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前田博士用MATLAB获胜!

有人说很难做出预测。

不正确的。

但让准确的预测……好吧,这很难。即便如此,有些过程还是很有价值的,即使是一个糟糕的预测也能值很多钱。如果你能将目前的最佳预测提高一点点,就能对你的业务产生很大的影响。

例如,这里有一些值得事先了解的事情。

  • 那个飞机引擎能用多久?
  • 那台机床什么时候会坏掉?
  • 这个锂离子电池的电量能持续到我回家吗?

你可以很容易地想象为什么人们如此关心这些。日本一个名为ISID(国际电通信息服务有限公司)的组织在过去几年里一直在举办一项数据科学竞赛,而这些正是最近三次挑战的主题。今天,我想和你们分享一个日本MATLAB用户的故事,他在最近的这些比赛中获胜(并列第一名)。他是JFE钢铁公司的Takafumi Maeda博士,他接受了日本MathWorks办公室的井上道夫的采访。这篇采访最初发表在日语博客上的MATLAB中心

采访前田博士

问:前田博士,感谢您在百忙之中接受采访。首先,请简单介绍一下你自己。也请告诉我们你的MATLAB经验。

答:你好!我叫前田高文,在一家制造企业的研究所工作。

从本科开始,我已经使用MATLAB超过15年了。我非常喜欢MATLAB,它一直陪伴着我!我对传感器信号处理和数据分析感兴趣,我也对处理研究论文和专利的文本分析感兴趣。工作之余我最喜欢的是健身房的芭蕾。过去五年我一直喜欢芭蕾,因为它主要是基础的barre课程,没有什么高难度动作。我在电脑前工作的时候经常弯腰,这让我的姿势变差了,但是芭蕾的好姿势让我感觉好多了!

问:我不知道你也是芭蕾舞演员!你通常用MATLAB做什么?

答:我通常在做预测制造设备异常的研究。我使用MATLAB分析设备的前控制器和传感器存储的数据,并创建诊断算法。

我开始使用MATLAB是在大二的时候,当时我在上机械动力学数值分析的课。作业是用龙格-库塔方法求解弹簧、质量点和阻尼系统结构的振动波形。我记得它是如此的困难,我不得不让一个朋友告诉我如何解决它。当我还是学生的时候,我只知道C或微型计算机的汇编程序,所以我对MATLAB用短代码进行矩阵计算的能力印象深刻。

在加入公司的前两年,我使用Simulink进行基于模型的开发,为电机产品创建仿真,从那时起,我在过去的六年里一直从事金宝app数据分析工作。下载188bet金宝搏

问:祝贺你赢得了数据分析挑战赛!这是你第二次参加吗?你经常参加比赛吗?你的公司文化允许你参加比赛吗?还有其他人参加比赛吗?

A.这是我第三次参加比赛了。我总是秘密参加,但我的同事通过ISID的电子邮件发现了,我们一起秘密参加(lol)。

问:第三次了,对不起!能和同事们一起参与一定很有趣。你是怎么参与进来的?

答:2019年左右,你跟我说过这个比赛。起初,我很难预测喷气发动机的故障,因为数据量太大,而且由于我的PC的规格,处理数据需要很长时间。我参加了第一届,很喜欢,现在我每年都参加,以提高我的技能。

问:在开发预测模型时,您是否考虑或注意了哪些要点?

答:2021年ISID的竞赛是预测可充电电池的寿命,以及在达到寿命终点之前还需要充电多少次。我们得到了充电电流/电压和放电电流/电压等数据,因此我们将电流和电压相乘,以可视化每个周期的电池容量。可视化显示,电池容量会随着每次循环而减少,因此我们在考虑数据的物理意义的同时创建了一个模型。

我使用了一个类似的模型,基于预测性维护工具箱的剩余寿命预测的例子。

在将电压和电流的原始波形转换为剩余寿命的数值时,涉及到几个数学方程。我决定使用线性回归,因为最好有一个可以直观解释的模型来调整预期的剩余寿命结果。如果您将训练数据、测试数据和它们的回归曲线放在一个图中,您可以直观地比较更改过滤器时是否合理等等。

问:我很高兴听到你用MATLAB的例子作为参考。你在演讲中提到你使用MATLAB来参加比赛。在MATLAB中有什么有用的吗?

答:我使用Live Editor进行数据分析。通过同时查看代码和图表,我可以在图表附近写下我的发现。我可以思考这个和那个,然后迅速而周到地工作。我还发现,使用脚本上的鼠标来放大我想要查看的图表部分是很有帮助的。

随着我的工作,代码变得越来越长,我想把它转换成一个函数,但我可以通过拖动它来选择我想转换成函数的代码部分,然后一键将它转换成一个函数,所以我可以编写易于阅读的代码。自从MATLAB的实时编辑器问世以来,我觉得我的工作效率提高了。

问:我听说你们举办了一个关于MATLAB的内部研讨会。事情进展如何?

答:我们收到了向新员工和从其他办公室临时来到实验室的员工介绍MATLAB的请求。我向他们介绍了一个事实,即导入数据并将其可视化为图形是很容易的,并让他们尝试在web浏览器中运行的教程(MATLAB Onramp),以将其识别为快速数据分析的工具。

问:前田先生,对于如何熟练使用MATLAB,你有什么建议吗?比如,如果你在使用它时遇到困难该怎么办?

答:起初,即使是最简单的数据分析我也会遇到麻烦。当我开始电机分析时,我收到了来自办公室的大量数据,我没有足够的时间来手动处理这些数据,所以我在及时完成报告时遇到了麻烦。

当我遇到困难时,我请我的前辈和MathWorks的人教我如何使用它,我掌握了它的窍门。从课程中期开始,我开始使用MATLAB Answers来提问,现在我通过参考示例来编写代码。我认为掌握的关键是在实际工作中使用时,仔细思考如何快速有效地处理。

问:我记得我曾经回答过Maeda-san关于MATLAB Answers的帖子。

是的,非常感谢你之前的回答。回想四年前真是太怀旧了。我认为MATLAB是一个很好的产品,我想继续使用它。

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