Data Quality Guidance를 이용한 업그레이드

소개

Mastersizer 3000 및 Mastersizer 3000E를 비롯한 모든 레이저 회절 시스템 사용자는 획득하는 데이터의 품질에 영향을 주는 수많은 요인이 있다는 점을 알고 있습니다. 이러한 각 요인을 통제하는 데 적절한 주의를 기울이지 않으면 데이터 품질 문제가 발생하여 측정된 입도 분포(PSD)의 정확성과 신뢰성에 영향을 줄 수 있습니다.

레이저 회절을 통한 입도 분석의 방법 개발 및 측정 설정의 모범 사례에 대한 교육을 받는 것은 매우 중요합니다. Malvern Panalytical은 이러한 점을 염두에 두고 Mastersizer 사용자에게 사용자 교육 및 교육 자료를 제공합니다. 이러한 학습을 보강하고 지속적인 지원을 제공하는 것도 사용자가 PSD 데이터 작업에 대해 확신하고 자체 데이터 품질 문제를 파악할 수 있도록 하는 데 매우 중요합니다.

그러나 모든 교육 과정과 마찬가지로 그 성공은 장비 운영자가 학습 내용을 유지하고 교육 자료를 활용했는지에 달려 있습니다. 마찬가지로, 교육받은 직원의 이직은 조직 내 전반적인 기술 수준 및 지식 감소로 이어질 수 있습니다.

그렇다면 입도 분석 소프트웨어에 모범 사례와 지속적인 지원을 내장하는 것은 어떨까요?

Malvern Panalytical은 이제 새로운 소프트웨어 애드온인 Data Quality Guidance를 통해 Mastersizer 3000 및 Mastersizer 3000E Extended에서 바로 그 일을 해냈습니다.

Data Quality Guidance를 구매하면 라이센스 키를 제공하여 사용자가 최상의 데이터 품질을 확보할 수 있도록 지원하는 새 기능을 사용할 수 있습니다. 이 기술 노트에서는 Mastersizer 3000 Full/Extended 소프트웨어의 버전 4.1과 관련된 예제와 함께 이 새로운 기능을 요약합니다.

소개

그렇다면 입도 분석 소프트웨어에 모범 사례와 지속적인 지원을 내장하는 것은 어떨까요?

Malvern Panalytical은 이제 새로운 소프트웨어 애드온인 Data Quality Guidance를 통해 Mastersizer 3000 및 Mastersizer 3000E Extended에서 바로 그 일을 해냈습니다.

Data Quality Guidance는 무엇을 개선합니까?

버전 4.1 내에서 Mastersizer 3000 Full/Extended 소프트웨어 Data Quality Guidance에 의한 개선 사항은 표 1에 요약되어 있습니다.

Data Quality Guidance 라이센스가 있는 경우 주요 변경 사항은 다음과 같습니다.

Measurement Manager 창의 새 Data Quality 탭 소개(그림 1의 1)
Background 데이터 품질 보고의 개선 (그림 1의 2)
데이터 품질 보고의 원인 및 해결책 설명 제공(그림 1의 3)

또한 Mastersizer 3000 Full/Extended 소프트웨어의 버전 4.1은 Data Quality Guidance 라이센스 보유 여부와 상관없이 모든 사용자에게 데이터 품질 기능을 제공합니다. 이러한 변경 사항은 모든 사용자를 위해 Mastersizer 3000 Full/Extended 소프트웨어의 사용 편의성을 향상시키지만, Data Quality Guidance 라이센스를 보유한 경우에 특히 유용합니다. 이러한 기능은 다음과 같습니다.

측정 후 데이터 품질 보고 변경 사항(그림 1의 4)
수동 %RSD 확인(그림 1의 5)

[DQG 기술 노트 그림 1.png] DQG 기술 노트 그림 1.png

그림 1: Data Quality Guidance에 의해 도입된 주요 변경 사항 - 주 작업 공간 창 옆의 측정 관리자 창(왼쪽)

		기존 Mastersizer 3000 Full/Extended 소프트웨어(라이센스 미포함 v4.1)	새로운 Data Quality Guidance(라이센스 포함 v 4.1)
품질 점검	Background	표준 검출기 1에서 200 미만, 검출기 20에서 20 미만, 검출기 15에서 검출기 1 미만	포괄적 Background 품질 평가를 위한 머신러닝 알고리즘(정적 및 동적) 포함, 시각적 방법으로 감지하기 어려운 문제 발견
	시료 측정	포괄적 (광차폐, 정렬, 음수 데이터, 데이터 적합성, 미세 분말 모드 적합성)	포괄적 (광차폐, 정렬, 음수 데이터, 데이터 적합성, 미세 분말 모드 적합성)
	데이터 세트 가변성	포괄적 ISO USP 수동 % RSD 한계	포괄적 ISO USP 수동 % RSD 한계
조언 정보	원인	표준 조언이 한 가지 원인에만 제한됨	더 명확하고 유익함 사용자는 모든 잠재적 원인을 볼 수 있음 가장 가능성 높은 원인을 먼저 강조하고 빠른 해결 옵션을 먼저 제공
	해상도	표준 예: “샘플이 더 많으면 재현성이 향상될 수 있습니다.”	더 명확하고 정보가 많음 예: "샘플 양을 늘리십시오."
	언제 지침이 제공됩니까?	측정 후 측정 후에만	즉시 Background 측정 후 샘플 측정 후 데이터 세트 완료 후 측정 후
사용자 상호 작용	측정 탭 사용 중	아니요	예
	보고서 탭	예	예, 가시성 향상
	추가 정보 링크	아니요	예
표 1: Data Quality Guidance에 의한 Mastersizer 3000 Full/Extended 소프트웨어 개선 사항 요약

1) Measurement Manager 창의 New Data Quality 탭

Data Quality Guidance는 Measurement Manager 창의 오른쪽에 새 탭을 소개합니다. 이 새 탭은 측정 워크플로 중에 모든 데이터 품질 정보가 제공되는 위치입니다.

이 탭은 다음에 대한 데이터 품질 정보를 표시합니다.

Background 데이터 - 적색광 배경 측정이 완료되면 이 섹션 내에 정보가 채워집니다. Background 데이터 품질이 적합한 경우 'Good'으로 표시됩니다. 그렇지 않으면 데이터 품질 문제에 플래그가 지정됩니다.
샘플 측정 - 데이터 품질 문제가 식별되면 적색광 측정 완료 시 각 개별 측정에 대한 정보가 이 섹션 내에 채워집니다. 데이터 품질 문제가 식별되지 않으면 정보가 채워지지 않습니다. 여러 데이터 품질 문제에 동시에 플래그를 지정할 수 있습니다.
데이터 세트 가변성 분석 - 측정 세트가 완료되면 이 섹션에 정보가 채워집니다. 데이터 세트에 대한 %RSD는 ISO 기준(6회 이상 측정이 수행된 경우) 및 USP 기준(7회 이상 측정이 수행된 경우)에 따라 계산되고 평가됩니다.

2) Background 데이터 품질 보고의 개선

Data Quality Guidance가 없는 경우, 배경 데이터 품질 평가는 일부 검출기에서 산란 신호 평가로 제한됩니다. 다음의 경우 불량한 배경 데이터 경고(창 또는 분산제 오염 가능성)가 표시됩니다.

검출기 15의 산란 신호가 신호 검출기 1보다 크거나,
검출기 1의 산란 신호가 200 단위보다 크거나,
검출기 20의 산란 신호가 20 단위보다 큰 경우.

Data Quality Guidance에서는 머신러닝 알고리즘을 이용한 배경 데이터 평가를 소개합니다. 동적 및 정적 데이터 평가 수행:

동적 데이터 평가: 각 검출기의 신호 변이는 배경 측정 기간 동안 실시간으로 모니터링됩니다. 검출기가 특정 임계값을 초과하는 경우 데이터 품질 경고가 트리거됩니다. 또한 기존 머신러닝은 불량한 배경과 가능성이 가장 높은 원인(예: 기포, 오염, 열 불안정성)을 식별합니다.
정적 데이터 평가: 머신러닝 알고리즘은 배경의 모양과 Background 내 피크의 크기를 평가하여 셀 윈도우의 먼지, 이전 샘플의 높은 수준 오염 또는 부정렬로 인한 문제를 식별합니다.

각 문제에 대한 가능한 원인이 나열되고(가장 가능성이 높은 순서에서 낮은 순서로), 문제 해결을 위한 따르기 쉬운 단계가 제공됩니다.

Background 측정에 대해 제공된 경고의 예는 그림 2에 나와 있습니다.

[DQG 기술 노트 그림 2.png] DQG 기술 노트 그림 2.png

그림 2: 배경 측정에 대한 경고의 예

3) 모든 데이터 품질 보고에 대한 원인과 해결책 설명 제공

Data Quality Guidance가 없으면 데이터 품질 문제의 가능한 원인 식별과 이러한 문제에 대한 해결책 제안과 관련하여 제한적인 안내만 제공됩니다.

Data Quality Guidance는 문제가 식별되는 즉시 각 문제의 가능한 원인(가장 가능성이 높은 순서에서 낮은 순서로)을 표시하고 문제를 해결하기 위해 따라하기 쉬운 단계를 제공하여 이를 개선합니다.

샘플 측정에 대해 제공된 경고의 예와 원인/해결책에 대한 관련 설명은 그림 3에 나와 있습니다.

[DQG 기술 노트 그림 3.png] DQG 기술 노트 그림 3.png

그림 3: 샘플 측정에 대한 경고의 예

4) 측정 후 데이터 품질 보고

측정 후 기록별 데이터 품질 보고서의 모양은 Data Quality Guidance 구현을 위해 다소 변경되었습니다. 이러한 변경은 Data Quality Guidance 라이센스 보유 여부와 상관없이 볼 수 있습니다.

그림 4(4.1 Full/Extended 이전 버전)와 그림 5(4.1 Full/Extended 버전, Data Quality Guidance 없음)를 비교해보면 주요 변경 사항은 다음과 같습니다.

버전 4.1은 기본적으로 원인 및 해결책 관련 정보에서 플래그가 지정된 데이터 품질 문제를 분리합니다. 해결책 관련 정보도 더 구체적입니다. 예를 들어, 데이터 적합도가 좋지 않은 경우 사용자에게 데이터 적합도, 굴절률 및 흡광 계수를 검토하도록 안내합니다.
샘플 데이터 품질이 양호한지 또는 경고가 발생하는지 표시하기 위해 추가 시각적 표시기가 제공됩니다.

[DQG 기술 노트 그림 4.png] DQG 기술 노트 그림 4.png

그림 4: 측정 후 데이터 품질 보고서(4.1 Full/Extended 이전 버전)

[DQG 기술 노트 그림 5.png] DQG 기술 노트 그림 5.png

그림 5: 측정 후 데이터 품질 보고서(Data Quality Guidance가 없는 버전 4.1 Full/Extended)

또한 Data Quality Guidance에서는 추가적인 배경 데이터 품질 정보도 보고되어 선택된 각 기록의 데이터 품질 정보에 대한 포괄적인 개요를 제공합니다(그림 6 참조). 문제, 원인 및 해결책 정보가 제공됩니다. 전반적인 데이터 품질 평가와 함께 배경 및 샘플 측정을 위해 별도의 시각적 표시기가 제공됩니다.

[DQG 기술 노트 그림 6.png] DQG 기술 노트 그림 6.png

그림 6: 측정 후 데이터 품질 보고서(Data Quality Guidance가 있는 버전 4.1 Full/Extended)

5) 수동 %RSD 확인

Mastersizer 3000 Full/Extended 소프트웨어 버전 4.1은 Data Quality Guidance 라이센스 보유 여부와 관계없이 수동 %RSD 한계를 사용하여 데이터 변동성을 평가하는 기능을 도입합니다. 이는 ISO 및 USP 기준을 평가하는 기존 기능을 보완합니다.

'수동 %RSD 탭'을 추가하여 이 작업을 수행할 수 있습니다. 세 백분위수에 대해 최대 %RSD 한계를 지정할 수 있습니다. 그림 7에 나와 있는 바와 같이 기본 백분위수는 Dv10, Dv50 및 Dv90입니다.

소프트웨어는 샘플 %RSD가 한계 미만인지(그림 7과 같이 통과) 또는 한계를 초과하는지(그림 8과 같이 실패)를 나타냅니다.

이러한 백분위수는 Dv10, Dv50 및 Dv90 이외의 다른 백분위수로 변경할 수 있습니다. 예를 들어 그림 9는 Dv20, Dv50 및 Dv80이 평가된 사례를 보여줍니다.

[DQG 기술 노트 그림 7.png] DQG 기술 노트 그림 7.png

그림 7: 수동 %RSD 확인 - Dv10, Dv50 및 Dv90에 대한 통과 결과

[DQG 기술 노트 그림 8.png] DQG 기술 노트 그림 8.png

그림 8: 수동 %RSD 확인 - Dv10, Dv50 및 Dv90에 대한 실패 결과

[DQG 기술 노트 그림 9.png] DQG 기술 노트 그림 9.png

그림 9: 수동 %RSD 확인 - 평가된 대체 백분위수