Les plans d’expériences, en particulier avec la méthode Taguchi, sont une approche puissante dans le domaine de l’ingénierie et de l’optimisation des processus. Genichi Taguchi, un statisticien japonais renommé, a développé cette méthode dans le but de concevoir des expériences robustes, c’est-à-dire des expériences moins sensibles aux variations indésirables des facteurs. L’objectif ultime est d’optimiser la performance d’un produit ou d’un processus, tout en minimisant l’impact des sources de variation.
Les Étapes Clés de la Méthode Taguchi :
Identification des Facteurs et Niveaux :
Identification des Facteurs : La première étape cruciale consiste à déterminer les facteurs qui peuvent influencer le résultat de l’expérience. Ces facteurs peuvent être des variables de conception, des réglages de processus ou d’autres paramètres pertinents. Il est essentiel de choisir les facteurs les plus significatifs pour l’objectif de l’étude.
Définition des Niveaux :
Chaque facteur doit avoir différents niveaux, représentant les valeurs spécifiques que le facteur peut prendre. La variabilité des niveaux permet d’explorer l’influence de chaque facteur sur la réponse du système.
Sélection de la table de Taguchi :
À l’aide de la « table de Taguchi » ou d’autres plans d’expériences préétablis, des combinaisons spécifiques de niveaux sont sélectionnées pour chaque facteur. L’approche Taguchi est conçue pour maximiser l’efficacité expérimentale avec un nombre minimal d’essais.
Réplication des Essais :
Pour évaluer la variabilité des résultats, des réplications des essais sont effectuées. Cela permet de distinguer les effets réels des facteurs des variations aléatoires.
Analyse des Résultats :
Des techniques statistiques, sont appliquées pour évaluer l’influence de chaque facteur sur la réponse du système. L’objectif est d’identifier les facteurs les plus influents, et modéliser la réponse en fonction de ces facteurs, tout en minimisant la sensibilité aux variations indésirables.
Optimisation et Validation :
Une fois l’analyse des résultats est effectuée, un paramétrage est sélectionné pour optimiser la performance du produit ou du processus. Ces résultats peuvent être validés par des essais supplémentaires si nécessaire.
Le tableau ci-dessous résume les plans d’expériences de Taguchi proposés par Ellistat selon le nombre de facteurs étudiés :
Prenons le cas suivant : dans le processus de collage, on souhaite étudier l’impact de deux facteurs température et pression sur la force de collage.
La température varie entre 20°C et 30°C
La pression varie entre 5bar et 10bar
Le plan d’expérience proposé est une table L4, c’est-à-dire qu’il y aura 4 essais à faire en variant les deux facteurs (température et pressions) simultanément.
Vous remarquez que les deux facteurs peuvent avoir uniquement les valeurs minimales ou maximale, et que les 4 essais proposés présentent les 4 coins de la surface de réponse dans l’espace des essais 4.