Przeanalizuj ułamkowy plan czynnikowy

Oszacuj efekty na podstawie części kombinacji czynników i sprawdź, które efekty są uwikłane.

Poradniki · Planowanie doświadczeń (DOE) · 5 min czytania

Nazwy poleceń aplikacji, identyfikatory kolumn i wartości danych przykładowych zachowano w oryginale. Zrzuty ekranu, wykresy i pliki do pobrania są w języku angielskim.

Przykład: przyczepność etykiety

19 niezależnych przebiegów: osiem różnych ustawień połówkowej frakcji powtórzonych dwukrotnie oraz trzy przebiegi w centrum.

Pobierz zarejestrowane pomiary (CSV, po angielsku)

To ten sam zarejestrowany przykład, którego użyto w sekcji Help. Plik CSV zawiera ustawienia czynników i zmierzone odpowiedzi do wspólnego importu. Wybierz Open example in a practice copy w Help, aby automatycznie wypełnić ustawienia.

1. Utwórz obszar roboczy

Na pasku bocznym otwórz Design of Experiments i utwórz analizę. Nadaj jej nazwę, wybierz New blank worksheet, a następnie Create analysis.

2. Zaimportuj pomiary

Pobierz powyższy przykładowy plik CSV i zaimportuj go do arkusza. Jako separator wybierz Comma, jako separator dziesiętny Dot i zaznacz First row contains column names. Zachowaj razem odpowiedź, ustawienia czynników, typ punktu i kolejność wykonania każdego wiersza.

3. Wybierz badanie i wprowadź czynniki

Na karcie Inputs wybierz Analyze existing worksheet w polu Task i Fractional factorial w Design family.

W sekcji Factors użyj Add factor lub usuń wiersz, aby uzyskać 4 czynniki. Zachowaj podaną kolejność i ustaw Type na Numeric dla każdego czynnika.

Wprowadź poniższe wartości Factor name, Unit, Low i High.

CzynnikNazwa czynnikaJednostkaDolny poziomGórny poziom
Apress_pressure_mpaMPa0.20.4
Bplaten_temperature_c°C3555
Cpress_dwell_ss13
Dpost_press_hold_ss515

4. Przypisz kolumny wejściowe

W sekcji Response mappings otwórz listę wyboru każdej kolumny i wybierz odpowiednią kolumnę arkusza.

Kolumna arkuszaPole wejściowe
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

Przypisz peel_force_n_per_25mm do Response 1 i wpisz 1 w Number of responses. Przypisz run_order do Execution order, a point_type do Center point indicator. W polu Center point column convention wybierz Point type (center / factorial / fractional / star / axial / edge / edge_midpoint).

Pozostaw Block nieprzypisane; to zarejestrowane badanie nie ma bloków.

5. Ustaw model i wykresy

W sekcji Model wybierz Default hierarchical model w polu Model terms i wpisz 95 w Confidence level (%). Zaznacz Include center-point adjustment in model. Pozostaw Calculate predictions niezaznaczone.

Otwórz Plot options. Zaznacz Effect estimates i Residual diagnostics. Pozostaw Response contours niezaznaczone. Nie zaznaczaj Pareto view, Effect probability plot, Interaction plot ani 3D surface.

Design of Experiments: Karta Inputs z przypisaniami i ustawieniami przykładu
Karta Inputs z przypisaniami zarejestrowanego badania, granicami czynników, modelem, poziomem ufności i opcjami wykresów (zrzut ekranu po angielsku). Otwórz obraz w pełnym rozmiarze (otwiera się w nowej karcie)

6. Przeanalizuj arkusz

Wybierz Analyze worksheet, a następnie otwórz Results. Dopasowuje to model do zarejestrowanych pomiarów; nie generuje ani nie randomizuje nowego planu doświadczenia.

7. Zinterpretuj wyniki

  1. Zacznij od zarejestrowanych przebiegów

    Uwzględniono wszystkie 19 przebiegów: osiem ustawień połówkowej frakcji powtórzonych dwukrotnie oraz trzy przebiegi w centrum. Ograniczony plan nie rozdziela niektórych efektów: interakcja ciśnienia i temperatury jest uwikłana z interakcją czasu docisku i czasu przetrzymania, więc ten sam kontrast może odzwierciedlać każdą z nich. Plan ma rozdzielczość IV; efekty główne są także uwikłane z interakcjami trójczynnikowymi.

  2. Najpierw sprawdź brak dopasowania

    Test braku dopasowania daje p = 0.0000169. Model efektów głównych pomija zależność wykraczającą poza zmienność widoczną w powtórzonych przebiegach. Zbadaj ją, zanim oprzesz się na efektach lub predykcjach. Korekta punktu centralnego ma p = 0.6678; ten wynik nie unieważnia wykrytego braku dopasowania.

  3. Odczytuj efekty z uwzględnieniem ograniczenia

    Dopasowane efekty różnicy między górnym a dolnym poziomem wynoszą około +3.10 N na 25 mm dla ciśnienia, +2.41 dla temperatury, +1.25 dla czasu docisku i +0.70 dla czasu przetrzymania. Przedział dla czasu przetrzymania obejmuje zero. Oszacowania pochodzą z modelu z wykrytym brakiem dopasowania. Efekty główne są także uwikłane z interakcjami trójczynnikowymi; powtórzenia ich nie rozdzielają.

    Oszacowania efektów
    Dopasowane efekty różnicy między górnym a dolnym poziomem z 95% przedziałami ufności (wykres po angielsku). Otwórz wykres w pełnym rozmiarze (otwiera się w nowej karcie)
  4. Odczytaj resztę

    Reszta to zmierzona odpowiedź pomniejszona o wartość dopasowaną. W przebiegu 8 zmierzono 16.50 N na 25 mm; model dopasował 15.36, pozostawiając około +1.14 niewyjaśnionej różnicy. To największa bezwzględna reszta surowa. Szukaj krzywizny, zmieniającego się rozrzutu i nietypowych punktów.

    Reszty względem wartości dopasowanych
    Reszty w N na 25 mm względem dopasowanej odpowiedzi (wykres po angielsku). Otwórz wykres w pełnym rozmiarze (otwiera się w nowej karcie)
  5. Sprawdź kolejność przebiegów

    Odczytuj reszty w zarejestrowanej kolejności wykonania. Szukaj dryfu, cykli i nagłych zmian, a następnie sprawdź dokumentację odpowiednich przebiegów. Podczas wyjaśniania zachowaj nietypowe przebiegi; sama duża reszta nie uzasadnia usunięcia pomiaru.

    Reszty według kolejności przebiegów
    Reszty w N na 25 mm w zarejestrowanej kolejności wykonania (wykres po angielsku). Otwórz wykres w pełnym rozmiarze (otwiera się w nowej karcie)
  6. Zaplanuj sposób rozstrzygnięcia niepewności

    Poniższych par nie można rozdzielić przez powtarzanie tej samej frakcji. Skorzystaj z poradnika tworzenia odpowiadającego planu ułamkowego i zaplanuj dodatkowe ustawienia, jeśli ważna jest pojedyncza interakcja. Wyjaśnij wykryty brak dopasowania, zanim oprzesz się na predykcjach.

    InterakcjaInterakcja uwikłana
    Ciśnienie × temperaturaCzas docisku × czas przetrzymania
    Ciśnienie × czas dociskuTemperatura × czas przetrzymania
    Ciśnienie × czas przetrzymaniaTemperatura × czas docisku
Więcej szczegółów: omówienie poszczególnych wyników

Pełne tabele wyników zachowują sześć cyfr znaczących, tak jak w sekcji Help.

Przegląd modelu

Przeanalizowano 19 przebiegów; brakujących przebiegów jest 0. DF określa informację dostępną dla modelu i błędu resztowego. S jest odchyleniem standardowym reszt w N na 25 mm. R² opisuje zmienność dopasowaną w tych przebiegach; skorygowane R² uwzględnia rozmiar modelu. PRESS i predykcyjne R² korzystają z błędów predykcji przy pomijaniu pojedynczej obserwacji. Wysokie R² nie potwierdza adekwatności modelu. Sprawdź test braku dopasowania i wykresy reszt.

Przegląd modelu · Liczba wierszy: 12
StatystykaWartość
Odpowiedźpeel_force_n_per_25mm
Przeanalizowane przebiegi19
Brakujące odpowiedzi0
Rząd macierzy modelu6
Stopnie swobody reszt13
S0.881696
R²0.873855
Skorygowane R²0.825338
PRESS21.4293
Predykcyjne R²0.732517
Poziom ufności0.95
Dostępny test braku dopasowaniaTak

Skorygowana ANOVA składników

Źródło wskazuje składnik modelu lub błędu. Typ rozróżnia skorygowane testy składników, sumy i rozkład błędu. DF oznacza stopnie swobody, SS sumę kwadratów, a MS iloraz SS i DF. F porównuje zmienność z oszacowaniem błędu; wartość p mierzy siłę dowodów przeciw testowanej hipotezie zerowej. Zanim oprzesz się na pojedynczych efektach, sprawdź brak dopasowania. Kreska oznacza, że statystyka nie ma zastosowania.

Skorygowana ANOVA składników · Liczba wierszy: 10
ŹródłoTypDFSSMSFwartość p
press_pressure_mpaSkorygowane138.533138.533149.56740.00000879518
platen_temperature_cSkorygowane123.160223.160229.79230.000109671
press_dwell_sSkorygowane16.212566.212567.991580.0142741
post_press_hold_sSkorygowane11.953011.953012.512270.136978
Punkt centralnySkorygowane10.1498420.1498420.1927510.667846
ModelPodsumowanie570.008614.001718.01130.0000194994
BłądPodsumowanie1310.1060.777387——
ŁączniePodsumowanie1880.11474.45081——
Błąd czystyRozkład sumy kwadratów100.9268170.0926817——
Brak dopasowaniaRozkład sumy kwadratów39.179223.0597433.01340.0000168766

Współczynniki

Składnik wskazuje zakodowany wyraz modelu. Oszacowanie jest dopasowanym współczynnikiem, SE mierzy jego niepewność, a t i wartość p testują współczynnik równy zeru. Dolna i górna granica PU wyznaczają jego 95% przedział. Dolne, środkowe i górne ustawienia liczbowe są kodowane jako −1, 0 i +1. Przy interakcjach lub kwadratach współczynnik główny nie opisuje zmiany dla każdego ustawienia.

Współczynniki · Liczba wierszy: 6
SkładnikOszacowanieSEtwartość pDolna granica PUGórna granica PU
Wyraz wolny11.63690.22042452.79321.48418e-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
Punkt centralny-0.2435420.554721-0.4390340.667846-1.441940.954861

Kowariancja współczynników

Odczytuj łącznie składniki wskazane w wierszu i kolumnie. Elementy na przekątnej są kwadratami błędów standardowych dopasowanych współczynników. Elementy poza przekątną opisują wspólną niepewność estymacji. Macierz dotyczy współczynników modelu, a nie korelacji między zmierzonymi kolumnami czynników.

Kowariancja współczynników · Liczba wierszy: 6
KolumnaWyraz wolnypress_pressure_mpaplaten_temperature_cpress_dwell_spost_press_hold_sPunkt centralny
Wyraz wolny0.04858671.07884e-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
Punkt centralny-0.0485867-5.65637e-16-7.39969e-208.36583e-179.27176e-200.307716

Efekty czynnikowe

Efekt to dopasowany kontrast między górnym a dolnym poziomem. SE mierzy niepewność, a dolna i górna granica PU wyznaczają jego 95% przedział. Efekt standaryzowany jest wartością bezwzględną efektu podzieloną przez SE. Interakcja oznacza, że efekt czynnika zmienia się wraz z ustawieniem innego czynnika. W tej połówkowej frakcji efekty główne są uwikłane z interakcjami trójczynnikowymi, a par interakcji dwuczynnikowych nie można rozdzielić. Wykryty brak dopasowania również ogranicza te oszacowania.

Efekty czynnikowe · Liczba wierszy: 4
SkładnikEfektSEDolna granica PUGórna granica PUEfekt standaryzowany
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

Diagnostyka wierszy

Identyfikator wiersza wskazuje wiersz arkusza, a kolejność przebiegu jego pozycję w doświadczeniu. Status informuje, czy został przeanalizowany. Wartość obserwowana jest pomiarem, dopasowana wynikiem modelu, a reszta ich różnicą. Reszta standaryzowana uwzględnia zmienność reszt i dźwignię. Dźwignia mierzy nietypowość danych wejściowych modelu. Pokazano wszystkie zarejestrowane wiersze. Zbadaj nietypowy wiersz przed jego zmianą lub wykluczeniem.

Diagnostyka wierszy · Liczba wierszy: 19
Identyfikator wierszaKolejność przebieguStatusWartość obserwowanaWartość dopasowanaResztaReszta standaryzowanaDźwignia
help-doe-fractional-factorial-analysis-11Przeanalizowano10.419.854380.5556250.7600230.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-22Przeanalizowano10.5911.7119-1.12188-1.534580.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-33Przeanalizowano11.1811.3933-0.213333-0.2963370.333333
help-doe-fractional-factorial-analysis-44Przeanalizowano11.5812.2594-0.679375-0.9292970.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-55Przeanalizowano11.8811.39330.4866670.6760180.333333
help-doe-fractional-factorial-analysis-66Przeanalizowano14.0613.41940.6406250.8762920.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-77Przeanalizowano11.4712.2594-0.789375-1.079760.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-88Przeanalizowano16.515.36441.135621.553390.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-99Przeanalizowano10.2511.0144-0.764375-1.045570.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1010Przeanalizowano14.0613.41940.6406250.8762920.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1111Przeanalizowano15.9615.36440.5956250.8147380.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1212Przeanalizowano8.517.909380.6006250.8215770.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1313Przeanalizowano10.8811.5619-0.681875-0.9327170.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1414Przeanalizowano10.3111.0144-0.704375-0.9634940.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1515Przeanalizowano10.711.5619-0.861875-1.178930.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1616Przeanalizowano10.589.854380.7256250.9925610.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1717Przeanalizowano11.1211.3933-0.273333-0.3796820.333333
help-doe-fractional-factorial-analysis-1818Przeanalizowano9.047.909381.130621.546550.3125
help-doe-fractional-factorial-analysis-1919Przeanalizowano11.2911.7119-0.421875-0.577070.3125

Kodowanie czynników

Czynnik wskazuje dane wejściowe, a typ sposób modelowania. Centrum i skala przekształcają ustawienia liczbowe w wartości kodowane: (ustawienie − centrum) / skala. Punkt środkowy ma więc kod 0, a dolna i górna granica −1/+1. Poziomy i kontrasty dotyczą kodowania kategorii; kreska nie oznacza brakującego pomiaru liczbowego. Zachowaj z tabelą uwagi o kolumnach modelu, blokach i rzędzie macierzy.

Kodowanie czynników · Liczba wierszy: 4
CzynnikTypCentrumSkalaPoziomy / kontrasty
press_pressure_mpaLiczbowy0.30.1—
platen_temperature_cLiczbowy4510—
press_dwell_sLiczbowy21—
post_press_hold_sLiczbowy105—
  • Kolumny modelu: wyraz wolny, press_pressure_mpa, platen_temperature_c, press_dwell_s, post_press_hold_s, punkt centralny
  • Tolerancja rzędu macierzy: 1e-10

8. Utwórz raport

Zachowaj Model overview, Adjusted term ANOVA, Coefficients, Coefficient covariance, Row diagnostics i Factor coding, a także tabelę Factorial effects oraz wykresy efektów i reszt. Podaj jednostki odpowiedzi, ustawienia czynników, zarejestrowaną kolejność wykonania i wszystkie uwagi do modelu. Udostępniając wnioski lub predykcje, wskaż wykryty brak dopasowania.

Wybierz Add to report z zakończonego przebiegu. Otwórz Choose individual items and advanced options aby wybrać tabele i wykresy, a następnie wybierz Add to draft. Ukryte elementy pozostają w zapisanej analizie.

Nadaj raportowi nazwę, dodaj cel badania i swoją interpretację. Wybierz Save, sprawdź Preview, a następnie użyj Export → Download HTML. Poniższy przykład zawiera całą wybraną treść, w tym wyniki wykraczające poza jeden ekran.

Raport w języku angielskim. Pełny oryginalny wynik tego przykładu z Help, obejmujący odpowiednie tabele, wykresy i uwagi do obliczeń. Liczby w raporcie zachowują precyzję wyświetlaną przez aplikację. Wyeksportowane wykresy są statyczne. Na wąskich ekranach przewijaj szerokie wykresy i tabele w poziomie.
Zobacz przykładowy raport: Analiza ułamkowego planu czynnikowego: przyczepność etykiety

Używamy Microsoft Clarity, w tym nagrań sesji i map cieplnych, aby zrozumieć sposób korzystania z witryny. Możesz korzystać z witryny bez wyrażania zgody na analitykę.

Twój wybór jest zapisywany w tej przeglądarce na sześć miesięcy. Informacja o prywatności

Obecny wybór: Nie wybrano.