(diào)查工業(yè)化國(guó)家之間的食品消費(fèi)的差異與文化和傳

統(tǒng)之間的聯(lián)系，并且因此發(fā)現(xiàn)這些國(guó)家之間的相似處和不同處。因此這些

數(shù)據(jù)收集了20個(gè)變量和16個(gè)國(guó)家。這些數(shù)據(jù)顯示了這20種食品在日常家

居生活中的儲(chǔ)備的百分比。

分析概要

SIMCA-P分析的步驟如下:

?錄入數(shù)據(jù)集

?數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（工作集菜單）。

?PC模型擬合、擬合過(guò)程復(fù)核（分析菜單）。

?結(jié)果說(shuō)明（分析菜單）。

工程定義

啟動(dòng)SIMCA-P軟件并建立一個(gè)新的工程，點(diǎn)擊FILE/NEWo

File1EditViewDatasetWorksetAnalysisPredictionsPI

□New...1

Open...

Close

Delete?

SaveProject

SaveProjectAs...

SaveAs...

Import?

GenerateHTMLReport...

CreateBatchLevelProject...

CreateBatchLevelSecondaryDatasets..,

SwitchBatchLevel?

ConfigureBatchProjectforOn-Line...

PrintSetup...

QiPrintPreview

昌Print...Ctrl+P

Encrypt,..

CompactProjectFile...

TextFiles「.txt;*.csv;x.dat)

UnscramblerFiles(x.uns;*inp]

AOSupportedFiles

選擇數(shù)據(jù)類(lèi)型（XLS）或ALLSupportedFiles（系統(tǒng)默認(rèn)），并找到所需的

數(shù)據(jù)集(FOODS.XLS)o數(shù)據(jù)可以從你的硬盤(pán)或者網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)中被錄入，數(shù)據(jù)

可以以不同的格式被錄入，所以選擇最合適的格式或者ALLSupported

Files格式。在這個(gè)例子中所選的數(shù)據(jù)是通過(guò)EXCEL所建立的一個(gè)XLS格

式文檔。

如果你的數(shù)據(jù)在一張軟盤(pán)上，我們建議你首先將數(shù)據(jù)拷貝到硬盤(pán)上。

如果你想關(guān)閉正打開(kāi)的工程，點(diǎn)擊CloseCurrentProject.

注意：所需錄入的數(shù)據(jù)集可以被放置在一個(gè)可以獲得的目錄內(nèi)的任何地方。

無(wú)需將它放置在/爾所定義的目的目錄中。

當(dāng)你點(diǎn)擊Open,SIMCA-P軟件將打開(kāi)ImportWizard界面。

TheImportDataWizardwillguideyouthroughthestepstocreateanewproject.

Pleaseselecttheprojecttypeandclick'Next'tocontinue.

(?SIMCA-PProject

CreateanormalSIMCA-Pproject.

「SIMCA-PBatchProject

Createaprojecttomodelbatchdataandmodelsforonlinepredictionwith

SIMCA-BatchOn-Line

ImportDataWizard，回國(guó)

IIThespreadsheetshowsthecolorcodeddataset.Usethearrowsonthespreadsheetbuttonsoctheformattingbuttons

匡toformatthespreadsheet.

VariableIDs

Primar▼Secon▼3▼4▼5▼6▼7H

■I二亙甌二二?1▼/FOODS

□Secondary2▼/A|

3▼/Foodcon

Il14▼/

iirimiaiy

5▼/COUNTRGraincoffInstantccTeaSweet-n?Bis-cuits

H

□Secondary6▼

7▼/VARNUM12345

Data

Primar▼ONUMONAMGrCoffeTeaSweetnerBiscuits|

[-IXVariable▼

9▼

Othd10▼/Min271040222

□Exdude11▼/Max9886993591

12▼/Min/Ma>0.2760.11630.4040.0570.242

MissingValue

13▼/Average78.5639.2578.51860.67

14▼I

/StDev23.1523.14718.5410,91984

15▼

16▼1Germany9049881957

17▼2Italy821060255

18▼3France884263476

19▼4Holland9662983262

Cuiiinwriifc▼IXJIE幽V|

<Back"||NeQCancel][Help

S1MCA-P軟件己經(jīng)識(shí)別出這個(gè)例子具有觀(guān)測(cè)值的數(shù)量和名稱(chēng)以及變量的名

稱(chēng)，并將它們使用不同顏色進(jìn)行了正確的標(biāo)記。

當(dāng)你點(diǎn)擊“Next”后，工程說(shuō)明界面將打開(kāi)。你可以修改工程的名稱(chēng)和儲(chǔ)

存目錄。

勾選"UseworksetWizard”項(xiàng)，并點(diǎn)擊"Finish”

WorksetWizard

"Worksetwizard”界面打開(kāi)后，將引導(dǎo)使用者進(jìn)行工作集的建立和模型

的擬合。

選擇變量界面，可以獲得哪些變量是X變量，哪些變量是Y變量以及哪些變量需

要被排除。

如果你對(duì)變量進(jìn)行了標(biāo)記并點(diǎn)擊了“轉(zhuǎn)換(Transform)”，軟件將進(jìn)行檢查并提

供相應(yīng)的轉(zhuǎn)換公式(Log轉(zhuǎn)換)。

本例中，所有的變量均為X變量且無(wú)需進(jìn)行轉(zhuǎn)換，點(diǎn)擊“Next”

ObservationsEj回區(qū)）

Selecttheobervationsthatyouwanttouseinthemodel.

Ifyouhaveknowngroupsofobservationsyoucandividetheob$eivationsintoclasses.

Observations:16zIncluded:16zSelected:0

PrimaryIDClass

Include

?1…

…

?2Exclude

?3—

?4—

?5I.

?6

?7

?8

?9

?10

?11—

?12I.

?13—

?14—

?15…

?16???

Findandselect:Setclass:

□Asmodel:

FindClass:SetclassfromObsID:v叵v

UseAdvancedMode<BackNext>CancelHelp

在這個(gè)界面中，你可以選擇你所需要的觀(guān)測(cè)值（排除你不需要的觀(guān)測(cè)值）或?qū)⒂^(guān)

測(cè)值分為數(shù)據(jù)類(lèi)。數(shù)據(jù)類(lèi)設(shè)置通過(guò)觀(guān)測(cè)值的ID｛使用一個(gè)選擇的任何一個(gè)觀(guān)測(cè)

值1D）自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)類(lèi)的設(shè)置。

本例通過(guò)使用主成分分析（PCA）得到一個(gè)數(shù)據(jù)表的綜述，所有的觀(guān)測(cè)值均被包

含在內(nèi)并未進(jìn)行數(shù)據(jù)類(lèi)的指定。點(diǎn)擊“Next”打開(kāi)一個(gè)簡(jiǎn)要說(shuō)明界面.，點(diǎn)擊

“Finish”進(jìn)行模型的擬合。

SummaryEj回區(qū)

Summary

Themodelyouha<jespecifiedisaPCAmodel(itdoesnothaveY-

variables).

Themodelhas20X-variablesand16observations.

Themodelwillbeautomaticallyfitted

whenyoupress'Finish'.

UseAdvancedModeNext>FinishCancelHelp

分析

簡(jiǎn)要的模型擬合圖形以R2X(cum)形式和Q2(cum)形式進(jìn)行展示。

雙擊umodelsummaryline”,簡(jiǎn)要的擬合模型就以R2X(cum)和累積R2X(cum)、

Q2和Q2(cum)及固有值的形式進(jìn)行展示。食物的變量按照預(yù)期計(jì)劃的已經(jīng)被三

個(gè)新變量相互關(guān)聯(lián)并進(jìn)行了平行的簡(jiǎn)化，分?jǐn)?shù)說(shuō)明解釋說(shuō)明65%的變化。

司FOODSTutorial-M1□0?

[Wotksel..][Options...

TitlePCAalobservations

Type:PCA-XObservations(N)=16,Variables(K)=20%=20,Y=0)

Components:

AR2XR2X(cum)Eigen...Q2LimitQ2(cum)Significa...Iteration:

0Cent.

主成分和荷載值

主成分

I般

選擇Analysis/Scores/ScatterPoll”選項(xiàng)或快捷鍵■■■進(jìn)行tlvs.t2主成

分圖形的展示（系統(tǒng)默認(rèn)）。在“LabelTypes”界面，一定要選擇第二檢識(shí)符

“Onam”。

ScoreScatterPlot

Foods.M1(PCA-JQ.foodPCA

SIMCAP9.0?06m7向01:63:41PM

橢圓區(qū)域代表95%的置信區(qū)間。

主成分tl和t2（代表著分類(lèi)1和分類(lèi)2的矢量）是通過(guò)對(duì)最初所有變量進(jìn)行線(xiàn)

性回顧擬合所得到的兩個(gè)新變量，以提供一個(gè)更佳的概況信息。

最初變量的權(quán)重（weight）稱(chēng)作荷載值（pl和p2）,見(jiàn)下文。

主成分圖展示出三組國(guó)家類(lèi)型。一組是斯堪的納維亞人國(guó)家（北面），第二組是

歐洲南部的國(guó)家，第三組是分布更加廣泛的歐洲中部國(guó)家。

通過(guò)變量值對(duì)不同的觀(guān)測(cè)值（國(guó)家）進(jìn)行著色，點(diǎn)擊右鍵，打開(kāi)“properties”

窗口，依次選擇"color”“bycategories"，并且在“variable”下拉菜單卜選

擇變量（本例中選擇蒜頭garlic）。在“splitrangen窗口，輸入4。

■*roperlies0凹0

ScoresLabelTypesHemSelectionColor

Coloringtype:byCategoriesv□SizeDMod<

Data:Variable:ColorRange:

OK||Cancel][Apply][Help]

如果想要按照需要進(jìn)行“splitrange”的修改，點(diǎn)擊右側(cè)的文本框。

BScoreScatterPlotBBE3

Foods.MI(PCA-X),foodPCASeries(VariableGarlic)

tliyt[2]

卜Missing

ColoredaccordingtovalueinvariableGarlic

1OutsideBelowRange

OutsideAboveRange

，5-26.5

26.5-48

48-695

'69.5-91

SMCAP95-06?7A)10220:10E

南北方的歐洲國(guó)家蒜頭的食用量存在著明顯的區(qū)別。

荷載值

u

選擇Analysis/Loading/ScatterPlot”來(lái)顯示荷載值plvs.p20

荷載值是結(jié)合了X變量主成分（t）的X變量的權(quán)重值。這個(gè)圖形體現(xiàn)了哪些變

量描述國(guó)家之間的相似處和不同處。

HLoadingScatterPlotI-回工

Foods.M1(PCA-X),foodPCA

p1/p2

0.409/界息

0.30

▲Fro_Veg

0.20▲GrCoffe

*InPotat

0.10

AMargarine▲Tea

0.00

AButter

aJam&Ti_Soup

-0.10▲OliveOilABiscuits

*Oranges

-0.20AGaric▲Ti

AApples

-0.30

4Youdiurt__

<Pa_Soup

-0.40<lnsFCoffe

0.200.30

SIMCAP0.0-06m7ml02:25:01PK.

斯堪的納維亞人國(guó)家主要吃脆面包(crispbread)A凍魚(yú)(frozenfish)和蔬

菜(vegetables),而南方的歐洲國(guó)家主要吃蒜頭(garlic)和橄欖油(oliveoil),

中部的歐洲國(guó)家(尤其是法國(guó))消費(fèi)大量的酸奶酪(yogurt)。

第三分類(lèi)

主成分圖(tlvs.t3)和荷載圖(plvs.p3)o第三分類(lèi)解釋數(shù)據(jù)中13.8%的

變化，并且主要體現(xiàn)英國(guó)和愛(ài)爾蘭兩國(guó)茶葉(tea)、果醬(jam)、罐頭湯(canned

soup)的高消費(fèi)情況。

HScoreScatterPlot口回田

Foods.MI(PCA-X),foodPCASenes(variableJam)

ColoredaccordingtovalueinvariableJamMissing

OutsideBelowRange

OutsideAboveRange

16-28.5

28.5-41

41-53.5

53.5-66

66-78.5

78.5-91

CIMCAP9.0-0SZD7/D102:01:20PM

小結(jié)

總而言之，一個(gè)擁有三個(gè)主要的潛在變量數(shù)據(jù)的三分類(lèi)模型描述了所要調(diào)查的歐

洲國(guó)家之前主要的食品消費(fèi)的差異。

這個(gè)例子展示了通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的PC模型擬合可以得到了原始數(shù)據(jù)表的一個(gè)概要

信息。使用者應(yīng)該使用自己的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更多的嘗試。

LKAB車(chē)間礦物分類(lèi)

介紹

下面的例子來(lái)源于瑞典的一個(gè)礦物分類(lèi)車(chē)間。是由LKAB公司調(diào)研工程師

KentTano負(fù)責(zé)這項(xiàng)調(diào)查。

在這個(gè)過(guò)程中，原鐵礦將通過(guò)多項(xiàng)研磨措施分為優(yōu)質(zhì)材料（＜100mm,50%Fc）。

研磨結(jié)束后，這些材料將通過(guò)磁性分離器經(jīng)多個(gè)步驟進(jìn)行分類(lèi)并集中。分離

流程被分為多條平行的流水線(xiàn)，并且這里還有著反饋系統(tǒng)，以獲得高含量鐵。

被集中的材料將被分為兩個(gè)部分，一個(gè)部分（PAR）用于送往進(jìn)行浮動(dòng)史理,

另一個(gè)部分（FAR,優(yōu)質(zhì)）以鐵礦石形式進(jìn)行出售。所有的這些產(chǎn)品均需要

含有很高的鐵含量。

十二項(xiàng)工序因素被指定。這些因素里，有二個(gè)重要因素被用于建立統(tǒng)計(jì)學(xué)設(shè)

計(jì)（RSM）o每個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均由6個(gè)反應(yīng)變量進(jìn)行衡量，每個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)均收集

了許多觀(guān)測(cè)值。

這個(gè)工序配備了一個(gè)帶有SuperView900數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的ABBMaster系統(tǒng)。

從ABB系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)移至個(gè)人電腦中，棄使用STMCA-P軟件進(jìn)行模型數(shù)

據(jù)處理。建立的模型再轉(zhuǎn)移回SuperView系統(tǒng)中并對(duì)工序進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)（預(yù)

測(cè)值、主成分和荷載圖）。這項(xiàng)調(diào)查開(kāi)展于1992年。該工序的多變量在線(xiàn)控

制方法至今仍在使用，并能取得十分好的產(chǎn)品質(zhì)量結(jié)果。

數(shù)據(jù)描述

以下是變量和觀(guān)測(cè)值的描述。

變量

18個(gè)變量的信息均被收集。

工序變量（X）

ExplanationAbbr.RSM

1TotalloadTONINDesign

2Loadofgrinder30KR30IN

3Loadofgrinder40KR40IN

4PARmullPARM

5Velocityofseparator1IIS1Design

6Velocityofseparator2HS2Design

7Effectgrinder30PKR30

8Effectgrinder40PKR40

9OrewasteGBA

10Loadofseparator3TONS3

11WastefromgrindingKRAVF

12TotalwasteTOTAVF

因變量（Y）

ExplanationAbbr.

13Amountofconcentratetype1PAR

14Amountofconcentratetype2FAR

15Distributionoftype1and2r-FeFAR

16Iron(Fe)inFAR%FcFAR

17Phosphor(P)inFAR%PFAR

18Iron(Fe)inrawore%Femalm

觀(guān)測(cè)值

一個(gè)包含231個(gè)觀(guān)測(cè)值的小集合用于模型的建立.每一個(gè)觀(guān)測(cè)值均有一個(gè)和數(shù)據(jù)

采集時(shí)間相關(guān)的名稱(chēng)。

數(shù)據(jù)表

收集的數(shù)據(jù)見(jiàn)表1（略）。

這項(xiàng)研究的目的是為了調(diào)查工序變量與描述最終產(chǎn)品質(zhì)量的6個(gè)輸出變量之間

的聯(lián)系。

離線(xiàn)分析

因變量概述

一個(gè)因變量PC模型的建立是為了了解：

?囚變量之間及因變量與觀(guān)測(cè)值之間存在何種聯(lián)系。

?觀(guān)測(cè)值之間的相似處和不同處及是否有異常值。

?變量的闡述能力。

工序條件與因變量之間的聯(lián)系

?了解并闡述工序變量與因變量之間的聯(lián)系。

?預(yù)測(cè)新的工序條件的輸出值。

S1MCA-P操作步驟

?工程定義：錄入最初的數(shù)據(jù)集

?數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（工作集菜單）。

指定哪些變量是是X變量（自變量）和哪些變量是Y變量（因變量）。

擴(kuò)展X變量范圍（通過(guò)對(duì)三個(gè)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行平方和“crossterms”運(yùn)算）。

?模型擬合，首先進(jìn)行PC-Y模型擬合，再進(jìn)行PLS模型擬合，并對(duì)擬合過(guò)

程進(jìn)行復(fù)核（分析菜單）。

?精化模型（通過(guò)移除異常值）（工作集菜單）。

?使用PLS模型進(jìn)行預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)菜單）。

工程建立

啟動(dòng)SIMCA-P軟件，并通過(guò)點(diǎn)擊“FILE/NEW”錄入數(shù)據(jù)。

%SIMCA-P+-[C:\F\UMETRI\simca11\testing\reguld

FileEditViewDatasetWorksetAnalysisPredictionsPl

DNew...

百Open...

Close

Delete

Import

GenerateH'MLReport...

CreateBatciLevelProject...

CreateBatciLevelSecondaryDatasets...

SwitchBatchLevel

ConfigureBatchProjectforOn-Line...

PrintSetup.,,

■PrintPreview

昌Print...Ctrl+P

Encrypt...

CornpactProjectFile...

找到數(shù)據(jù)集(SOVR.XLS)

如果你有SIMCA-P'軟件，選擇“radiobutton”去建立一個(gè)正態(tài)SIMCA-P工程并

點(diǎn)擊“Next”。

ImportDataWizard2d

TheImportDataWizardwillguideyouthroughthestepstocreateanewproject.

Pleaseselecttheprojecttypeendclick'Next'tocortinue.

廿SIMCA-PProjeci

CreXeanormalSIMCA-Pproject

「SIMCA-PBalchProtect

Createap?o(ecttomodelbatchdataandmodelsforonlinepcedicbcnwih

SIMCA-BatchOn-Line

Convcl

J

ImportDataWizard

If<>||Thespreadsheetshowsthecdofcodeddataset.Usethearrowsonthespreadsheetbuttonsorthe

formaUingbuUonstoformatthespreadsheet.

“.J&Jin.

VanaoieIDS

Primar▼|Secon▼45|▼