Angeben des Versuchsplans für 2-stufigen faktoriellen Versuchsplan erstellen (Standardgeneratoren)

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Um den Versuchsplan anzugeben, wählen Sie die Auflösung des Versuchsplans sowie die Anzahl der Zentralpunkte, Replikationen und Blöcke aus. Mit Hilfe von Trennschärfe und Stichprobenumfang für 2-stufigen faktoriellen Versuchsplan können Sie eine geeignete Anzahl von Zentralpunkten und Replikationen bestimmen.

Tabelle „Versuchspläne“

Minitab zeigt die möglichen Basisversuchspläne an. Abhängig von der Anzahl der Faktoren können Sie im Allgemeinen einen vollfaktoriellen oder einen teilfaktoriellen Versuchsplan auswählen. Mit dem vollfaktoriellen Versuchsplan können Sie sämtliche Wechselwirkungen zwischen den Faktoren schätzen; diese Art von Versuchsplan erfordert jedoch eine größere Anzahl von Durchläufen. Bei einem teilfaktoriellen Versuchsplan werden weniger Durchläufe benötigt, mit dieser Art von Versuchsplan können jedoch weniger Wechselwirkungen zwischen Faktoren geschätzt werden.

Die Anzahl der Durchläufe und die Auflösung des Gesamtversuchsplans können sich abhängig von anderen Aspekten des Versuchsplans ändern. Durch das Einbinden von Zentralpunkten erhöht sich beispielsweise die Anzahl der Durchläufe.

Anzahl der Zentralpunkte pro Block

Wenn Sie Zentralpunkte in den Versuchsplan einbinden möchten, wählen Sie die entsprechende Anzahl von Punkten aus. Anhand der Zentralpunkte können Sie die Krümmung in den Daten der Antwortvariablen erkennen. Mit Hilfe der Zentralpunkte können Sie auch eine Schätzung der Streuung durchführen, ohne sämtliche Eckpunkte replizieren zu müssen.

Zentralpunkte sind Durchläufe, bei denen die numerischen Faktoren auf die Mitte zwischen ihrer hohen und ihrer niedrigen Stufe festgelegt sind. Wenn ein numerischer Faktor z. B. die Stufen 100 und 200 aufweist, wird der Zentralpunkt auf 150 festgelegt. Wenn Sie über Textfaktoren verfügen, fügt Minitab auf jeder Stufe des Textfaktors und auf dem Mittelpunkt der Stufen der numerischen Faktoren einen Zentralpunkt hinzu. Angenommen, Ihr Versuchsplan enthält einen Textfaktor mit den Stufen A und B sowie einen numerischen Faktor mit den Stufen 100 und 200. Wenn Sie dem Basisversuchsplan einen Zentralpunkt hinzufügen, fügt Minitab einen Zentralpunkt an den Stufen A und 150 sowie einen Zentralpunkt an den Stufen B und 150 hinzu. Somit fügt Minitab für jeden von Ihnen angegebenen Zentralpunkt zwei Zentralpunkte hinzu.

Wenn der Versuchsplan mehrere Blöcke enthält, fügt Minitab jedem Block die von Ihnen angegebene Anzahl von Zentralpunkten hinzu. Wenn Sie beispielsweise zwei Zentralpunkte pro Block und zwei Blöcke im Versuchsplan angeben und die Faktoren numerisch sind, fügt Minitab zwei Zentralpunkte in Block 1 und zwei Zentralpunkte in Block 2 hinzu.

Durch Vergrößern der Anzahl der Replikationen werden keine weiteren Zentralpunkte hinzugefügt, es sei denn, Sie vergrößern auch die Anzahl der Blöcke. Wenn Sie beispielsweise drei Zentralpunkte, zwei Replikationen und einen Block angeben, enthält der Versuchsplan drei Zentralpunkte.

Weitere Informationen finden Sie unter So fügt Minitab Zentralpunkte zu einem zweistufigen faktoriellen Versuchsplan hinzu.

Anzahl der Replikationen für Eckpunkte

Wählen Sie die Anzahl der Replikationen für die Eckpunkte aus. Replikationen sind mehrere experimentelle Durchläufe mit denselben Faktoreinstellungen (Stufen). Eine Replikation entspricht dem Basisversuchsplan, in dem jeder Durchlauf einmal ausgeführt wird. Bei zwei Replikationen führen Sie jeden Durchlauf zweimal (in zufälliger Reihenfolge) aus usw.

Durch Hinzufügen von Replikationen können Sie die Präzision des Modells vergrößern und die Trennschärfe steigern, mit der Effekte erkannt werden. Um zu bestimmen, wie viele Replikationen in den Versuchsplan eingebunden werden sollen, ziehen Sie die verfügbaren Ressourcen und den Zweck des Versuchsplans in Betracht. In einem Screening-Versuchsplan oder in sequenziellen Experimenten könnten Sie beispielsweise mit dem Basisversuchsplan (eine Replikation) beginnen und nach dem Analysieren der Daten entscheiden, ob Replikationen hinzugefügt werden sollten. Sie können dem Versuchsplan später mit Hilfe von Statistik > Versuchsplanung (DOE) > Versuchsplan ändern Replikationen hinzufügen. Weitere Informationen zu Replikationen finden Sie unter Wiederholungen und Replikationen in Versuchsplänen.

Anzahl der Blöcke

Wählen Sie die Anzahl der Blöcke aus. Wenn der Versuchsplan Blöcke enthält und die Anzahl der Blöcke gleich der Anzahl der Replikationen ist, stellt jede Replikation einen separaten Block dar. Wenn die Anzahl der Replikationen nicht der Anzahl der Blöcke entspricht, erstellt Minitab Versuchspläne, in denen die Anzahl der Durchläufe pro Block jeweils gleich ist.

Blöcke erklären die Differenzen, die zwischen Durchläufen auftreten können, die unter unterschiedlichen Bedingungen ausgeführt werden. Ein Techniker entwickelt beispielsweise einen Versuchsplan, in dem ein Schweißprozess untersucht wird, und dabei kann er nicht alle Daten am gleichen Tag erfassen. Die Schweißqualität wird durch verschiedene Variablen beeinflusst, die sich von Tag zu Tag ändern und außerhalb der Kontrolle des Technikers liegen, z. B. durch die relative Luftfeuchtigkeit. Um diese nicht kontrollierbaren Variablen zu berücksichtigen, gruppiert der Techniker die täglich ausgeführten Durchläufe in separaten Blöcken. Die Blöcke erklären die Streuung durch die nicht kontrollierbaren Variablen, so dass diese Effekte nicht mit den Effekten der Faktoren verwechselt werden, die untersucht werden sollen. Weitere Informationen dazu, wie Minitab Durchläufe zu Blöcken zuordnet, finden Sie unter Was ist ein Block?.

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