Statistische Auswertung und Darstellungsmöglichkeiten von Messdaten Seminarvortrag von Christian Gorgels im Studiengang Scientific Programming

P 2 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 3 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 4 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Motivation  Aixtron  Weltweit tätiger Maschinenbauer  Halbleiterbranche  Produktionsanlagen  Vielzahl Komponenten, die kontrolliert werden  Datenspeicherung und –auswertung  Datenauswertung  Produktionsverbesserung  Fehlererkennung

P 5 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 6 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Grundlagen zur statistischen Auswertung  Ziel  Aufbereitung großer Datenmengen  Fokussierung auf Parameter und Graphiken  Ablauf einer statistischen Datenauswertung  Planung  Erhebung  Aufbereitung  Analyse  Interpretation

P 7 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 8 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Datenaufbereitung  Standardisierung  Strukturierung  Normierung  Bereinigung  Prüfung auf Plausibilität  Korrektur oder Ausschluss fehlerhafter Daten  Wissenschaftlich arbeiten  Verfälschung durch fehlerhafte Daten wird minimiert

P 9 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 10 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Darstellung Tabellen  Beispiel: Schulstatistik: Alter von 25 Schülern*  Urliste  Gemessene Daten hintereinander  Geordnete Stichprobe  Daten der Größe nach sortiert *[May06, Beispiel 4.1]

P 11 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Darstellung Tabellen  Häufigkeitstabelle  Absolute bzw. relative Häufigkeiten der gleichen Merkmalsausprägungen  Summenhäufigkeit  Kumulierung der absoluten bzw. relativen Häufigkeiten

P 12 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Darstellung Diagramme  Punktdiagramm  Information über Abhängigkeiten durch Muster der Punkte  Liniendiagramm  Funktioneller Zusammenhang zweier Merkmale

P 13 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 14 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Parameter Lagemaße  Arithmetisches Mittel  Empfindlich gegen Ausreißer  Gewichtetes Mittel  Bei ungleichen Abständen zwischen Messreihen

P 15 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Parameter Lagemaße  Quantile  Teilung: Anteil p kleiner x p und Anteil 1-p größer als x p.  Median  Robust gegen Ausreißer

P 16 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Parameter Streuungsmaße  Spannweite  Empfindlich gegen Ausreißer  Quantilsabstand  Innerhalb liegen 100*(1-2p)%

P 17 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Parameter Streuungsmaße  Varianz  Mit Mittelwert   Standardabweichung  Wurzel aus Varianz  Gewichtete Varianz  Abstand zwischen Messpunkten ungleich

P 18 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 19 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels  Hardwarekomponenten durch I/O- Karten über eine SPS gesteuert  Server mit Steuerungssoftware AIXACT  Clients als User- Interface Anlagensteuerung Aufbau der Anlagen

P 20 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Anlagensteuerung Aufbau der Software AIXACT

P 21 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Anlagensteuerung Bedienkonzept  Beschichtungsprozess sehr komplex  Steuerung der Hardware- Bauteile  Manuell über GUI  Selbst geschriebenes Programm (Rezept)  Rezept  Enthält Steuerbefehle für die Anlage  Besteht aus aneinander gereihten Schritten  Steuerung der Temperatur-, Druck- und Materialflussregelung  Trend zur Automatisierung

P 22 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 23 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Herkunft der Daten  Datalogger  Ist- und Sollwerte aller Devices  Alarmmeldungen  Aktionen, die an den Devices ausgeführt werden  Archivdaten  Werden aus den Datalog- Dateien erzeugt  Immer verfügbar  Rezeptdaten  Archivdaten  Generierung automatisch nach Rezeptende

P 24 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 25 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Darstellung der Daten

P 26 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 27 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Statististische Datenauswertung

P 28 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Inhalt  Motivation  Grundlagen zur Datenanalyse  Grundlagen zur statistischen Auswertung  Datenaufbereitung  Darstellung  Parameter  Datenauswertung im „Analyser“  Anlagensteuerung  Herkunft der Daten  Darstellung der Daten  Statistische Datenauswertung  Fazit/ Ausblick

P 29 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Fazit/ Ausblick  Fazit  Möglichkeiten der statistischen Auswertung  Möglichkeiten der Darstellung von Messwerten  Veranschaulichung am Beispiel des „Analyser“  Ausblick  Analyse von Messdaten im Hinblick auf das Prozessergebnis  Gute von schlechten Prozessläufen unterscheiden

P 30 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Fragen? Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.

P 31 Confidential ▪ Proprietary Seminarvortrag Christian Gorgels Literatur Die wichtigsten Quellen sind:  AIXTRON SE: AIXACT Software – Basisanleitung , Oktober 2011  Mayer, Prof Dr. H.: Beschreibende Statistik. HANSER, 2006  Schäfer, Prof. Dr. H.: Statistik. Version: aachen.de/global/show_document.asp?id=aaaaaaaaaabmkqx. – Vorlesungsskripthttp:// aachen.de/global/show_document.asp?id=aaaaaaaaaabmkqx  Wernecke, Klaus- Dieter: Angewandte Statistik für die Praxis. ADDISON- WESLEY, 1995