DOE – Plánovaný experiment
Taguchiho Design of Experiments (DOE) je systém inžinierstva kvality, ktorý zdôrazňuje efektívnu aplikáciu inžinierskych stratégií skôr ako pokročilé využitie štatistických metód. Táto technika zahŕňa priame aj nepriame inžinierstvo kvality.
Experimentovanie predstavuje vlastné testovacie kombinácie rôznych hodnôt (úrovní) faktorov, o ktorých si myslíme, že majú vplyv na odozvu (charakteristiku kvality). Pretože testovanie všetkých variantov predstavuje neúmerne veľký počet skúšok, používajú sa pre experimentovanie skrátené metódy, ktoré skúmajú len určitú frakciu všetkých možných kombinácií.
Navrhovanie experimentov umožní spoločnosti efektívne nadobudnúť technické informácie pre riešenie a produkciu s vysokou kvalitou pri čo najnižších nákladoch a spoľahlivosť používaných procesov. Najúčinnejšie aplikácie DOE umožňujú inžinierom vyvinúť flexibilné technológie pre vytvorenie vysoko kvalitných produktov pri redukcii času potrebného pre výskum, vývoj a dodanie produktu. DOE je odporúčaný a v niektorých prípadoch aj priamo vyžadovaný výrobcami automobilov.
Metóda DOE nie je len návrh vlastného experimentu, ale je súhrnom mnohých činností, ktoré pomôžu lepšie pochopiť a poznať analyzovaný problém. Je to nástroj určený k štúdiu parametrov (faktorov) ovplyvňujúcich skúmaný proces. Metodiku je možné použiť ako na laboratórne podmienky, tak i na reálny priemyslový proces. Lepšie je experiment uskutočňovať z reálnych podmienok s reálnou variabilitou všetkých premenných.
Experimentálne postupy možno rozdeliť na:
- experimenty neplánované (náhodné, živelné),
- experimenty plánované.
Plánovaný experiment sa riadi vopred vypracovaným plánom experimentu. Plán experimentu stanovuje počet pokusov, z ktorých je experiment zostavený, podmienky, za ktorých sa jednotlivé pokusy uskutočnia a poradie pokusov. Z uvedeného je zrejmé, že sa rozlišuje význam pojmov pokus = zistenie hodnoty ukazovateľa kvality za určitých, vopred plánovaných podmienok výroby a experiment = systém všetkých pokusov.
Etapy pri navrhovaní experimentu:
Všeobecné prínosy pri aplikácii DOE:
- zlepšovanie (optimalizácia) kvality,
- znižovanie nákladov,
- redukcia % nezhodných výrobkov,
- vyššia spokojnosť zákazníka.
Metódy plánovania a vyhodnocovania experimentov
Experimenty s jedným faktorom
Najjednoduchšia je situácia, keď variabilitu skúmanej premennej X ovplyvňuje len jeden faktor (presnejšie, skúmame vplyv len jedného faktora). Faktor F1 môže nadobúdať m úrovní.
Pri každej úrovni realizujeme aspoň jeden experiment.
- vyvážený plán – počet experimentov na jednotlivých úrovniach je rovnaký,
- nevyvážený plán – počet experimentov na jednotlivých úrovniach je rôzny.
Pri zostavení plánu experimentu je dôležité zabezpečiť náhodnosť postupnosti realizácií jednotlivých experimentov a
úrovní analyzovaného faktora F1. Štatistický softvér takúto možnosť poskytuje.
Experimenty usporiadané do blokov
Často sa stáva, a to najmä v prípadoch, ak sa realizuje viac pokusov, že nie je dosť dostatočne homogénnych meraní vo vzorke, pretože výrobný proces prebieha po blokoch, väčších dávkach, na rôznych strojoch, v rozličných zmenách a podobne. Pri skúmaní vplyvu úrovní faktora F1 na variabilitu premennej X môže táto organizácia výroby v blokoch mať určitý skresľujúci vplyv. Vplyv blokov je možné vylúčiť organizáciou experimentov do blokov. Bloky predstavujú relatívne homogénne objekty. Realizácia jednotlivých objektov by mala mať opäť náhodný charakter. Randomizovaný (náhodne prevedený) plán blokového experimentu je možné vytvoriť príslušnými príkazmi štatistického softvéru.
Faktoriálne experimenty
Faktoriálny experiment sa spája so súčasným variovaním všetkých faktorov. Faktory môžu mať nekonečné množstvo úrovní, avšak pri plánovaní experimentu s cieľom dosiahnuť výsledky v rozumných tvaroch, stačí skúmať faktory na dvoch, troch alebo piatich úrovniach. Jedným z tradičných použití faktoriálnych plánov sú plány, v ktorých faktory majú dve úrovne. Ich účelom je v prvej verzii pokusov overiť, či dané faktory majú alebo nemajú vplyv na variabilitu skúmanej premennej X. Pridávanie ďalších úrovní faktorov alebo pridávanie ďalších faktorov, ktoré môžu ovplyvňovať variabilitu premennej, je síce dosť jednoduché, ale vzhľadom na to, že výrazne rastie počet nutných experimentov na získanie hodnôt premennej, je to ekonomicky alebo časovo veľmi náročné.
Ak sledovaný ukazovateľ kvality je označený ako Y (resp. sledované ukazovatele Y1, Y2 … Yk) a faktory, ktoré ho ovplyvňujú A, B, C, D…, kde faktory sa môžu pohybovať na rôznych úrovniach, povedzme A1, A2, A3 … – pre faktor A, B1, B2, B3 … – pre faktor B atď., tak cieľom plánovania experimentu je:
- rozhodnúť, ktoré z faktorov A, B, C, D …. sú významné,
- nájsť takú kombináciu úrovní faktorov A, B, C, D… pre ktorú je optimálny ukazovateľ Y, a to i pri pôsobení nežiaducich rušivých vplyvov (šumov).
Počet komentárov: 1 k téme “DOE – Plánovaný experiment”
[...] DOE – Plánovaný experiment [...]
Nechaj komentár