Crea un piano fattoriale frazionario

Pianifica meno combinazioni dei fattori mantenendo visibili gli effetti che restano confusi.

Guide · Progettazione degli esperimenti (DOE) · 5 min di lettura

I comandi dell’app, gli identificatori dei fogli dati e i valori dei dati di esempio conservano la forma originale. Screenshot, grafici e file da scaricare sono in inglese. Gli esempi mantengono il punto decimale e la virgola come separatore delle migliaia della notazione inglese originale; i prezzi e i conteggi del sito seguono invece la formattazione italiana.

Esempio: adesione delle etichette

Il gruppo pianifica di studiare pressione, temperatura della piastra, tempo di pressatura e tempo di mantenimento dopo la pressatura. La mezza frazione positiva ripete otto combinazioni due volte e aggiunge tre prove al centro. La forza di distacco sarà misurata in N per 25 mm.

Scarica il catalogo dei fattori (CSV)

È lo stesso esempio usato in Help. Il CSV elenca le definizioni dei fattori da inserire manualmente in Inputs; importarlo non configura il piano. Usa Open example in a practice copy in Help per precompilare le impostazioni dell’esempio.

1. Crea l’ambiente di lavoro

Nella barra laterale, apri Design of Experiments e crea un’analisi. Assegnale un nome, seleziona New blank worksheet, poi scegli Create analysis. Il catalogo dei fattori è un riferimento; per questa attività non occorre importare dati di misura.

2. Scegli il piano

In Inputs, scegli Create design per Task e Fractional factorial per Design family.

3. Inserisci i fattori

Sotto Factors, usa Add factor o rimuovi una riga fino ad avere 4 fattori. Mantienili nell’ordine seguente. Imposta Type su Numeric per ogni fattore.

Inserisci i valori di Factor name, Unit, Low e High seguenti.

FattoreNome del fattoreUnitàBassoAlto
Apress_pressure_mpaMPa0.20.4
Bplaten_temperature_c°C3555
Cpress_dwell_ss13
Dpost_press_hold_ss515

4. Imposta il piano delle prove

Inserisci 2 in Complete replicates e 3 in Center points per design. Scegli Unblocked per Blocks. In Generators, separated by commas, inserisci D=ABC. Seleziona Randomize within blocks e inserisci 42 in Random seed.

L’anteprima deve mostrare Expected 19 runs in 1 block(s) e Resolution 4.

Design of Experiments: Scheda Inputs con gli abbinamenti e le impostazioni dell’esempio
Scheda Inputs del piano fattoriale frazionario con limiti dei fattori, repliche, punti al centro, blocchi e seme di questo piano delle prove. Visualizza l’immagine a grandezza originale (si apre in una nuova scheda)

5. Genera il piano

Scegli Generate design. Si apre un nuovo foglio dati con il piano delle prove randomizzato e una colonna Response 1 vuota. Apri Results per esaminare il riepilogo del piano e il foglio completo delle prove. Mantieni questo studio generato separato dall’esempio di analisi registrato.

6. Interpreta i risultati

  1. Verifica il piano delle prove

    Design summary mostra 19 prove: otto impostazioni distinte della mezza frazione ripetute due volte, più tre prove al centro, in un blocco. Il piano usa metà delle 16 combinazioni basso/alto per quattro fattori. Non è stata ancora misurata alcuna forza di distacco.

  2. Leggi la prima prova

    L’ordine di esecuzione 1 è la prova 7 nell’ordine standard, replica 1. Le sue impostazioni sono pressione 0.4 MPa, temperatura della piastra 55 °C, tempo di pressatura 1 secondo e tempo di mantenimento 5 secondi. Segui l’ordine di esecuzione invece di ordinare le colonne dei fattori.

  3. Comprendi il compromesso

    Le lettere dei fattori seguono la tabella di configurazione: A è pressione, B temperatura, C tempo di pressatura e D tempo di mantenimento dopo la pressatura. Le impostazioni basse sono codificate −1 e quelle alte +1. Il generatore D=ABC indica di moltiplicare i primi tre codici per scegliere il quarto. Per la prova di esecuzione 1, (+1)×(+1)×(−1)=−1: il tempo di mantenimento è basso, 5 secondi. Questa mezza frazione è a risoluzione IV; pressione × temperatura condivide la stima con tempo di pressatura × tempo di mantenimento dopo la pressatura e gli effetti principali sono confusi con le interazioni a tre fattori.

  4. Scegli come usare il piano

    Le repliche aiutano a stimare la variabilità tra prove, ma non rimuovono questi confondimenti. Verifica la struttura di confondimento completa prima di condurre lo studio. Se è essenziale separare una coppia di effetti confusi, pianifica impostazioni aggiuntive invece di considerare la ripetizione una soluzione.

  5. Conduci e registra lo studio

    Verifica che ogni impostazione sia fattibile, poi segui l’ordine di esecuzione randomizzato. Ripeti le preparazioni indipendentemente. Inserisci la forza di distacco appena misurata in Response 1 in corrispondenza della sua prova effettiva; non trasferire mai misurazioni da un altro esperimento in base alla posizione della riga.

Altri dettagli: leggi ogni sezione dei risultati

Le tabelle complete dei risultati usano sei cifre significative, come in Help.

Riepilogo del piano

Famiglia identifica il piano. La voce Prove indica il totale, 19; Prove di base indica il conteggio di base del generatore, 8. Repliche e Blocchi registrano la struttura scelta. Il Seed effettivo è 42; conserva insieme la Versione del generatore quando riproduci il piano. α si applica alla distanza assiale in un piano composito centrale. Risoluzione descrive il confondimento degli effetti in un piano fattoriale frazionario; un trattino indica che la statistica non è applicabile.

Riepilogo del piano · 9 righe
StatisticaValore
FamigliaFractional factorial
Prove19
Prove di base8
Repliche2
Blocchi1
α—
Risoluzione4
Seed effettivo42
Versione del generatoredoe-v2.1
  • Le impostazioni non disponibili sono mostrate come —; fanno fede le righe del piano salvato.

Impostazioni dei fattori

Ogni riga riporta Fattore, Tipo di modellazione, Unità e i limiti Basso e Alto inseriti. Qui tutti i fattori sono numerici. Un trattino sotto Livelli indica che non è stato inserito un elenco esplicito aggiuntivo dei livelli. I punti medi sono impostazioni dei fattori per le prove al centro, non risposte misurate.

Impostazioni dei fattori · 4 righe
FattoreTipoUnitàBassoAltoLivelli
press_pressure_mpanumericoMPa0.20.4—
platen_temperature_cnumerico°C3555—
press_dwell_snumericos13—
post_press_hold_snumericos515—

Foglio delle prove

Tutte le prove generate sono mostrate nell’ordine di esecuzione. ID riga identifica una prova; Ordine standard identifica la sua posizione nel piano; Ordine di esecuzione dà la sequenza pianificata. Blocco raggruppa le prove e Replica identifica i piani ripetuti. Tipo di punto distingue punti fattoriali, a stella (assiali), sui bordi o al centro, secondo i casi. Le colonne restanti sono le impostazioni effettive dei fattori nelle unità dichiarate. La colonna Response 1 del foglio dati generato inizia vuota; in questo piano non compaiono valori di risposta.

Foglio delle prove · 19 righe
ID rigaOrdine standardOrdine di esecuzioneBloccoTipo di puntoReplicapress_pressure_mpaplaten_temperature_cpress_dwell_spost_press_hold_s
doe-7711factorial10.45515
doe-121221factorial20.25535
doe-9931factorial20.23515
doe-141441factorial20.43535
doe-3351factorial10.255115
doe-131361factorial20.435115
doe-191971center10.345210
doe-161681factorial20.455315
doe-8891factorial10.455315
doe-1111101factorial20.255115
doe-1717111center10.345210
doe-1818121center10.345210
doe-1515131factorial20.45515
doe-11141factorial10.23515
doe-66151factorial10.43535
doe-44161factorial10.25535
doe-1010171factorial20.235315
doe-22181factorial10.235315
doe-55191factorial10.435115

Struttura di confondimento

Termine indica un effetto e la voce Effetti confusi elenca gli effetti che questa frazione non può distinguere da esso. Per I=ABCD, AB è confusa con CD, AC con BD e AD con BC. Le lettere seguono l’ordine dei fattori inserito in Inputs. Gli effetti principali sono confusi con le interazioni a tre fattori. Ripetere la stessa frazione non separa gli effetti confusi.

Struttura di confondimento · 10 righe
TermineEffetti confusi
press_pressure_mpaplaten_temperature_c × press_dwell_s × post_press_hold_s
platen_temperature_cpress_pressure_mpa × press_dwell_s × post_press_hold_s
press_dwell_spress_pressure_mpa × platen_temperature_c × post_press_hold_s
post_press_hold_spress_pressure_mpa × platen_temperature_c × press_dwell_s
press_pressure_mpa × platen_temperature_cpress_dwell_s × post_press_hold_s
press_pressure_mpa × press_dwell_splaten_temperature_c × post_press_hold_s
press_pressure_mpa × post_press_hold_splaten_temperature_c × press_dwell_s
platen_temperature_c × press_dwell_spress_pressure_mpa × post_press_hold_s
platen_temperature_c × post_press_hold_spress_pressure_mpa × press_dwell_s
press_dwell_s × post_press_hold_spress_pressure_mpa × platen_temperature_c
  • Relazione definente: I=ABCD
  • A = press_pressure_mpa; B = platen_temperature_c; C = press_dwell_s; D = post_press_hold_s

7. Crea un report

Conserva Design summary, Factor settings e il Run sheet completo, oltre a Alias structure. Registra il seme effettivo, la versione del generatore, le unità e l’ordine di esecuzione pianificato. Questo rapporto documenta un piano; aggiungi separatamente le risposte misurate e la loro analisi dopo aver condotto lo studio.

Seleziona Add to report dall’esecuzione completata. Apri Choose individual items and advanced options per selezionare tabelle e grafici, quindi scegli Add to draft. Gli elementi nascosti restano nell’analisi salvata.

Assegna un nome al report e aggiungi lo scopo dello studio e la tua interpretazione. Seleziona Save, controlla Preview, quindi usa Export → Download HTML. L’esempio seguente contiene tutti i contenuti selezionati, compresi i risultati che occupano più di una schermata.

Questo report è stato generato nell’app ed è in inglese. Output originale completo di questo esempio di Help, incluse le tabelle, i grafici e le note delle esecuzioni pertinenti. I numeri dei report usano la precisione di visualizzazione dell’app. I grafici esportati sono statici. Sugli schermi stretti, scorri orizzontalmente i grafici e le tabelle larghi.
Visualizza il report di esempio: Crea un piano fattoriale frazionario: adesione delle etichette

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