A kísérletek tervezése, különösen a Taguchi-módszerrel, hatékony megközelítés a folyamatmérnöki és optimalizálási eljárásokban. Genichi Taguchiegy neves japán statisztikus, azzal a céllal fejlesztette ki ezt a módszert, hogy robusztus kísérleteket tervezzen, azaz olyan kísérleteket, amelyek kevésbé érzékenyek a tényezők nemkívánatos változásaira. A végső cél egy termék vagy folyamat teljesítményének optimalizálása, miközben minimalizáljuk a variációs források hatását.
A Taguchi-módszer legfontosabb lépései :
A tényezők és szintek azonosítása :
Az első fontos lépés a kísérlet eredményét befolyásoló tényezők meghatározása. Ezek a tényezők lehetnek tervezési változók, folyamatbeállítások vagy más releváns paraméterek. Lényeges kiválasztani azokat a tényezőket, amelyek a vizsgálat célja szempontjából a legjelentősebbek.
A szintek meghatározása :
Minden egyes tényezőnek különböző szintekkel kell rendelkeznie, amelyek az adott tényező által felvehető konkrét értékeket képviselik. A szintek változékonysága lehetővé teszi az egyes tényezőknek a rendszer válaszára gyakorolt hatásának feltárását.
A Taguchi-táblázat kiválasztása :
A "Taguchi-táblázat" vagy más, előre meghatározott kísérleti tervek segítségével minden egyes tényezőhöz a szintek meghatározott kombinációit választják ki. A Taguchi-megközelítést úgy tervezték, hogy a kísérleti hatékonyságot minimális számú kísérletezéssel maximalizálja.
A tesztek megismétlése :
Az eredmények változékonyságának felmérése érdekében a tesztek megismétlésére kerül sor. Ez lehetővé teszi a tényezők valódi hatásainak megkülönböztetését a véletlenszerű eltérésektől.
Eredmények elemzése :
Statisztikai technikákat alkalmaznak az egyes tényezőknek a rendszer válaszára gyakorolt hatásának értékelésére. A cél a legbefolyásosabb tényezők azonosítása, és a válasz e tényezők függvényében történő modellezése, a nemkívánatos változásokra való érzékenység minimalizálása mellett.
Optimalizálás és validálás :
Az eredmények elemzése után kiválasztják a termék vagy folyamat teljesítményének optimalizálására szolgáló paraméterbeállítást. Ezeket az eredményeket szükség esetén további vizsgálatokkal lehet validálni.
Az alábbi táblázat összefoglalja az Ellistat által a modulban javasolt Taguchi-kísérleti terveket. Adatelemzés a vizsgált tényezők száma szerint:
Vegyük a következő esetet: a kötési folyamat során két tényező, a hőmérséklet és a nyomás hatását szeretnénk vizsgálni a kötés szilárdságára.
- A hőmérséklet 20°C és 30°C között változik.
- A nyomás 5bar és 10bar között változik.
A javasolt kísérleti terv egy L4 táblázat, azaz 4 vizsgálatot kell elvégezni a két tényező (hőmérséklet és nyomás) egyidejű változtatásával.
Észreveheti, hogy a két tényezőnek csak a minimális vagy maximális értékei lehetnek, és hogy a 4 javasolt teszt a válaszfelület 4 sarkát mutatja a 4 tesztterületen.
