分析因子设计示例

某家建材产品制造商的材料工程师正在开发一种全新的绝缘产品。该工程师设计了一个 2 水平全因子试验,以评估可能会影响绝缘的强度、密度和绝缘值的多个因子。

工程师分析一个因子设计,以确定材料类型、注塑压力、注塑温度和冷却温度如何影响产品的绝缘强度。

  1. 打开样本数据 绝缘产品属性.MTW
  2. 选择统计 > DOE > 因子 > 分析因子设计
  3. 响应中,输入强度
  4. 单击
  5. 模型中包含项的阶数下,选择 2
  6. 单击确定,然后单击协变量
  7. 协变量中,输入 MeasTemp
  8. 单击确定,然后单击图形
  9. 残差图下,选择四合一
  10. 单击每个对话框中的确定

解释结果

在方差分析表中,所有线性项(材料、InjPress、InjTemp 和 CoolTemp)的 p 值均显著。因为 p 值小于显著性水平 ..05,所以工程师得出这些效应在统计意义上显著的结论。协变量 MeasTemp 不显著(p 值 = 0.278)。所有双因子交互作用都不显著。工程师可以考虑简化模型。

R2 值显示模型可以解释强度值中 98.02% 的方差,这表明该模型与数据的拟合程度非常高。

大部分 VIF 很小,这表明模型中的项不相关。MeasTemp 的 VIF 为 5.87,但此项并不显著,并且不会包含在最终模型中。

通过效应的 Pareto 图,您可以直观地识别出重要效应,并比较各种效应的相关大小。此外,还可以发现注塑压力 (B) 的效应最大,因为它延伸得最远。注塑压力乘以冷却温度这一交互作用 (BD) 的效应最小,因为它延伸得最短。

这些残差图并不表示模型存在任何问题。

已编码系数

效应系数系数标准误T 值P 值方差膨胀因子
常量  56.021.02.660.056 
测量温度  -1.2290.979-1.250.2785.87
材料5.3162.6580.6783.920.0173.23
注塑压力5.6452.8220.4017.040.0021.13
注塑温度4.3552.1770.3785.760.0051.00
冷却温度-3.457-1.7290.420-4.120.0151.24
材料*注塑压力-0.723-0.3610.415-0.870.4331.21
材料*注塑温度-1.025-0.5120.443-1.160.3121.38
材料*冷却温度-0.208-0.1040.510-0.200.8481.82
注塑压力*注塑温度-0.837-0.4190.510-0.820.4581.82
注塑压力*冷却温度-0.055-0.0270.382-0.070.9471.03
注塑温度*冷却温度1.9330.9660.3812.540.0641.02

模型汇总

SR-sqR-sq(调整)R-sq(预测)
1.5100598.02%92.57%70.86%

方差分析

来源自由度Adj SSAdj MSF 值P 值
模型11451.35741.03217.990.007
  协变量13.5913.5911.580.278
    测量温度13.5913.5911.580.278
  线性4304.58776.14733.390.002
    材料135.05335.05315.370.017
    注塑压力1113.068113.06849.590.002
    注塑温度175.53375.53333.120.005
    冷却温度138.66638.66616.960.015
  2 因子交互作用620.3093.3851.480.366
    材料*注塑压力11.7321.7320.760.433
    材料*注塑温度13.0453.0451.340.312
    材料*冷却温度10.0950.0950.040.848
    注塑压力*注塑温度11.5381.5380.670.458
    注塑压力*冷却温度10.0120.0120.010.947
    注塑温度*冷却温度114.69414.6946.440.064
误差49.1212.280   
合计15460.478     

以未编码单位表示的回归方程

强度=52.7 - 1.229 测量温度 + 10.43 材料 + 0.216 注塑压力 + 0.007 注塑温度 - 1.357 冷却温度 - 0.0096 材料*注塑压力
- 0.0683 材料*注塑温度 - 0.0104 材料*冷却温度 - 0.00149 注塑压力*注塑温度 - 0.00007 注塑压力*冷却温度 + 0.01288 注塑温度
*冷却温度

别名结构

因子名称
A材料
B注塑压力
C注塑温度
D冷却温度
别名
I - 5.42 ABC + 28.92 ABD - 9.04 ACD - 10.85 BCD + 45.19 ABCD
A + 0.15 ABC - 0.77 ABD + 0.24 ACD + 0.29 BCD - 1.21 ABCD
B - 0.03 ABC + 0.19 ABD - 0.06 ACD - 0.07 BCD + 0.29 ABCD
C - 0.01 ABC + 0.03 ABD - 0.01 ACD - 0.01 BCD + 0.05 ABCD
D - 0.05 ABC + 0.25 ABD - 0.08 ACD - 0.09 BCD + 0.39 ABCD
AB + 0.04 ABC - 0.24 ABD + 0.07 ACD + 0.09 BCD - 0.37 ABCD
AC + 0.06 ABC - 0.32 ABD + 0.10 ACD + 0.12 BCD - 0.50 ABCD
AD - 0.09 ABC + 0.47 ABD - 0.15 ACD - 0.18 BCD + 0.74 ABCD
BC + 0.09 ABC - 0.47 ABD + 0.15 ACD + 0.18 BCD - 0.74 ABCD
BD + 0.02 ABC - 0.08 ABD + 0.03 ACD + 0.03 BCD - 0.13 ABCD
CD - 0.01 ABC + 0.07 ABD - 0.02 ACD - 0.03 BCD + 0.11 ABCD