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...@@ -5,25 +5,9 @@ date: "28 juin 2018" ...@@ -5,25 +5,9 @@ date: "28 juin 2018"
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Le 27 Janvier 1986, veille du décollage de la navette _Challenger_, eu
lieu une télé-conférence de trois heures entre les ingénieurs de la
Morton Thiokol (constructeur d'un des moteurs) et de la NASA. La
discussion portait principalement sur les conséquences de la
température prévue au moment du décollage de 31°F (juste en dessous de
0°C) sur le succès du vol et en particulier sur la performance des
joints toriques utilisés dans les moteurs. En effet, aucun test
n'avait été effectué à cette température.
L'étude qui suit reprend donc une partie des analyses effectuées cette
nuit là et dont l'objectif était d'évaluer l'influence potentielle de
la température et de la pression à laquelle sont soumis les joints
toriques sur leur probabilité de dysfonctionnement. Pour cela, nous
disposons des résultats des expériences réalisées par les ingénieurs
de la NASA durant les 6 années précédant le lancement de la navette
Challenger.
# Chargement des données # Chargement des données
Nous commençons donc par charger ces données: Nous commençons par charger ces données:
```{r} ```{r}
data = read.csv("shuttle.csv",header=T) data = read.csv("shuttle.csv",header=T)
...@@ -36,29 +20,18 @@ température (en Farenheit) et la pression (en psi), et enfin le ...@@ -36,29 +20,18 @@ température (en Farenheit) et la pression (en psi), et enfin le
nombre de dysfonctionnements relevés. nombre de dysfonctionnements relevés.
# Inspection graphique des données # Inspection graphique des données
Les vols où aucun incident n'est relevé n'apportant aucun information
sur l'influence de la température ou de la pression sur les
dysfonctionnements, nous nous concentrons sur les expériences où au
moins un joint a été défectueux.
```{r}
data = data[data$Malfunction>0,]
data
```
Très bien, nous avons une variabilité de température importante mais *Les vols où aucun incident n'est relevé n'apportant aucun information sur l'influence de la température ou de la pression sur les dysfonctionnements, nous nous concentrons sur les expériences où au moins un joint a été défectueux.*
la pression est quasiment toujours égale à 200, ce qui devrait
simplifier l'analyse. **Cette hypothèse pose problème, en effet on masque le fait qu'il y a plus d'observations avec des températures élevées et on crée donc uin biais !! A chaque fois que la température a été inférieur à 65 il y a eu au moins 1 incident comme on peut le voir sur la figure ci dessous**
Comment la fréquence d'échecs varie-t-elle avec la température ? Comment la fréquence d'échecs varie-t-elle avec la température ?
```{r} ```{r}
plot(data=data, Malfunction/Count ~ Temperature, ylim=c(0,1)) plot(data=data, Malfunction/Count ~ Temperature, ylim=c(0,1))
``` ```
À première vue, ce n'est pas flagrant mais bon, essayons quand même
d'estimer l'impact de la température $t$ sur la probabilité de
dysfonctionnements d'un joint.
# Estimation de l'influence de la température # Estimation de l'influence de la température
Supposons que chacun des 6 joints toriques est endommagé avec la même Supposons que chacun des 6 joints toriques est endommagé avec la même
...@@ -75,13 +48,10 @@ logistic_reg = glm(data=data, Malfunction/Count ~ Temperature, weights=Count, ...@@ -75,13 +48,10 @@ logistic_reg = glm(data=data, Malfunction/Count ~ Temperature, weights=Count,
summary(logistic_reg) summary(logistic_reg)
``` ```
L'estimateur le plus probable du paramètre de température est 0.001416 On voit d'après les résultats de la régression logistique qu'une température plus faible est associée à un risque accru d'incident.
et l'erreur standard de cet estimateur est de 0.049, autrement dit on
ne peut pas distinguer d'impact particulier et il faut prendre nos
estimations avec des pincettes.
# Estimation de la probabilité de dysfonctionnant des joints toriques # Estimation de la probabilité de dysfonctionnant des joints toriques
La température prévue le jour du décollage est de 31°F. Essayons Or la température prévue le jour du décollage est de 31°F. Essayons
d'estimer la probabilité de dysfonctionnement des joints toriques à d'estimer la probabilité de dysfonctionnement des joints toriques à
cette température à partir du modèle que nous venons de construire: cette température à partir du modèle que nous venons de construire:
...@@ -89,36 +59,22 @@ cette température à partir du modèle que nous venons de construire: ...@@ -89,36 +59,22 @@ cette température à partir du modèle que nous venons de construire:
# shuttle=shuttle[shuttle$r!=0,] # shuttle=shuttle[shuttle$r!=0,]
tempv = seq(from=30, to=90, by = .5) tempv = seq(from=30, to=90, by = .5)
rmv <- predict(logistic_reg,list(Temperature=tempv),type="response") rmv <- predict(logistic_reg,list(Temperature=tempv),type="response")
rmv
```
La probabilité de défaillance d'est donc de $p=0.8343$ d'aprèss le modèle.
```{r}
plot(tempv,rmv,type="l",ylim=c(0,1)) plot(tempv,rmv,type="l",ylim=c(0,1))
points(data=data, Malfunction/Count ~ Temperature) points(data=data, Malfunction/Count ~ Temperature)
``` ```
Comme on pouvait s'attendre au vu des données initiales, la On voit que les températures faibles (autour de 31°F) sont associées à des risques très élevé d'après le modèle.
température n'a pas d'impact notable sur la probabilité d'échec des
joints toriques. Elle sera d'environ 0.2, comme dans les essais
précédents où nous il y a eu défaillance d'au moins un joint. Revenons
à l'ensemble des données initiales pour estimer la probabilité de
défaillance d'un joint:
```{r} ```{r}
data_full = read.csv("shuttle.csv",header=T) data_full = read.csv("shuttle.csv",header=T)
sum(data_full$Malfunction)/sum(data_full$Count) sum(data_full$Malfunction)/sum(data_full$Count)
``` ```
Cette probabilité est donc d'environ $p=0.065$, sachant qu'il existe Sachant qu'il existe un joint primaire et un joint secondaire sur chacune des trois parties du
un joint primaire un joint secondaire sur chacune des trois parties du
lançeur, la probabilité de défaillance des deux joints d'un lançeur lançeur, la probabilité de défaillance des deux joints d'un lançeur
est de $p^2 \approx 0.00425$. La probabilité de défaillance d'un des est de $p^2 \approx 0.696$. La probabilité de défaillance d'un des
lançeur est donc de $1-(1-p^2)^3 \approx 1.2%$. Ça serait vraiment lançeur est donc de $1-(1-p^2)^3 \approx 97%$. L'échec était donc extremement probable.
pas de chance... Tout est sous contrôle, le décollage peut donc avoir \ No newline at end of file
lieu demain comme prévu.
Seulement, le lendemain, la navette Challenger explosera et emportera
avec elle ses sept membres d'équipages. L'opinion publique est
fortement touchée et lors de l'enquête qui suivra, la fiabilité des
joints toriques sera directement mise en cause. Au delà des problèmes
de communication interne à la NASA qui sont pour beaucoup dans ce
fiasco, l'analyse précédente comporte (au moins) un petit
problème... Saurez-vous le trouver ? Vous êtes libre de modifier cette
analyse et de regarder ce jeu de données sous tous les angles afin
d'expliquer ce qui ne va pas.
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