TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH

OBSAH

TRENČIANSKA UNIVERZITA ALEXANDRA DUBČEKA V TRENČINE

Fakulta mechatroniky

Katedra metrológie a kvality

Pravdepodobnostné modely riadenia kvality

Návod na tvorbu DoE v programe Minitab 12

Dátum: 11.04.2007

Martin Bažant kr. 22401

Ročník: štvrtý

Obsah

2Obsah

Zoznam obrázkov3

Zoznam symbolov a skratiek3

1Minitab4

1.1Popis menu – Stat/DOE:4

1.2Vytvorenie nového experimentu5

1.2.1Nastavenie typu testovania (Designs)6

1.2.2Zadefinovanie názvov faktorov a určenie ich hodnôt6

1.2.3Results7

1.2.4Options8

1.3Základné grafy DoE9

1.4Analýza11

2Použitá literatúra13

Zoznam obrázkov

5Obr. 1Vytvorenie návrhu experimentu

Zoznam symbolov a skratiek

1 Minitab

Funkcia návrhu experimentu (DOE) ponúka metódu pre súčasné skúmanie efektov viacerých premenných na výstupnú premennú (odozvu). Tieto experimenty sú tvorené postupne alebo počas testu, v ktorých sa ciele menia vstupné premenné alebo faktory a výsledky každého priebehu sa zaznamenávajú. [1]

Odborníci na kvalitu využívajú návrh experimentu, aby určili podmienky pre procesy a zložky produktu, ktoré majú vplyv na kvalitu a nájdenie konfigurácie vstupných podmienok (faktorov) maximalizujúcich výsledky. Po prevedení experimentu a zadania výsledkov analytické a grafické nástroje programu Minitab pomôžu výsledkom porozumieť. [1]

Medzi funkcie pre návrh experimentu v programu Minitab patrí:

· Katalógy návrhu, z ktorých možno vybrať a uľahčiť si tvorbu návrhu,

· Automatické vytvorenie a uloženie návrhu po zadaní jeho vlastností,

· Možnosť zobraziť a uložiť diagnostickú štatistiku, ktorá vám pomôže interpretovať výsledky,

· grafy, ktoré pomáhajú s interpretáciu a prezentáciou výsledkov. [1]

1.1 Popis menu – Stat/DOE:

· Create Factorial Design (tvorba plánov pokusu) – tvorba dvojúrovňovej a čiastkových plánov experimentu

· Define Custom Factorial Design (definovanie voliteľných plánov pokusu) – tvorba a plánovanie pokusov z vopred určených údajov

· Analyze Factorial Design (analýza plánu pokusu) – prispôsobenie dvojúrovňovej a čiastkového plánovania pokusu,

· Factorial Plots (grafy faktorov) – zobrazenie hlavný efektov, vzájomné interakcie, kubické grafy pre dvojúrovňové plné a čiastkové plány pokusov

· Create RS Design (tvorba RS návrhu) – tvorba Box-behnkemových a centrálne zložených návrhov

· Define Custom RS Design (definovanie voliteľného RS návrhu) –

· Analyze RS Design (analýza RS návrhov) –

· RS Plots (RS grafy) –

· Multiple Response Optimizer (viac násobná odozva optimalizácie) – vyráta číselné optimálne riešenie a vykreslí interaktívny graf čo pomáha identifikovať kombinácie faktorov prostredia ktoré sa spoločne optimalizujú a súbor odpovedí

· Overlaid Contour Plot – kresby a profily grafov pre viacnásobné odpovede

· Create Mixture Design (tvorba zmiešaných návrhov) – vytvorenie prostredie pre jednoduché centrálne a jednoduché štruktúrované návrhy

· Define Custom Mixture Design (definovanie voliteľných zmiešaných návrhov) – vytvorenie zmiešaných návrhov z už vopred určených údajov

· Analyze Mixture Design (analýza zmiešaných návrhov) – prispôsobenie údajov od nejakého šéfa zmiešaného návrhu

· Modify Design (modifikácia návrhu) – zmenenie faktorov zmien a zarovnanie

· Display Design (zobrazenie návrhu) – zmenenie dizajnu poradia a kódovania od faktorov v tabuľke

1.2 Vytvorenie nového experimentu

Aby sa v programe Minitab mohli zadávať alebo analyzovať dáta z merania je treba najskôr vytvoriť návrh experimentu a uložiť ho do pracovného listu. [1]

Stat/DOE/Create Factorial Design

1. Zvolíme si dvoj stupňový faktor s prednastaveným generátorom

2. Zvolíme si počet faktorov experimentu (2 až 15)

3. Zvolíme aký typ testovania chceme robiť (1/4, 1/2, plný)

4. Zadefinovanie názvov faktorov a ich hodnoty

5. Určenie zhrnutia (výsledku)

6. Nastavenie

V prípade, že chceme vidieť ako bude vypadať návrh experimentu (pri danom počte faktorov v závislosti od typu testu koľko bude prevedených experimentov) treba kliknúť na tlačidlo „Display Available Designs“.

Obr. 1Vytvorenie návrhu experimentu

1.2.1 Nastavenie typu testovania (Designs)

1. Zvolenie o aký typ testu máme záujem

2. Zvolenie koľko je centrálnych bodov

3. Zvolenie počtu opakovaní každého experimentu

4. Počet blokov

1.2.2 Zadefinovanie názvov faktorov a určenie ich hodnôt

1. Pomenovanie jednotlivých faktorov

2. Zadefinovanie dolnej hodnoty experimentu

3. Zadefinovanie hornej hodnoty experimentu

1.2.3 Results

1. Nastavenie výsledku návrhu experimentu

a. None – žiadny výsledok nezobrazovať

b. Summary table – súhrnná tabuľka obsahujúca informácie ako počet faktorov, počet riadkov, počet blokov, počet meraní a počet centrálnych bodov

c. Summary table, alias table – v našom prípade sa nepridá oproti predchádzajúceho súhrnu žiadna nová informácia

d. Summary table, alias table, data table – zobrazí sa navyše tabuľka návrhu testu v prevedení „+“ a „ –“ túto tabuľku možno vložiť do dokumentácie o návrhu testu

e. Summary table, alias table, data table, defining relation -

2. Obsah aliasových tabuliek

a. Štandardný vzájomne ovplyvňované

b. Určenie koľko ich môže byť (závislé od počtu faktorov)

Súhrnná tabuľka:

Factors: 5 Base Design: 5; 32

Runs: 32 Replicates: 1

Blocks: none Center pts (total): 0

Alias table:

All terms are free from aliasing

Data table:

Data Matrix (

Run A B C D E

1 - - - - -

2 + - - - -

3 - + - - -

4 + + - - -

5 - - + - -

6 + - + - -

1.2.4 Options

1. ????

2. Vypnutie/zapnutie náhodného poradia experimentov – vo všetkých typoch návrhu experimentu, okrem Taguchiho je náhodné poradie aktívne. Náhodné poradie zaisťuje, že model splní určité štatistické predpoklady a potlačí vplyv faktorov nezahrnutých do štúdie. [1]

3. Vypnutie/zapnutie zobrazenia návrhu experimentu v tabuľke

(Toto som zabudol pridať do pôvodného návodu)

Po potvrdení nastavených/vybratých možností sa vygeneruje nasledujúca tabuľka návrhov jednotlivých experimentov.

Stĺpec „C9“ slúži na zapísanie výsledkov experimentu

1.3 Základné grafy DoE

Stat/DOE/Factorial Plots

I. Hlavné efekty

II. Grafy interakcií dvoch parametrov

III. Kockový graf (cube)

1. Vzťažná veličina (faktor ku ktorému sa budú ostatné porovnávať),

2. Tabuľka faktorov s ktorých vyberieme veličinu(-y) ako vzťažné,

3. Porovnávané faktory

4. Pridávanie odoberanie faktorov po jednom alebo naraz

I. Main Effects Plot

II. Vzájomné interakcie faktorov k faktoru Y

III. Cube Plot k parametru Y

1.4 Analýza

Stat/DoE/Analyze Factorial Design

Pri tejto analýze sa v okne výsledkov zobrazia vypočítané efekty a koeficienty faktorov a ich interakcií

Estimated Effects and Coefficients for Y (coded units)

Term Effect Coef

Constant 7,500

A -0,200 -0,100

B -4,500 -2,250

C -6,000 -3,000

D 4,000 2,000

E 0,300 0,150

A*B -0,000 -0,000

A*C 0,900 0,450

.

.

B*C*D*E 0,200 0,100

A*B*C*D*E -0,400 -0,200

Estimated Coefficients for Y using data in uncoded units

Term Coef

Constant 14171

A -2485

B -181

C -2300

Koeficienty pre model experimentu

Estimated Coefficients for Y using data in uncoded units

Term Coef

Constant 190,200

A 6,000

B -1,660

C 27,200

D -1,075

E -2,250

A*B 0,040

A*C -0,600

A*D -0,060

A*E 0,050

B*C -0,420

B*D 0,011

B*E -0,002

C*D 0,035

C*E -0,025

D*E 0,012

1. Zoznam premenných pre analýzu

2. Analyzovaná premenná

3. Grafy analýzy

a. Normal Probability plot the Effects – diagram interakcií,

b. Paretov diagram

c. Hystogram

d. Residuálne diagramy

4. Terms – podmienky nastavenie do akej úrovne sa majú robiť jednotlivé interakcie (kombinácie koľkého typu)

2 Použitá literatúra

[1] Meet Minitab 15 pro Windows, Minitab Inc., 2007, (citované dňa 12.4.2008), dostupné na internete , s. 50-53

� Ak by sme chceli takúto tabuľku použiť v Exceli, je vhodné ju prerobiť na tabuľku. Tento úkon sa robí v Exceli nasledujúco:

Vysvietime tabuľku

Údaje/text na stĺpce