Analyser un plan factoriel fractionnaire

Estimer les effets à partir d’une fraction des combinaisons possibles de facteurs et vérifier ce qui reste confondu.

Guides · Plans d’expériences (DOE) · 5 min de lecture

Les commandes de l’application, les identifiants des feuilles de données et les valeurs des données d’exemple conservent leur forme d’origine. Les captures d’écran, graphiques et fichiers à télécharger sont en anglais. Les exemples conservent les conventions numériques anglaises : point décimal et virgule de séparation des milliers.

Exemple : adhérence des étiquettes

19 essais indépendants : huit réglages distincts d’une demi-fraction répétés deux fois, plus trois essais au centre.

Télécharger les mesures enregistrées (CSV en anglais)

C’est le même exemple enregistré que dans Help. Le CSV contient les réglages des facteurs et les réponses mesurées, à importer ensemble. Utilisez Open example in a practice copy dans Help pour préremplir les réglages.

1. Créer l’espace de travail

Dans la barre latérale, ouvrez Design of Experiments et créez une analyse. Nommez-la, sélectionnez New blank worksheet, puis choisissez Create analysis.

2. Importer les mesures

Téléchargez le CSV d’exemple ci-dessus et importez-le dans la feuille de données. Choisissez Comma comme délimiteur, Dot comme séparateur décimal et First row contains column names. Conservez ensemble la réponse, les réglages des facteurs, le type de point et l’ordre d’exécution de chaque ligne.

3. Choisir l’étude et saisir les facteurs

Dans Inputs, choisissez Analyze existing worksheet pour Task et Fractional factorial pour Design family.

Sous Factors, utilisez Add factor ou supprimez une ligne pour avoir 4 facteurs. Conservez cet ordre et réglez Type sur Numeric pour chaque facteur.

Saisissez les valeurs Factor name, Unit, Low et High ci-dessous.

FacteurNom du facteurUnitéNiveau basNiveau haut
Apress_pressure_mpaMPa0.20.4
Bplaten_temperature_c°C3555
Cpress_dwell_ss13
Dpost_press_hold_ss515

4. Affecter les colonnes d’entrée

Sous Response mappings, ouvrez chaque sélecteur de colonne et sélectionnez la colonne correspondante de la feuille.

Colonne de la feuilleChamp d’entrée
press_pressure_mpaFactor press_pressure_mpa
platen_temperature_cFactor platen_temperature_c
press_dwell_sFactor press_dwell_s
post_press_hold_sFactor post_press_hold_s

Affectez peel_force_n_per_25mm à Response 1 et saisissez 1 dans Number of responses. Affectez run_order à Execution order et point_type à Center point indicator. Pour Center point column convention, choisissez Point type (center / factorial / fractional / star / axial / edge / edge_midpoint).

Laissez Block sans affectation ; cette étude enregistrée n’est pas organisée en blocs.

5. Définir le modèle et les graphiques

Sous Model, choisissez Default hierarchical model pour Model terms et saisissez 95 dans Confidence level (%). Cochez Include center-point adjustment in model. Laissez Calculate predictions décoché.

Ouvrez Plot options. Cochez Effect estimates et Residual diagnostics. Laissez Response contours décoché. Laissez Pareto view, Effect probability plot, Interaction plot et 3D surface décochés.

Design of Experiments: Données d’entrée avec les affectations et réglages de l’exemple
Écran Inputs en anglais, avec les affectations de l’étude enregistrée, les bornes des facteurs, le modèle, le niveau de confiance et les options des graphiques. Voir l’image en taille réelle (s’ouvre dans un nouvel onglet)

6. Analyser la feuille de données

Choisissez Analyze worksheet, puis ouvrez Results. Cette opération ajuste un modèle aux mesures enregistrées ; elle ne génère ni ne randomise un nouveau plan d’essais.

7. Interpréter les résultats

  1. Commencer par les essais enregistrés

    Les 19 essais sont tous inclus : huit réglages d’une demi-fraction répétés deux fois, plus trois essais au centre. Le plan réduit ne peut pas séparer certains effets : pression × température est confondu avec durée de pressage × maintien après pressage, ce qui signifie que le même contraste pourrait refléter l’un ou l’autre. Ce plan est dit de résolution IV ; les effets principaux sont aussi confondus avec des interactions à trois facteurs.

  2. Vérifier d’abord le manque d’ajustement

    Le test de manque d’ajustement (Lack of Fit) donne p = 0.0000169. Le modèle à effets principaux ne rend pas compte d’une structure qui dépasse la variation observée entre essais répétés. Examinez cette structure avant de vous fier à ses effets ou à ses prédictions. L’ajustement pour le centre donne p = 0.6678 ; ce résultat n’annule pas le manque d’ajustement détecté.

  3. Lire les effets en tenant compte de cette limite

    Les effets ajustés, niveau haut moins niveau bas, sont d’environ +3.10 N par 25 mm pour la pression, +2.41 pour la température, +1.25 pour la durée de pressage et +0.70 pour le maintien après pressage. L’intervalle du maintien après pressage inclut zéro. Ces estimations proviennent du modèle présentant un manque d’ajustement détecté. Les effets principaux sont aussi confondus avec des interactions à trois facteurs ; répéter les essais ne sépare pas ces effets.

    Estimations des effets
    Effets ajustés niveau haut moins niveau bas avec intervalles de confiance à 95%. Voir le graphique en taille réelle (s’ouvre dans un nouvel onglet)
  4. Lire un résidu

    Un résidu est la réponse mesurée moins la valeur ajustée. L’essai 8 a mesuré 16.50 N par 25 mm ; la valeur ajustée par le modèle est de 15.36, laissant environ +1.14 inexpliqué. C’est le résidu brut le plus grand en valeur absolue. Recherchez des courbures, une dispersion variable ou des points inhabituels.

    Résidus en fonction des valeurs ajustées
    Résidus en N par 25 mm en fonction de la réponse ajustée. Voir le graphique en taille réelle (s’ouvre dans un nouvel onglet)
  5. Vérifier la séquence des essais

    Lisez les résidus dans l’ordre d’exécution enregistré. Recherchez une dérive, des cycles ou un changement brusque, puis vérifiez les enregistrements expérimentaux correspondants. Conservez les essais inhabituels pendant l’investigation ; un résidu élevé ne justifie pas à lui seul de supprimer une mesure.

    Résidus en fonction de l’ordre d’exécution
    Résidus en N par 25 mm dans l’ordre d’exécution enregistré. Voir le graphique en taille réelle (s’ouvre dans un nouvel onglet)
  6. Planifier ce qui permettrait de lever l’incertitude

    Les paires ci-dessous ne peuvent pas être séparées en répétant cette même fraction. Utilisez le guide du plan fractionnaire correspondant et prévoyez des réglages supplémentaires si une interaction particulière compte. Résolvez le manque d’ajustement détecté avant de vous fier aux prédictions.

    InteractionInteraction confondue
    Pression × températureDurée de pressage × maintien après pressage
    Pression × durée de pressageTempérature × maintien après pressage
    Pression × maintien après pressageTempérature × durée de pressage
Plus de détails : lire chaque section des résultats

Les tableaux complets de résultats utilisent six chiffres significatifs, comme dans Help.

Vue d’ensemble du modèle

Le nombre d’essais analysés est de 19 ; le nombre d’essais manquants est de 0. DF compte l’information disponible pour le modèle et l’erreur résiduelle. S est l’écart-type résiduel en N par 25 mm. R² décrit la variation ajustée dans ces essais ; R² ajusté tient compte de la taille du modèle. PRESS et R² prédit utilisent les erreurs de prédiction en laissant une observation de côté à la fois. Un R² élevé n’établit pas l’adéquation du modèle. Lisez le test de manque d’ajustement et les graphiques des résidus.

Vue d’ensemble du modèle · 12 lignes
StatistiqueValeur
Réponsepeel_force_n_per_25mm
Essais analysés19
Réponses manquantes0
Rang du modèle6
Degrés de liberté résiduels13
S0.881696
R²0.873855
R² ajusté0.825338
PRESS21.4293
R² prédit0.732517
Niveau de confiance0.95
Manque d’ajustement disponibleOui

ANOVA des termes ajustés

La source de variation désigne le terme du modèle ou la composante d’erreur. Le type distingue les tests de termes ajustés des totaux et de la décomposition de l’erreur. DF désigne les degrés de liberté, SS la somme des carrés et MS le rapport SS/DF. F compare la variation à son estimation de l’erreur ; la valeur p mesure les éléments allant à l’encontre de l’hypothèse nulle testée. Lisez le manque d’ajustement avant de vous appuyer sur les effets individuels. Un tiret signifie que la statistique ne s’applique pas.

ANOVA des termes ajustés · 10 lignes
Source de variationTypeDFSSMSFValeur p
press_pressure_mpaajusté138.533138.533149.56740.00000879518
platen_temperature_cajusté123.160223.160229.79230.000109671
press_dwell_sajusté16.212566.212567.991580.0142741
post_press_hold_sajusté11.953011.953012.512270.136978
Point centralajusté10.1498420.1498420.1927510.667846
Modèlerésumé570.008614.001718.01130.0000194994
Erreurrésumé1310.1060.777387——
Totalrésumé1880.11474.45081——
Erreur puredécomposition100.9268170.0926817——
Manque d’ajustementdécomposition39.179223.0597433.01340.0000168766

Coefficients

Le terme désigne un terme du modèle codé. L’estimation est son coefficient ajusté ; SE mesure l’incertitude ; t et la valeur p testent un coefficient nul. Les bornes de l’IC délimitent son intervalle à 95%. Les réglages numériques aux niveaux bas, central et haut sont codés −1, 0 et +1. Avec des interactions ou des carrés, un coefficient principal ne décrit pas le changement à tous les réglages.

Coefficients · 6 lignes
TermeEstimationSEtValeur pBorne inférieure de l’ICBorne supérieure de l’IC
Ordonnée à l’origine11.63690.22042452.79321.48418e-1611.160712.1131
press_pressure_mpa1.551880.2204247.040410.000008795181.075682.02807
platen_temperature_c1.203130.2204245.458230.0001096710.7269281.67932
press_dwell_s0.6231250.2204242.826940.01427410.1469281.09932
post_press_hold_s0.3493750.2204241.585010.136978-0.1268220.825572
Point central-0.2435420.554721-0.4390340.667846-1.441940.954861

Covariance des coefficients

Lisez ensemble le terme de la ligne et celui de la colonne. Les éléments diagonaux sont les carrés des erreurs-types des coefficients ajustés. Les éléments hors diagonale décrivent l’incertitude d’estimation partagée. Cette matrice concerne les coefficients du modèle, et non les corrélations entre les colonnes de facteurs mesurées.

Covariance des coefficients · 6 lignes
ColonneOrdonnée à l’originepress_pressure_mpaplaten_temperature_cpress_dwell_spost_press_hold_sPoint central
Ordonnée à l’origine0.04858671.07884e-160-1.56752e-170-0.0485867
press_pressure_mpa1.07884e-160.0485867-8.7234e-19-6.98991e-18-9.36289e-19-5.65637e-16
platen_temperature_c0-8.76763e-190.0485867-6.68948e-18-3.78291e-18-7.39969e-20
press_dwell_s-1.56752e-17-6.83617e-18-6.68777e-180.04858672.57574e-188.36583e-17
post_press_hold_s0-9.36289e-19-6.48001e-182.57574e-180.04858679.27176e-20
Point central-0.0485867-5.65637e-16-7.39969e-208.36583e-179.27176e-200.307716

Effets factoriels

L’effet est le contraste ajusté entre niveau haut et niveau bas. SE mesure l’incertitude, et les bornes inférieure et supérieure de l’IC donnent son intervalle à 95%. L’effet standardisé est la valeur absolue de l’effet divisée par son SE. Une interaction signifie que l’effet d’un facteur varie avec un autre réglage. Dans cette demi-fraction, les effets principaux sont confondus avec des interactions à trois facteurs et les paires d’interactions à deux facteurs ne peuvent pas être séparées. Le manque d’ajustement détecté limite aussi l’interprétation de ces estimations.

Effets factoriels · 4 lignes
TermeEffetSEBorne inférieure de l’ICBorne supérieure de l’ICEffet standardisé
press_pressure_mpa3.103750.4408482.151364.056147.04041
platen_temperature_c2.406250.4408481.453863.358645.45823
press_dwell_s1.246250.4408480.2938562.198642.82694
post_press_hold_s0.698750.440848-0.2536441.651141.58501

Diagnostics par ligne

L’identifiant de ligne repère la ligne de la feuille ; l’ordre d’exécution la situe dans la séquence de l’expérience. Le statut indique si elle a été analysée. La valeur observée est la mesure ; la valeur ajustée est celle du modèle ; le résidu est la valeur observée moins la valeur ajustée. Le résidu standardisé tient compte de la variation résiduelle et de l’effet de levier. L’effet de levier mesure le caractère inhabituel des données d’entrée du modèle. Toutes les lignes enregistrées sont affichées. Examinez une ligne inhabituelle avant de la modifier ou de l’exclure.

Diagnostics par ligne · 19 lignes
Identifiant de ligneOrdre d’exécutionStatutObservéAjustéRésiduRésidu standardiséEffet de levier
help-doe-fractional-factorial-analysis-11Analysé10.419.854380.5556250.7600230.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-22Analysé10.5911.7119-1.12188-1.534580.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-33Analysé11.1811.3933-0.213333-0.2963370.333333
help-doe-fractional-factorial-analysis-44Analysé11.5812.2594-0.679375-0.9292970.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-55Analysé11.8811.39330.4866670.6760180.333333
help-doe-fractional-factorial-analysis-66Analysé14.0613.41940.6406250.8762920.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-77Analysé11.4712.2594-0.789375-1.079760.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-88Analysé16.515.36441.135621.553390.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-99Analysé10.2511.0144-0.764375-1.045570.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1010Analysé14.0613.41940.6406250.8762920.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1111Analysé15.9615.36440.5956250.8147380.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1212Analysé8.517.909380.6006250.8215770.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1313Analysé10.8811.5619-0.681875-0.9327170.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1414Analysé10.3111.0144-0.704375-0.9634940.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1515Analysé10.711.5619-0.861875-1.178930.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1616Analysé10.589.854380.7256250.9925610.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1717Analysé11.1211.3933-0.273333-0.3796820.333333
help-doe-fractional-factorial-analysis-1818Analysé9.047.909381.130621.546550.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1919Analysé11.2911.7119-0.421875-0.577070.3125

Codage des facteurs

Le facteur désigne la variable d’entrée et le type indique son type de modélisation. Le centre et l’échelle convertissent les réglages numériques en valeurs codées : (réglage − centre) / échelle. Ainsi, le point central vaut 0 et les bornes basse et haute saisies valent −1/+1. Niveaux / contrastes concerne le codage catégoriel ; un tiret ne signale pas une mesure numérique manquante. Conservez les notes sur les colonnes du modèle, les blocs et le rang avec ce tableau.

Codage des facteurs · 4 lignes
FacteurTypeCentreÉchelleNiveaux / contrastes
press_pressure_mpanumérique0.30.1—
platen_temperature_cnumérique4510—
press_dwell_snumérique21—
post_press_hold_snumérique105—
  • Colonnes du modèle : Constante, press_pressure_mpa, platen_temperature_c, press_dwell_s, post_press_hold_s, Point central
  • Tolérance de rang : 1e-10

8. Créer un rapport

Conservez Model overview, Adjusted term ANOVA, Coefficients, Coefficient covariance, Row diagnostics et Factor coding, ainsi que le tableau Factorial effects et les graphiques des effets et des résidus. Ajoutez les unités de la réponse, les réglages des facteurs, l’ordre d’exécution enregistré et toutes les notes du modèle. Signalez le manque d’ajustement détecté lorsque vous partagez des conclusions ou des prédictions.

Sélectionnez Add to report dans l’exécution terminée. Ouvrez Choose individual items and advanced options pour sélectionner les tableaux et graphiques, puis choisissez Add to draft. Les éléments masqués restent dans l’analyse enregistrée.

Nommez le rapport et ajoutez l’objectif de l’étude ainsi que votre interprétation. Sélectionnez Save, vérifiez Preview, puis utilisez Export → Download HTML. L’exemple ci-dessous contient l’intégralité du contenu sélectionné, y compris les résultats au-delà d’un seul écran.

Ce rapport a été généré dans l’application et il est en anglais. Sortie complète de l’application pour cet exemple de Help, avec les tableaux, graphiques et notes d’exécution applicables. Les valeurs des rapports reprennent la précision affichée par l’application. Les graphiques exportés sont statiques. Sur les écrans étroits, faites défiler horizontalement les graphiques et tableaux larges.
Voir l’exemple de rapport: Analyser un plan factoriel fractionnaire : adhérence des étiquettes

Nous utilisons Microsoft Clarity pour comprendre comment les visiteurs utilisent ce site, notamment à l’aide d’enregistrements de sessions et de cartes de chaleur. Vous pouvez utiliser le site sans accepter la mesure d’audience.

Votre choix est enregistré dans ce navigateur pendant six mois. Notice de confidentialité

Choix actuel : Aucun choix effectué.