Kesirli Faktöriyel ve Eleme Deneyleri: Az Denemeyle Çok Bilgi

Kesirli Faktöriyel ve Eleme Deneyleri: Az Denemeyle Çok Bilgi

Önceki derste tam faktöriyel tasarımı gördük: her faktörün her seviyesini diğerleriyle birleştirerek tüm etkileşimleri görebiliyorduk. Ancak bunun bir bedeli var: faktör sayısı arttıkça deney sayısı katlanarak büyür. İki seviyeli yedi faktör için tam faktöriyel 128 deneme demektir. Çoğu fabrikada bu hem zaman hem hammadde hem de üretim hattı duruşu açısından mümkün değildir. Bu derste çözümü öğreniyoruz: kesirli faktöriyel tasarımlar.

Temel Fikir

Kesirli faktöriyel, tam tasarımın yalnızca planlı bir kesrini (yarısı, dörtte biri gibi) çalıştırmaktır. Dayandığı varsayım şudur: üç ve daha yüksek dereceli etkileşimler genellikle küçüktür; asıl belirleyici olanlar ana etkiler ve iki faktörlü etkileşimlerdir. Böylece önemsiz bilgiden vazgeçip deney bütçesini tasarruf ederiz.

Karışma (Aliasing) ve Çözünürlük

Deneyi küçültmenin bedeli karışmadır: bazı etkiler birbirinden ayırt edilemez hale gelir. Örneğin bir ana etki, bir iki faktörlü etkileşimle karışmış olabilir; bulduğunuz farkın hangisinden kaynaklandığını bilemezsiniz. Karışmanın ciddiyetini çözünürlük ifade eder.

Adım Adım Uygulama

• 1. Aday faktörleri listeleyin: Süreç ekibiyle beyin fırtınası yapın; makul olan tüm faktörleri ve seviyelerini yazın.
• 2. Amaca göre çözünürlük seçin: Eleme yapıyorsanız çözünürlük III yeterli olabilir; sonuçlar kritikse IV tercih edin.
• 3. Merkez noktası ekleyin: Eğrisellik (kıvrım) olup olmadığını anlamak ve gürültüyü tahmin etmek için birkaç merkez noktası denemesi ekleyin.
• 4. Rastgele sıralayın ve tekrarlayın: Denemeleri rastgele sırayla yapın; mümkünse birkaç noktayı tekrarlayın.
• 5. Analiz edin: Etki grafiği ve Pareto grafiği ile önemli faktörleri seçin.
• 6. Katlama (fold-over) ile netleştirin: Karışma şüphesi varsa ek bir blok deneme yaparak karışmayı çözün.

Eleme Deneyleri

Eleme deneyinin amacı optimum bulmak değil, önemli az sayıdaki faktörü önemsiz çoğunluktan ayırmaktır. Genelde faktörlerin küçük bir kısmı sonucun büyük bölümünü belirler. Elemeden sonra kalan iki ya da üç faktörle daha ayrıntılı bir deney, örneğin tam faktöriyel veya yanıt yüzeyi deneyi kurulur.

Küçük Örnek

Bir plastik enjeksiyon atölyesinde çapak hatasını azaltmak istiyorsunuz. Şüpheli faktörler: kalıp sıcaklığı, enjeksiyon basıncı, bekletme süresi, soğutma süresi, hammadde nemi, vida devri ve makine operatörü vardıyası. Yedi faktör için 128 deneme yerine 8 denemelik bir çözünürlük III tasarımı yeterlidir. Sonuçta basınç, sıcaklık ve nem öne çıkarsa, ikinci aşamada yalnızca bu üçüne odaklanırsınız.

Sık Yapılan Hatalar

• Eleme tasarımından gelen sonuçları kesin optimum gibi yorumlamak.
• Karışma tablosuna bakmadan sonuç çıkarmak.
• Faktör seviyelerini çok dar seçip etkiyi gürültünün içinde kaybetmek.
• Merkez noktası ve tekrar koymamak.
• Faktörleri yalnızca mühendis görüşüyle elemek; veri yerine sezgiye güvenmek.

Mini Uygulama

Kendi sürecinizden beş ila yedi olası faktör yazın. Her birine düşük ve yüksek seviye verin. Şunu tartışın: hangi iki faktörün etkileşiminin önemli olduğundan şüpheleniyorsunuz? Bu şüpheli etkileşimi çözünürlük seçiminizde nasıl koruyabilirsiniz?

Köprü

Önceki derste tam faktöriyel tasarımı öğrendik; bu derste onu ölçeklenebilir hale getirdik. Bir sonraki derste, elemeden geçen önemli faktörlerle yanıt yüzeyi yöntemine geçip en iyi çalışma noktasını arayacağız.