در طراحی آزمایش (DOE)، عامل‌های انتخاب‌شده طبق برنامه مشخص تغییر میکنند تا اثر، تعامل و عدمقطعیت آن‌ها بررسی شود. طرح عاملی کامل دو عاملی، همه ترکیب‌های دو سطح انتخابی را می‌آزماید. تکرار مستقل و ترتیب تصادفی اجرا به جداکردن اثر شرایط آزمایش از نوسان آزمون و تغییرات زمان کمک میکنند. مثال فرضی استحکام آب‌بندی این مقاله، تعاملی را حساب میکند که آزمون تک‌عامل در هر نوبت ممکن است نبیند؛ هشت نتیجه آموزشی، تنظیم بهینه تولید را اثبات نمی‌کنند.
ببینید تغییر یک عامل چگونه به تنظیم عامل دیگر وابسته است.
میانگین هر ترکیب و اثرهای اصلی را دوباره حساب کنید.
تکرار اجرا را از قرائت دوباره همان نمونه جدا کنید.
ابتدا پاسخ و محدوده ایمن عامل‌ها را انتخاب کنید
پاسخ، کمیتی است که می‌خواهید آن را بفهمید؛ اینجا استحکام آب‌بندی بر حسب نیوتن است. عامل A، تنظیم دمای پایین یا بالا، و عامل B، زمان کوتاه یا بلند نگه‌داری در عملیات آب‌بندی است. این نام‌ها سطح‌های فرضیِ تأییدشده برای آزمون را توصیف میکنند و توصیه عملیاتی نیستند.
مؤسسه NIST، طرح عاملی کامل را آزمودن همه ترکیب‌های سطح‌های انتخاب‌شده تعریف میکند. دو عامل با دو سطح، چهار ترکیب آزمایشی می‌دهند. محدوده را با متخصص فرایند و ایمنی تعیین و مناسب‌بودن اندازه‌گیری را بررسی کنید. تعریف مواد و روش سنجش پاسخ روشن بماند. مطالعه Gage R&R می‌تواند پیش از آزمون، نوسان اندازه‌گیری را بررسی کند.
در هر ترکیب، اجرای مستقل داشته باشید
در سابقه فرضی، هر ترکیب دو اجرای مستقل با آماده‌سازی جداگانه دارد. جدول برای خواندن مرتب شده و ترتیب اجرا نیست. ترتیب تصادفی پیشنهادی شناسه‌ها، 3, 1, 8, 5, 2, 7, 4, 6، در فایل آمده است. محدودیت واقعی شاید به گروه‌بندی اجراها یا طرح دیگری نیاز داشته باشد.
دو بار خواندن استحکام همان آب‌بندی، دو آزمون مستقل فرایند نیست. بچ، زمان، اپراتور، وضعیت ماشین و محدودیت اجرا را ثبت کنید. اگر گرم‌شدن، تعویض ابزار یا بچ‌ها ساختار خاصی به آزمایش می‌دهند، آن را در طرح و تحلیل لحاظ کنید؛ طرح را بی‌دلیل کاملاً تصادفی ننامید.
| شناسه اجرا | دمای A | زمان نگه‌داری B | استحکام‌ها، نیوتن | میانگین، نیوتن |
|---|---|---|---|---|
| 1, 2 | پایین | کوتاه | 50, 52 | 51 |
| 3, 4 | بالا | کوتاه | 54, 56 | 55 |
| 5, 6 | پایین | بلند | 52, 54 | 53 |
| 7, 8 | بالا | بلند | 66, 68 | 67 |
پیش از پیشنهاد تنظیم، تعامل را بخوانید
در زمان کوتاه، تغییر دما از پایین به بالا میانگین را چهار نیوتن زیاد میکند: 55 − 51. در زمان بلند، همان تغییر دما ۱۴ نیوتن اضافه میکند: 67 − 53. پس اثر دما به زمان نگه‌داری وابسته است. معنای عملی تعامل همین است.
در کل این طرح متوازن، اثر اصلی دما نه نیوتن است: میانگین دمای بالا، ۶۱، منهای میانگین دمای پایین، ۵۲. اثر اصلی زمان هفت نیوتن است. با کدگذاری معمول −1/+1، اثر تعامل AB پنج نیوتن و ضریب آن در مدل برازش‌شده ۲٫۵ نیوتن است. قرارداد را بنویسید؛ اختلاف اثرهای ساده ۱۰ نیوتن است، نه پنج.
μ میانگین کل است. اثر ساده A در دو سطح B برابر چهار و ۱۴ نیوتن است. اختلاف آن‌ها ۱۰ نیوتن و اثر تعامل عاملی نصف این اختلاف است.
نوسان را برآورد و مدل را بررسی کنید
مدل شامل مقدار ثابت و اثرهای A، B و AB است. پس از برازش آن به هشت مشاهده، چهار درجه آزادی برای نوسان باقیمانده داریم. مجموع مربعات درون ترکیبها هشت نیوتن مربع و میانگین مربعات دو نیوتن مربع است. این محاسبه آموزشی، صلاحیت فرایند را تأیید نمی‌کند.
پیش از استنباط آماری، باقیمانده‌ها، اجرای غیرعادی، استقلال و محدودیت اندازه‌گیری را بررسی کنید. مدل دو سطحی، انحنای پاسخ بین تنظیم‌ها یا بیرون آن‌ها را اثبات نمی‌کند. NIST توضیح میدهد نقاط مرکزی می‌توانند انحنا را آشکار کنند، اما به‌تنهایی سطح کامل درجه دو را برازش نمی‌دهند.
- سؤال مهندسی را تعیین کنید
پاسخ، عامل‌ها، محدوده ایمن و شرایطی را انتخاب کنید که تصمیم را تغییر می‌دهند.
- ساختار اجرا را طراحی کنید
پیش از جمع‌آوری نتیجه، تکرار مستقل، ترتیب، گروه‌بندی و فیلدهای ثبت را برنامه‌ریزی کنید.
- اثر و عدمقطعیت را تحلیل کنید
تعامل، باقیمانده، فرض‌ها و پیامد عملی را کنار هم ببینید.
- شرط پیشنهادی را تأیید کنید
پیش از تغییر تولید معمول، آزمون تأییدی مجاز در شرایط نماینده اجرا کنید.
قوی‌ترین آب‌بندی لزوماً بهترین فرایند نیست
استحکام بیشتر همیشه مطلوب نیست. آب‌بندی ممکن است حد بالای عملکرد داشته باشد، به بسته آسیب بزند یا خط را کند کند. هنگام انتخاب تنظیم، کیفیت، نرخ خروجی و انرژی را هم بررسی کنید.
بیرون محدوده آزموده‌شده تعمیم ندهید و سطح‌های فرضی را روی تجهیز کپی نکنید. چرخه PDCA پیش‌بینی آزمون، نتیجه و تصمیم بعدی را وصل میکند. طراحی آزمایش، روش طراحی و تحلیل آزمون را داخل همین چرخه فراهم میکند.
سابقه اجرا و نتیجه‌های غیرمنتظره را نگه دارید
فایل، هشت نتیجه فرضی، شرایط آزمایش و ترتیب پیشنهادی اجرا را دارد؛ برای ثبت مطالعه خودتان هم فیلد خالی گذاشته شده است. تغییرها، حذف داده و انحراف از برنامه را با دلیل نگه دارید. میانگین نهایی، تغییر ثبت‌نشده مواد را توضیح نمی‌دهد.
برای بررسی اثر یک فرض فرایند در شبیه‌سازی، خود مدل هم به اعتبارسنجی نیاز دارد. این آزمایش کوچک فیزیکی، عملکرد کارخانه را تأیید نمی‌کند.
مثالی مرتبط از ابوالفضل
مسئلهٔ پرشدن اضافی را از تعریف تا کنترل بهبود دنبال کنید.
به انگلیسی در وبلاگ شخصی ابوالفضل، بنیان‌گذار Vrolen. مطالعهٔ مرتبط است، نه منبع فنی مستقل.
چک‌لیست عملی
- پاسخ و واحد را مشخص کنید.
- سطح ایمن عامل‌ها را تأیید کنید.
- روش اندازه‌گیری را بررسی کنید.
- اجرای مستقل را از قرائت تکراری جدا کنید.
- ترتیب و گروه‌بندی را پیش از اجرا تعیین کنید.
- پیش از میانگین‌گیری اثرها، تعامل را بررسی کنید.
- باقیمانده و محدوده اعتبار مدل را بررسی کنید.
- شرط پیشنهادی را در شرایط نماینده تأیید کنید.
پرسش‌های متداول
پرسش‌های متداول
منابع و مطالعهٔ بیشتر
منابع معتبر استفاده‌شده برای پژوهش و بررسی این راهنما.