完全実施要因計画を作成

選択した因子水準のすべての組み合わせで実験を計画します。

ガイド · 実験計画法(DOE) · 読了目安:4分

アプリのコマンド名、ワークシートの識別子、サンプルデータの値は原文のまま表示されます。スクリーンショット、グラフ、ダウンロードファイルは英語です。例では英語の元の数値表記を保持しており、小数点にはピリオド、桁区切りにはカンマを使用しています。

例: パウチのシール強度

シールジョーの温度、保持時間、圧力を変える計画です。二日間の各日に、すべての組み合わせを一通り実施し、中心点での実験を一日につき三回追加します。シール強度はシール幅15 mm当たりのNで測定します。

因子一覧をダウンロード(CSV、英語)

Help で使用している例と同じです。CSVには、Inputs で手入力する因子の定義が含まれています。CSVをインポートしても計画の設定は行われません。Helpの Open example in a practice copy を使うと、例の設定が入力されます。

1. ワークスペースを作成

サイドバーで Design of Experiments を開き、分析を作成します。分析名を入力し、New blank worksheet を選択してから Create analysis を選択します。因子一覧は参照用で、この作業では測定データをインポートする必要はありません。

2. 計画を選択

Inputs の Task で Create design、Design family で Full factorial を選択します。

3. 因子を入力

Factors で Add factor を使うか行を削除し、因子を3個にします。下記の順序を保ち、すべての因子の Type を Numeric に設定します。

下記の Factor name、Unit、Low、High の値を入力します。

因子因子名単位低水準高水準
Ajaw_temperature_c°C150170
Bdwell_time_ss0.81.2
Cjaw_pressure_mpaMPa0.250.35

上下限の二つの値を水準として使うため、Numeric levels, optional は空欄のままにします。

4. 実験の実施計画を設定

Complete replicates に 2、Center points per design に 3 を入力します。Blocks で Complete-replicate blocks を選択します。Randomize within blocks をオンにし、Random seed に 42 を入力します。

プレビューに Expected 22 runs in 2 block(s) と表示されることを確認します。このブロック化した計画では、各ブロックに八つの要因点での実験と三つの中心点での実験が含まれます。

Design of Experiments: 例の列の割り当てと設定を表示したInputs画面
英語のFull factorialのInputs画面:この実施計画の因子の上下限、反復、中心点、ブロック、シード。 画像を原寸で表示 (新しいタブで開きます)

5. 計画を生成

Generate design を選択する前に、低水準、高水準、中心のすべての設定が実施可能で、応答を一貫した方法で測定でき、各試料の準備と実験を独立に行えることを確認します。

Generate design を選択します。ランダム化された実施計画と、空欄の Response 1 列を含む新しいワークシートが開きます。Results を開き、計画の要約と全実験の一覧を確認します。この生成した計画は、記録済みデータを分析する例とは別に保管します。

6. 結果を解釈

  1. 実施計画を確認

    計画の要約には、二つのブロックに計22回の実験が示されています。各ブロックには、低水準と高水準の八つの組み合わせすべてと、三回の中心点での実験が含まれます。ブロックを予定している二日間に対応させることができます。これは計画であり、シール強度はまだ測定されていません。

  2. 最初の実験を確認

    実施順1は、ブロック1の標準順4の実験です。設定は150 °C、保持時間1.2秒、圧力0.35 MPaです。標準順は計画上の組み合わせを識別し、実施順は実施する順序を示します。

  3. 中心点での実験を理解

    中心の設定は160 °C、1秒、0.3 MPaです。これらの設定で、準備の全工程と実験を独立に繰り返します。同じパウチを何度も測定することは、実験の独立した反復にはなりません。

  4. 実験を実施して記録

    各日・ブロック内でランダム化された実施順に従い、各実験の準備を独立に行います。新たに測定した強度を、実際の実験IDに対応する Response 1 に入力します。別の実験から行の位置だけを頼りに応答をコピーしないでください。ランダム化された順序が異なる可能性があります。

詳細:各結果セクションを確認

完全な結果表は、Helpと同じく有効数字六桁で表示されます。

計画の要約

「計画の種類」は計画を識別します。「実験回数」は合計の22、「基本実験回数」は生成器の基本回数の8です。「反復数」と「ブロック数」は選択した構成を記録します。「実際のシード」は42です。計画を再現するときは「生成器のバージョン」も一緒に残します。αは中心複合計画の軸点距離に用います。「分解能」は一部実施要因計画の別名関係を表します。ダッシュは、その統計量が該当しないことを示します。

計画の要約 · 9行
統計量値
計画の種類Full factorial
実験回数22
基本計画の実験回数8
反復数2
ブロック数2
α—
分解能—
使用したシード42
生成アルゴリズムのバージョンdoe-v2.1
  • 利用できない設定は—で表示されます。保存された計画の行を正式な記録として扱います。

因子の設定

各行に、因子名、モデル上の型、単位、入力した低水準と高水準の上下限が示されます。この例の因子はすべて数値型です。「水準」のダッシュは、追加の水準一覧を入力していないことを示します。中点は中心点での実験の因子設定であり、実測した応答ではありません。

因子の設定 · 3行
因子型単位低水準高水準水準
jaw_temperature_c数値型°C150170—
dwell_time_s数値型s0.81.2—
jaw_pressure_mpa数値型MPa0.250.35—

実験一覧

生成された全実験を実施順に示します。「行ID」は実験を識別し、「標準順」は計画上の位置、「実施順」は予定の順序を示します。「ブロック」は実験をまとめ、「反復」は計画の繰り返しを識別します。「点の種類」は、該当する要因点、星点(軸点)、辺上の点、中心点を区別します。残りの列は、記載された単位での実際の因子設定です。生成されたワークシートのResponse 1は最初は空欄で、この計画には応答の値はありません。

実験一覧 · 22行
行ID標準順実施順ブロック点の種類反復jaw_temperature_cdwell_time_sjaw_pressure_mpa
doe-4411factorial11501.20.35
doe-8821factorial11701.20.35
doe-5531factorial11700.80.25
doe-9941center116010.3
doe-7751factorial11701.20.25
doe-101061center116010.3
doe-111171center116010.3
doe-2281factorial11500.80.35
doe-6691factorial11700.80.35
doe-11101factorial11500.80.25
doe-33111factorial11501.20.25
doe-1919122factorial21701.20.35
doe-1313132factorial21500.80.35
doe-1414142factorial21501.20.25
doe-1515152factorial21501.20.35
doe-2020162center216010.3
doe-1212172factorial21500.80.25
doe-2222182center216010.3
doe-1818192factorial21701.20.25
doe-1717202factorial21700.80.35
doe-1616212factorial21700.80.25
doe-2121222center216010.3

7. レポートを作成

Design summary、Factor settings、全実験を含む Run sheet を残します。実際のシード、生成器のバージョン、単位、予定実施順を記録します。このレポートが記録するのは実験計画です。実験を実施した後、実測した応答とその分析を別に追加します。

完了した分析で Add to report を選択します。続いて Choose individual items and advanced options を開いて表とグラフを選び、 Add to draftを選択します。非表示の項目は保存済みの分析に残ります。

レポート名を入力し、調査の目的と解釈を追加します。 Saveで保存し、 Previewで内容を確認して、 Export → Download HTMLを選択します。以下の例には、画面外の結果も含め、選択した内容全体が含まれます。

このレポートはアプリで生成されており、内容は英語です。 このHelp例でアプリが出力した全内容。該当する表、グラフ、分析時の注記を含みます。 レポートの数値は、アプリの表示桁数に合わせています。エクスポートされたグラフは静的なグラフです。画面幅が狭い場合は、幅の広いグラフや表を横にスクロールできます。
レポートの例を見る: 完全実施要因計画の作成:パウチのシール強度

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