JMP在佐治亞理工學(xué)院科研和教學(xué)中的應(yīng)用

　　佐治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology)是美國頂尖的理工類高等學(xué)府之一，該校的航空航天和工業(yè)工程/制造工程等專業(yè)在美國大學(xué)中首屈一指。佐治亞理工學(xué)院下屬的航空系統(tǒng)設(shè)計實驗室(Aerospace Systems Design Laboratory，以下簡稱ASDL)更是承擔(dān)了眾多的重大科研項目，如幫助國會制定登陸月球、火星的預(yù)算，幫助美國空軍研發(fā)時速最快、航程最遠(yuǎn)的新一代戰(zhàn)斗機，幫助航空制造公司攻克設(shè)計超音速商用飛機的技術(shù)壁壘等等。

　　航空航天的系統(tǒng)設(shè)計非常復(fù)雜，交互影響的作用非常關(guān)鍵，因此，合作規(guī)劃比其他的工程學(xué)科更加重要——而這正是ASDL所需要做、而且只有它才能做的工作，佐治亞理工學(xué)院在全球范圍內(nèi)在該領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

　　為了有效地協(xié)助政府、軍事、企業(yè)等不同類型的組織研制出世界最先進的航空航天工程系統(tǒng)，提高安全性，降低飛行成本和環(huán)境污染，ASDL主任Dimitri Mavris、Michelle Kirby和他的團隊潛心研究，最終選擇使用最先進的六西格瑪軟件暨質(zhì)量管理軟件JMP作為實驗室在統(tǒng)計分析領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)工具，協(xié)助研究人員實現(xiàn)上述目標(biāo)。

　　Mavris最早接觸JMP是在一個偶然的機會中看到了JMP軟件在生命科學(xué)領(lǐng)域的一次演示，他立刻被JMP強大的可視化功能所震撼，敏感的他聯(lián)想到JMP的交互性分析和數(shù)據(jù)可視化功能其實完全可以應(yīng)用在航空航天的復(fù)雜系統(tǒng)中，指引他的團隊開展實驗。而且，這樣就不用再花費精力自行開發(fā)什么分析工具，或者再試用和比較其他同類軟件了。Mavris發(fā)現(xiàn)，JMP比他們之前所用過的所有工具都要強大百倍。

　　為了充分發(fā)揮JMP的圖形化優(yōu)勢，ASDL還前所未有地為JMP創(chuàng)建了一個特殊的使用環(huán)境：用12個屏幕拼建了一個10英尺高、18英尺寬的巨幅多媒體墻。為什么要這么大?因為模型中的變量數(shù)很多，只有這樣的巨幅顯示屏才會讓所有的研究人員看清和理解整個系統(tǒng)模型，而且不需要翻頁。

　　不少基于物理學(xué)的動態(tài)計算模型(例如來自美國宇航局NASA的模型)都非常昂貴，不能輕易地運行實驗。怎樣才能改變需要幾個小時才能執(zhí)行一次物理實驗的傳統(tǒng)模式，輕輕松松就能改變研究選項呢?答案就是：替代模型!這種方法可以用來替代昂貴的物理模型、獨特的數(shù)學(xué)模型或者是計算機模擬。

　　實際上，替代模型已經(jīng)成為ASDL大型保密性項目的溝通工具。因為在這種項目中，所有工程技術(shù)參數(shù)的共享是非常困難的，而替代模型就成了一種分享信息的安全手段。而且這些模型不能被反向提取工程參數(shù)，所以就避免了政策上的糾紛和爭執(zhí)。有時侯，如果研究的對象已經(jīng)多年未曾生產(chǎn)，工程師們就不能局限于當(dāng)前所能看到的技術(shù)參數(shù)值。相反，他們應(yīng)當(dāng)將這些參數(shù)從常數(shù)改為變量，而總體規(guī)劃師也應(yīng)當(dāng)知道未來的變化會如何。

　　在具有大量數(shù)據(jù)和變量的條件下，替代模型可以讓研究人員看到總體情況而不僅僅是一些局部細(xì)節(jié)，從而加速了項目進程。所以，目前都是先運行替代模型，然后再運行規(guī)模更大、精度也更高的數(shù)學(xué)模型。

　　ASDL中的另一個重要的建模工具是過濾的蒙特卡羅模擬。一個典型的例子是JMP曾經(jīng)被用在一個包括空軍攻擊機和防空保護系統(tǒng)的軍事目標(biāo)模擬中。這個軍事目標(biāo)模擬的目的是觀察武器系統(tǒng)是如何滲透到目標(biāo)的，以及成功系統(tǒng)具有哪些特點。這項研究的難點是如何能夠快速地進行概率分析以及如何將復(fù)雜的多維結(jié)果可視化。

　　在JMP軟件中的替代統(tǒng)計模型和過濾的蒙特卡羅模擬這兩個關(guān)鍵技術(shù)工具的協(xié)助下，推薦方案的有效性被快速驗證，成百上千種備選方案最終只剩下不到十種。然后再用多維散點圖矩陣圖形化展示所有的可能性，最終找到最令人滿意的答案。

　　ASDL主任Dimitri Mavris不無感慨地說：“我們的每一個新產(chǎn)品，每一次突破都來自于JMP。”Michelle Kirby也給予JMP很高的評價：“航空航天系統(tǒng)的早期設(shè)計非常重要，我們需要權(quán)衡很多因素和方案的利弊，而JMP是實現(xiàn)這一切的關(guān)鍵所在。”

　　另外值得一提的是，探索性數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)(EDA)軟件JMP除了在科研領(lǐng)域?qū)ψ糁蝸喞砉W(xué)院的貢獻卓著外，在日常教學(xué)領(lǐng)域同樣表現(xiàn)不凡。

　　以前，企業(yè)管理人員總覺得大學(xué)畢業(yè)生缺少某些企業(yè)所需要的素質(zhì)。佐治亞理工學(xué)院決心改變這種局面，在1992年啟動的ASDL還有一個重要目的，就是將教育與產(chǎn)業(yè)、科學(xué)與工程聯(lián)系起來，尤其注重具體的設(shè)計和制造。學(xué)生入學(xué)的時候可能僅僅是個推動力學(xué)或流體學(xué)專家，但畢業(yè)時將會成為更有價值的系統(tǒng)集成專家。政府和企業(yè)每年都愿意為ASDL投入800多萬美元，就是因為ASDL不僅僅是在花錢，更重要的是它培養(yǎng)了新一代的工程師。而JMP軟件也沒有停留在實驗室里，幾乎所有在這里完成研究生學(xué)業(yè)的學(xué)生都了解和掌握了JMP軟件的應(yīng)用方法和技巧，并利用他們?yōu)槠髽I(yè)和社會源源不斷地創(chuàng)造更多價值。