Was ist ein Mischungsversuchsplan?

Mischungsexperimente sind eine besondere Klasse der Wirkungsflächenexperimente, bei denen das untersuchte Produkt aus mehreren Komponenten oder Zutaten besteht. Versuchspläne für diese Experimente sind sinnvoll, da in der Industrie Formeln und Mischungen bei der Entwicklung und Gestaltung von Produkten häufig eine wichtige Rolle spielen. In diesen Situationen ist die Antwortvariable eine Funktion der Anteile der verschiedenen Mischungszutaten. Beispielsweise wird eine Pfannkuchenmischung mit den Zutaten Mehl, Backpulver, Milch, Eier und Speiseöl entwickelt. Ein weiteres Beispiel ist die Entwicklung eines Insektizids aus vier chemischen Inhaltsstoffen.

In der einfachsten Form eines Mischungsexperiments ist die Antwortvariable (die Qualität oder die Leistungsmerkmale eines Produkts auf der Grundlage bestimmter Kriterien) von den relativen Anteilen der Komponenten (Zutaten) abhängig. Die Mengen der einzelnen Komponenten, die als Gewicht, Volumen oder in anderen Einheiten angegeben werden, summieren sich zu einem gemeinsamen Ganzen. Im Gegensatz dazu variiert die Antwortvariable bei einem faktoriellen Versuchsplan abhängig von der Menge jedes einzelnen Faktors.

Minitab stellt drei Typen von Versuchsplänen (Simplex-Zentroid, Simplexgitter und Mischungsversuchspläne mit Begrenzungen) bereit und analysiert Daten aus den folgenden drei Arten von Experimenten:

Mischung: In diesem Experiment wird angenommen, dass die Antwortvariable nur von den Komponentenanteilen in der Mischung abhängt. Zum Beispiel hängt die Farbe eines Lacks nur von den verwendeten Pigmenten ab.
Mischung und Prozessvariablen: In diesem Experiment wird angenommen, dass die Antwortvariable von den relativen Anteilen der Komponenten und den Prozessvariablen abhängt. Letztere sind Faktoren in einem Experiment, die nicht Teil der Mischung sind, sich aber auf deren Eigenschaften auswirken können. Der Geschmack eines Kuchens hängt beispielsweise von der Backdauer und der Backtemperatur sowie von den Anteilen der Kuchenzutaten ab.
Mischung und Menge: In diesem Experiment wird angenommen, dass die Antwortvariable sowohl von den Anteilen der Komponenten als auch von der Menge der Mischung abhängt. Der Ernteertrag hängt beispielsweise sowohl von den Anteilen der Inhaltsstoffe des Insektizids als auch von der eingesetzten Menge des Insektizids ab.