Phases d'un plan d'expériences

Sur ce thème

Phase de planification
Phase de criblage
Phase d'optimisation
Phase de vérification

Phase de planification

Pourquoi la planification d'un plan est-elle importante ?

Les ressources étant limitées, il est très important d'obtenir le plus d'informations possible de chaque plan.

Les expériences correctement élaborées génèrent beaucoup plus d'informations et nécessitent souvent moins d'essais que des expériences à l'aveuglette ou non planifiées.

De plus, elles vous permettent d'évaluer les effets que vous avez jugés importants et identifiés comme tels.

Par exemple, si vous pensez qu'il existe une interaction entre deux variables, veillez à intégrer les deux variables dans le plan. Il est impossible d'estimer une interaction à partir d'une analyse "avec un facteur à la fois".

Il est question d'interaction lorsque l'effet d'une variable est influencé par le niveau d'une autre variable.

Une planification prudente vous aidera à éviter les problèmes susceptibles de surgir pendant l'exécution du plan d'expériences. Par exemple, le personnel, la disponibilité de l'équipement, le financement et les aspects mécaniques de votre système sont autant de facteurs qui peuvent vous empêcher d'achever l'expérience. Si votre projet n'est pas particulièrement urgent, il sera préférable de le diviser en plusieurs courtes expériences successives. Ainsi, si des ressources vous sont retirées au profit d'un projet plus urgent, vous ne perdrez pas les données déjà recueillies. Quand ces ressources seront à nouveau disponibles, vous pourrez poursuivre l'expérience.

Planifier une expérience

L'importance de la préparation avant le début d'une expérience dépend de votre problème. Vous voudrez peut-être effectuer les étapes suivantes :

Définir le problème: Enoncer correctement le problème vous permet de vous assurer que vous étudiez les bonnes variables. Au cours de cette étape, vous devez identifier les questions auxquelles vous désirez répondre.
Définir l'objectif: Un objectif bien défini garantit que l'expérience répondra aux bonnes questions et produira des informations pratiques et utilisables. Au cours de cette étape, vous devez définir les objectifs de l'expérience.
Concevoir un plan d'expériences qui fournisse des informations intéressantes: Vérifiez que vous vous servez d'informations de fond, de connaissances et de principes théoriques pertinents obtenus par l'observation ou des expériences précédentes. Vous aurez, par exemple, à identifier les facteurs ou les conditions de production qui ont une incidence sur les performances et contribuent à la variabilité du procédé. Ou, si le procédé est déjà établi et si les facteurs influents ont été identifiés, vous devrez essayer de déterminer les conditions de production optimales.
S'assurer que le procédé et le système de mesure sont sous contrôle: Idéalement, le procédé et le système de mesure doivent être tous deux sous contrôle statistique et mesurés par un système de contrôle statistique des procédés fonctionnel. Même si la production n'est pas totalement sous contrôle, vous devez être à même de reproduire les paramètres du procédé. Vous devez également déterminer la variabilité du système de mesure. Si la variabilité de votre système est supérieure à la différence/l'effet que vous avez jugé important, l'expérience ne vous apportera pas de résultats véritablement utiles.

Minitab propose de nombreux outils d'évaluation du contrôle des procédés et d'analyse de votre système de mesure.

Phase de criblage

Dans un grand nombre d'applications de développement de procédé et de fabrication, il existe un large éventail de variables d'entrée (facteurs) potentielles. Le criblage (ou caractérisation du procédé) permet de réduire le nombre de facteurs en identifiant les facteurs les plus importants qui influent sur la qualité du produit. Cette sélection vous permet de concentrer les efforts d'amélioration du procédé sur les quelques facteurs les plus importants. Différents types de plans de criblage peuvent cribler différents types de termes et détecter ou modéliser une courbure. Si nécessaire, il est possible d'effectuer plus d'optimisations pour modéliser des interactions plus complexes ou pour définir de façon plus précise la nature de la surface de réponse.

Les plans suivants sont fréquemment utilisés pour le criblage :

Les plans de criblage définitifs peuvent estimer des modèles complexes pour un petit nombre de facteurs importants qui se trouvaient dans une expérience avec de nombreux facteurs.
Les plans factoriels fractionnaires et complets à deux niveaux sont très utilisés dans l'industrie.
Les plans de Plackett-Burman ont une faible résolution, mais leur utilité est largement reconnue en matière d'expériences de criblage ou de tests de robustesse.

Phase d'optimisation

Après avoir identifié par criblage les termes importants, vous devez déterminer les valeurs optimales pour les facteurs expérimentaux. Les valeurs optimales dépendent de l'objectif du procédé. Par exemple, vous pouvez augmenter au maximum le rendement du procédé ou réduire la variabilité du produit.

Phase de vérification

La vérification consiste à exécuter une expérience ultérieure respectant les conditions optimales prévues pour le procédé pour confirmer les résultats de l'optimisation. Par exemple, vous pouvez exécuter quelques essais de vérification dans les conditions optimales et obtenir un intervalle de confiance pour la réponse moyenne.