Megjegyzés: példák a tájékoztatást szolgálják, bemutatják a témakörhöz tartozó feladatok jellegét. A szükséges adatokat MINITAB fájlok tartalmazzák, melyeket - a példamegoldásokkal és magyarázatokkal együtt - a képzésen kapják meg a résztvevők.

Kísérlettervezési példák

1.Példa
Kétfaktoros teljes kísérlet ismétléssel. Optimális faktorbeállítások.
Sütemény nedvességtartalmát befolyásolja a sütési hőmérséklet és a sütés ideje. A nedvességtartalomra a célérték 26%. Hozzunk létre egy kétfaktoros teljes kísérleti tervet két ismétléssel. A faktorokat állítsuk két szintre (Hőmérséklet: 325 és 375 C; Idő 30 és 50 perc) és végezzük el a kísérleteket. Az eredményeket a munkalap tartalmazza. Végezzünk DOE elemzést és állapítsuk meg az optimális faktorszint beállításokat.
Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés

2.Példa
Kétfaktoros négyszintes DOE, ismétléssel és blokkhasználattal.
Rézlemez elvetemedését két faktor befolyásolja, melyeket négy szintre állítunk: Hőmérséklet (50 75 100 125 C) és Réztartalom (40 60 80 100 %). Hozzunk létre egy általános teljes faktoros (General Full Factorial Design) elrendezést: két faktor négy szinten, 2 ismétléssel és 2 blokkal. Mérési adatokat (standard sorrendben) a munkalap tartalmazza. Állapítsuk meg a legjobb modellt. Vizsgáljuk a maradékokat. Minimalizáljuk a vetemedést a megfelelő faktorszintek beállításával. Ekkor mekkora a vetemedés?
Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés    Megtekintés

3.Példa
Részfaktoros kísérlet.
Kémiai reakció történik, melyet befolyásol 5 faktor:  ADAGOLÁS sebessége (10; 15 l/perc), KATALIZÁTOR (A; B). KEVERÉS sebessége (100; 120 fordulat/perc),  HŐMÉRSÉKLET (140; 180 C) és a KONCENTRÁCIÓ (3; 6 %). Az átalakulás százalékát mérik. Végezzünk feles részfaktor-kísérletet 16 beállítással (2^5-1), ismétlés nélkül. Elemezzük az adatokat. Melyek a fontos faktorok és kölcsönhatások? Hozzuk létre a legjobb modellt. Melyik faktorszint-beállítások adják a legnagyobb kihozatalt? Mekkora a kihozatal az optimális beállítás esetén?
Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés

4.Példa
Faktoros kísérlet centrumponttal.
A feladat egy kémiai reakció maximalizálása két faktor - hőmérséklet és koncentráció - helyes beállításával. Előző kísérletek szerint az eddigi legjobb kihozatalt a hőmérsékletnek 180 C-ra és a koncentrációnak 3%-ra állítása adta. Az előbbi beállítást centrumnak tekinthetjük és vizsgáljuk meg, körülötte kapunk-e jobb eredményt? Ezért egy teljes kétfaktoros kísérletet végzünk a centrumpont körül. A centrumpontban két kísérlet történik. Hozzuk létre az ehhez szükséges kísérleti elrendezést. A centrumpont körüli új kísérlethez a hőmérséklet új szintjei: 170 C és 190 C, a koncentráció új szintjei: 2% és 4%. A centrumpontban a faktorok beállítása marad a régi: 180 C és 3%. Hozzuk lére a legmegfelelőbb modellt. Hol van a reakció maximuma?
Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés

5.Példa
Robosztus tervezés. Taguchi módszer
Műanyaghegesztést négy szabályzó fakor befolyásolja. Két zajfaktort vesznek figyelembe. Minden faktor két beállítással rendelkezik. Válaszváltozó: műanyag zacskó hegesztésének tépőereje. Szabályzó faktorok: hőmérséklet, nyomás, műanyag fólia vastagsága, hegesztés ideje. Zajfaktorok: alapanyag-beszállító és gyártósor. Részfaktoros belső elrendezés: 2^4-1; teljes faktoros külső elrendezés: 2². Milyen szintekre állítsák be a szabályzó faktorokat, hogy minimális legyen a szórás (robusztusság biztosítása) és a maximális tépőerőt kapják. Mekkora a tépőerő az optimális beállításnál?
Megtekintés     Megtekintés

6.Példa
Válaszfelület-módszer. Cental composit terv.
Új édeség-készítményhez a legjobb faktorszint-beállítást keressük. Érzékszervi vizsgálattal pontozzák a készítményt (1-10). Hozzunk létre Cental composit tervet a következő feltételekkel: 2 faktor, 13-féle kísérleti beállítás, 10 ismétlés (replicate), ismétlések blokkokat alkossanak (block on replicates). Faktorok megnevezései és szintjei: Szirup (1 és 2 gramm), Cukor (1 és 2 gramm). A szintbeállítások adják a sarokpontokat (Cube points). Ábrázoljuk kísérleti pontokat (Scatterplot). Állapítsuk meg a négyzetes modellt. Milyen faktorszint-beállítások adják a legnagyobb pontszámot?
Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés

7.Példa
Válaszfelület-módszer. Box-Behnken terv.
Új édeség-készítményhez a legjobb faktorszint-beállítást keressük. Érzékszervi vizsgálattal pontozzák a készítményt. Hozzunk létre Box-Behnken kísérleti tervet: Faktorok száma: 3, Ismétlések száma (replicates): 10, ismétlések blokkokban vannak (Block on replicates). A 3 faktor: Szirup (0, 3 gramm), Cukor (0, 3 gramm), Adalék (0, 3 gramm). Nézzük meg a kísérleti pontok elhelyezkedést. Végezzünk elemzést és állapítsuk meg az adatokhoz legjobban illeszkedő felületet. Milyen faktorszint-beállítások adják a legnagyobb pontszámot?
Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés

8.Példa
Több válaszváltozó optimalizálása.
Karbid vágólapkák gyártásakor a por alakú alapanyagot szárítják fúvás útján. A préselt és kiégetett lapkák két tulajdonságát vizsgálják: törőerő Szórását és az anyag Porozitását. Cél a Szórás és Porozitás minimalizálása.
Faktorok és szintbeállításuk:
A. Tartály hőmérséklete (THőm): 80 és 120 C
B. Fúvóka mérete (Fúvóka): kicsi és nagy
C. Száraztartalom (Tartalom%): 67 és 72
D. Gázhőmérséklet (GHőm): 220 és 285 C
Elemzések révén megállapították, hogy
- Szórás szempontjából a legjobb modell: A B C D CD
- Porozitás szempontjából a legjobb modell: A B C D AC
Határozzuk meg a kombinált legjobb faktorszint-beállításokat. Ábrázoljuk az optimális területet az átlapoló kontúr ábrázolással (Ovarlaid Contur Plot).
Megtekintés     Megtekintés     Megtekintés

Vissza az előző lapra