Tilraunahögun á nýrri öld  - Vöru- og ferlaþróun með Design-Expert® hugbúnaði

Tilraunahögun (Design of experiment) er öflug aðferðafræði sem beita má í iðnaði og rannsóknum. Algeng aðferð við tilraunir er að breyta einum þætti í einu og meta áhrif hans á eiginleika afurðarinnar eða ferilsins. Þetta er oft kallað "OFAT - One Factor At a Time" eða, einn þáttur í einu.

Með þeirri aðferð er öllum þáttum haldið stöðugum nema einum, sem er breytt. Síðan er gengið á næsta þátt og honum breytt, o.svo. frv. Megin ókostir þessa eru þeir að aðferðin nemur ekki möguleg áhrif víxlhrifa (interaction) milli þátta, en þau áhrif geta einmitt vegið þyngst.

Með Design-Expert® heyra slík vinnubrögð nú sögunni til. Með hugbúnaðinum má stilla upp fjölbreyttum, hnitmiðuðum tilraunum. Með þáttatilraunum (factorial experiments) er mörgum þáttum breytt samtímis og áhif þess metin. Um leið er fjölda tilrauna haldið í lágmarki, sem er sérlega mikilvægt sé verið að meta áhrif margra þátta.
Design-Expert® býður upp á fjölda mögulegra tilraunauppsetninga. Sem dæmi má nefna: 

Síun með tveggja styrkleika þáttatilraun
- Síað fyrir þáttum með tveggja styrkleika þáttatilraun (two level factorial screening studies). Sía má allt upp í fimmtán þætti: Dæmi: Ákvarða hvaða þættir (s.s.hitastig, tími, hraði) eða efnategundir í ferli hafa áhif á æskilega eiginleika. Hér má nota s.k. factorial design builder. 

Almennar þáttatilraunir (General Multilevel Factorial designs)
- Almennar þáttatilraunir með möguleikum á fleiri en tveimur styrkjum / tegundum. T.d. að prófa og bera saman þrjú efni við þrjú mismunandi hitastig. 

Meta áhrif með RSM
- Nota svarflatar aðferðir (Response surface method) til þess að hámarka æskilega eiginleika. Dæmi: Meta áhrif einstakra þátta á æskilega eiginleika með það fyrir augum að ná hámarksstyrkleika, auka endingu eða bæta útlit. 

Blöndunartilraunir
- Nota tilraunauppsetningar fyrir efnablöndur (mixture design) og finna þau efnahlutföll sem gefa bestu eiginleika. 
"Crossed-Design"
- Unnið er með breytingar á þáttum s.s. hitastigi og tíma, samtímis því að breyta efnamagni í uppskrift. 

Velja má úr fjölda mögulegra tilraunauppsetninga til þess að mæta ólíkum þörfum og getur notandinn víða breytt uppsetningu til samræmis við eigin aðstæður. Hugbúnaðurinn aðstoðar við ýmsar nauðsynlega verkþætti s.s. við skipulagningu endurtekninga (replication) tilrauna, röðun af handahófi (randomzation) og blokkun (blocking). 

Mynd úr Design-Expert® - Skipulagning tilraunar Með hugbúnaðinum má á einfaldan hátt breyta samtímis bæði flokkum þátta ("categorial factors"; t.d. nota hráefni A eða hráefni B) og styrkjum (s.s. lágur styrkur eða hár styrkur) eða blöndunarhlutföllum (t.d. 1:4 eða 1:5) eða jafnvel breyta stillingum í framleiðsluferli. Þegar notandinn er búinn að slá inn nauðsynlegar upplýsingar s.s. um fjölda styrkja og þátta, býr Design-Expert® til vinnublað þar sem röð tilrauna og aðrar nauðsynlegar upplýsingar koma fram.

Mynd úr Design-Expert® - Uppsetning vinnublaðs  -  Uppsetning tilrauna og öll túlkun hugbúnaðarinns byggir á öflugri tölfræðilegri greiningu. Stöðugur aðgangur er að hjálpartexta og niðurstöðum í töfluformi og aðstoð er fáanleg við túlkun niðurstaðna.

Mynd úr Design-Expert® - Niðurstöður í töfluformi Gagnvirkar teikningar af niðurstöðum í tví- eða þrívídd auka yfirsýn notandans og skilning á niðurstöðum.

Myndir úr Design-Expert Design-Expert® - Myndræn framsetning auðveldar túlkun 

Heimsæktu hér heimasíðu þeirra Stat-Ease, Inc. Sæktu hugbúnað, greinar, fréttablaðið Stat-Teaser, upplýsingar um námskeið og ýmsan fróðleik.

Til baka.