La progettazione di esperimenti, in particolare con il metodo Taguchi, è un approccio potente nell'ingegneria dei processi e nell'ottimizzazione. Genichi Taguchiun famoso statistico giapponese, ha sviluppato questo metodo con l'obiettivo di progettare esperimenti robusti, cioè meno sensibili alle variazioni indesiderate dei fattori. L'obiettivo finale è ottimizzare le prestazioni di un prodotto o di un processo, riducendo al minimo l'impatto delle fonti di variazione.
Le fasi chiave del metodo Taguchi :
Identificazione dei fattori e dei livelli :
Il primo passo fondamentale è determinare i fattori che possono influenzare il risultato dell'esperimento. Questi fattori possono essere variabili di progetto, impostazioni di processo o altri parametri rilevanti. È essenziale scegliere i fattori più significativi ai fini dello studio.
Definizione di livelli :
Ogni fattore deve avere diversi livelli, che rappresentano i valori specifici che il fattore può assumere. La variabilità dei livelli consente di esplorare l'influenza di ciascun fattore sulla risposta del sistema.
Selezione della tabella di Taguchi :
Utilizzando la "tabella di Taguchi" o altri disegni sperimentali prestabiliti, si selezionano combinazioni specifiche di livelli per ciascun fattore. L'approccio Taguchi è progettato per massimizzare l'efficienza sperimentale con un numero minimo di prove.
Replica dei test :
Per valutare la variabilità dei risultati, vengono effettuate repliche dei test. In questo modo è possibile distinguere gli effetti reali dei fattori dalle variazioni casuali.
Analisi dei risultati :
Vengono applicate tecniche statistiche per valutare l'influenza di ciascun fattore sulla risposta del sistema. L'obiettivo è identificare i fattori più influenti e modellare la risposta in funzione di questi fattori, riducendo al minimo la sensibilità alle variazioni indesiderate.
Ottimizzazione e convalida :
Una volta analizzati i risultati, viene selezionata un'impostazione dei parametri per ottimizzare le prestazioni del prodotto o del processo. Se necessario, i risultati possono essere convalidati da ulteriori test.
La tabella seguente riassume i disegni sperimentali Taguchi proposti da Ellistat nel modulo Analisi dei dati in base al numero di fattori studiati:
Prendiamo il seguente caso: nel processo di incollaggio, vogliamo studiare l'impatto di due fattori, la temperatura e la pressione, sulla forza di incollaggio.
- La temperatura varia tra i 20°C e i 30°C.
- La pressione varia tra 5 e 10 bar.
Il disegno sperimentale proposto è una tabella L4, vale a dire che saranno eseguite 4 prove variando contemporaneamente i due fattori (temperatura e pressione).
Si noterà che i due fattori possono avere solo i valori minimi o massimi e che i 4 test proposti presentano i 4 angoli della superficie di risposta nello spazio di test 4.
