Создание дробного факторного плана

Запланируйте меньше сочетаний факторов, явно учитывая эффекты, которые остаются смешанными.

Руководства · Планирование эксперимента (DOE) · Чтение: 5 мин

Названия команд приложения, идентификаторы рабочих листов и значения данных примеров сохраняют исходное написание. Снимки экрана, графики и загружаемые файлы представлены на английском языке.

Пример: Адгезия этикетки

Команда планирует изучить давление, температуру плиты, выдержку под давлением и время выдержки после прессования. Положительная полуреплика повторяет восемь сочетаний дважды и добавляет три опыта в центре. Усилие отслаивания будет измеряться в N на 25 mm.

Скачать каталог факторов (CSV)

Этот же пример используется в Help. CSV перечисляет определения факторов для ручного ввода на вкладке Inputs; импорт не настраивает план. Используйте Open example in a practice copy в Help, чтобы предварительно заполнить настройки примера.

1. Создайте рабочую область

На боковой панели откройте Design of Experiments и создайте анализ. Задайте ему имя, выберите New blank worksheet, затем нажмите Create analysis. Каталог факторов — справочный материал; импортировать измерения для этой задачи не нужно.

2. Выберите план

На вкладке Inputs выберите Create design в поле Task и Fractional factorial в поле Design family.

3. Введите факторы

В разделе Factors добавляйте факторы кнопкой Add factor или удаляйте строки, пока не останется 4 фактора. Сохраните приведённый ниже порядок. Для каждого фактора в поле Type выберите Numeric.

Введите следующие значения Factor name, Unit, Low и High.

ФакторИмя фактораЕдиницаНижний уровеньВерхний уровень
Apress_pressure_mpaMPa0.20.4
Bplaten_temperature_c°C3555
Cpress_dwell_ss13
Dpost_press_hold_ss515

4. Задайте план опытов

Введите 2 в поле Complete replicates и 3 в поле Center points per design. Выберите Unblocked в поле Blocks. В поле Generators, separated by commas введите D=ABC. Установите флажок Randomize within blocks и введите 42 в поле Random seed.

В предварительном просмотре должны появиться Expected 19 runs in 1 block(s) и Resolution 4.

Design of Experiments: Inputs с выбранными столбцами и настройками примера
Вкладка Inputs для дробного факторного плана с границами факторов, повторами, центральными точками, блоками и начальным значением генератора для этого плана опытов. Посмотреть изображение в полном размере (в новой вкладке)

5. Сгенерируйте план

Нажмите Generate design. Откроется новый рабочий лист с рандомизированным планом опытов и пустым столбцом Response 1. Откройте Results, чтобы проверить сводку плана и полную таблицу опытов. Храните этот сгенерированный план отдельно от примера анализа записанного эксперимента.

6. Интерпретируйте результаты

  1. Проверьте план опытов

    В сводке плана указано 19 опытов: восемь различных сочетаний полуреплики с двумя повторами и три центральных опыта в одном блоке. План использует половину из 16 сочетаний нижнего и верхнего уровней четырёх факторов. Усилие отслаивания ещё не измерено.

  2. Прочитайте первый опыт

    Опыт с порядком проведения 1 — это опыт 7 по стандартному порядку, повтор 1. Его условия: давление 0.4 MPa, температура плиты 55 °C, выдержка под давлением 1 секунда и выдержка после прессования 5 секунд. Следуйте порядку проведения, не сортируя столбцы факторов.

  3. Понимание компромисса

    Буквы факторов соответствуют таблице настройки: A — давление, B — температура, C — выдержка под давлением, D — выдержка после прессования. Нижние уровни кодируются как −1, верхние — как +1. Генератор D=ABC означает перемножение первых трёх кодов для выбора четвёртого. Для опыта с порядком проведения 1 получаем (+1)×(+1)×(−1)=−1: выдержка после прессования имеет нижний уровень, 5 секунд. Эта полуреплика имеет разрешающую способность IV; взаимодействие давления и температуры имеет общую оценку с взаимодействием двух видов выдержки, а главные эффекты смешаны с трёхфакторными взаимодействиями.

  4. Выбор способа использования плана

    Повторы помогают оценить изменчивость между опытами, но не устраняют смешивание этих эффектов. Перед проведением эксперимента проверьте полную структуру смешивания эффектов. Если необходимо разделить смешанную пару, запланируйте дополнительные сочетания условий, не считая повторы решением этой задачи.

  5. Проведите и запишите исследование

    Убедитесь, что все условия осуществимы, затем следуйте рандомизированному порядку проведения. Каждый повтор готовьте независимо. Вносите вновь измеренное усилие отслаивания в Response 1 напротив соответствующего опыта; никогда не переносите измерения из другого эксперимента по положению строки.

Подробнее: прочитайте каждый раздел результатов

Полные таблицы результатов используют шесть значащих цифр, как в Help.

Сводка плана

Family указывает тип плана. Runs — общее число опытов, 19; Base runs — базовое число опытов генератора, 8. Replicates и Blocks отражают выбранную структуру. Actual seed равно 42; сохраняйте вместе с ним Generator version для воспроизведения плана. Alpha относится к осевому расстоянию центрального композиционного плана. Resolution описывает смешивание эффектов в дробном факторном плане; тире означает, что показатель неприменим.

Сводка плана · 9 строк
СтатистикаЗначение
СемействоFractional factorial
Опыты19
Базовые опыты8
Повторы2
Блоки1
Альфа—
Разрешающая способность4
Фактическое начальное значение генератора42
Версия генератораdoe-v2.1
  • Недоступные настройки показаны как —; сохранённые строки плана остаются определяющими.

Настройки факторов

Каждая строка даёт имя фактора, тип моделирования, единицу и введённые нижнюю и верхнюю границы. Все факторы здесь числовые. Тире в уровнях означает, что дополнительный явный список уровней не вводился. Середины — настройки факторов для центральных опытов, а не измеренные отклики.

Настройки факторов · 4 строки
ФакторТипЕдиницаНижнееВерхнееУровни
press_pressure_mpaчисловоеMPa0.20.4—
platen_temperature_cчисловое°C3555—
press_dwell_sчисловоеs13—
post_press_hold_sчисловоеs515—

Лист опытов

Все сгенерированные опыты показаны в порядке выполнения. ID строки идентифицирует опыт; стандартный порядок — его позицию в плане; порядок выполнения — планируемую последовательность. Блок группирует опыты, а повтор идентифицирует повторные планы. Тип точки различает факторные, звёздные (осевые), рёберные или центральные точки, когда применимо. Остальные столбцы — фактические настройки факторов в указанных единицах. Столбец Response 1 сгенерированного рабочего листа изначально пуст; в этом плане нет значений отклика.

Лист опытов · 19 строк
ID строкиСтандартный порядокПорядок выполненияБлокТип точкиПовторpress_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

Структура смешивания эффектов

Term называет эффект, а Aliases перечисляет эффекты, которые эта полуреплика не позволяет отличить от него. При I=ABCD эффект AB смешан с CD, AC — с BD, AD — с BC. Буквы соответствуют порядку факторов, введённых на вкладке Inputs. Главные эффекты смешаны с трёхфакторными взаимодействиями. Повторы той же полуреплики не разделяют смешанные эффекты.

Структура смешивания эффектов · 10 строк
Член моделиСмешанные эффекты
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
  • Определяющее соотношение: I=ABCD
  • Соответствие факторов: A = press_pressure_mpa; B = platen_temperature_c; C = press_dwell_s; D = post_press_hold_s

7. Создайте отчёт

Сохраните Design summary, Factor settings и полную Run sheet, а также Alias structure. Запишите фактическое начальное значение генератора, его версию, единицы и запланированный порядок проведения опытов. Этот отчёт описывает план; измеренные отклики и их анализ добавьте отдельно после проведения эксперимента.

Выберите Add to report в завершённом анализе. Откройте Choose individual items and advanced options для выбора таблиц и графиков, затем выберите Add to draft. Скрытые элементы остаются в сохранённом анализе.

Назовите отчёт и добавьте цель исследования и свою интерпретацию. Выберите Save, просмотрите Preview, затем используйте Export → Download HTML. Пример ниже содержит весь выбранный материал, включая результаты за пределами одного экрана.

Этот отчёт создан в приложении и представлен на английском языке. Полный вывод приложения для этого примера Help, включая применимые таблицы, графики и примечания к расчёту. Числа в отчёте используют точность отображения приложения. Экспортируемые графики статичны. На узких экранах прокручивайте широкие графики и таблицы по горизонтали.
Посмотреть пример отчёта: Создание дробного факторного плана: адгезия этикетки

Мы используем Microsoft Clarity, чтобы понимать, как посетители пользуются сайтом, включая записи сеансов и тепловые карты. Вы можете пользоваться сайтом без согласия на аналитику.

Ваш выбор сохраняется в этом браузере шесть месяцев. Уведомление о конфиденциальности

Текущий выбор: Не выбрано.