Versuchsziel, Faktor, Stufe und Zielgröße
In einem Satz
Die Versuchsplanung definiert vor dem Versuch das Ziel, die veränderten Bedingungen und die zu messende Zielgröße, um zu prüfen, welche Änderung welches Ergebnis beeinflusst.
Am Ende dieser Lektion
- Aus einer Prozessfrage ein messbares Versuchsziel und eine vorab festgelegte primäre Zielgröße ableiten.
- Faktor, Stufe, Zielgröße und konstant zu haltende Bedingungen im selben Versuchsplan trennen.
- Aus je zwei Stufen von zwei Faktoren die vier Versuchsbedingungen vollständig bilden.
- Einen Versuchsvorschlag begründet ablehnen, bei dem die Zielgröße nachträglich gewählt wird oder die sichere Grenze überschritten ist.
Warum das wichtig ist
Werden in einem Prozess am selben Tag sowohl die Spannanordnung als auch die Bearbeitungszeit geändert, lässt sich allein aus der Ergebnistabelle nicht erkennen, welche Änderung das bessere Produkt verursacht hat. Das Versuchsziel formuliert die Frage, die diese Unsicherheit verringert. Statt einer weiten Aussage wie „besser produzieren“ wird gefragt, wie zwei ausgewählte Faktoren die Verbindungsfestigkeit bei definiertem Produkt und definierter Annahmebedingung verändern. Ist das Ziel aufgeschrieben, muss auch die Entscheidung sichtbar sein: Welche Bedingung ist es wert, erprobt zu werden, welches Ergebnis genügt nicht, bei welcher Lage wird die Arbeit gestoppt? Die klare Fragestellung kommt vor dem Sammeln vieler Zahlen. Die zu messende Eigenschaft erhält eine Definition, die von den Erwartungen der Person, die den Versuch plant, unabhängig ist. Frühere Aufzeichnungen können zeigen, welche Faktoren untersucht werden könnten; haben sich die Bedingungen in der Vergangenheit aber gemeinsam geändert, sind sie allein kein Nachweis einer Ursache. Ein kontrollierter Versuch legt die gewählten Änderungen in vergleichbare Durchführungen. Deshalb werden ein Vorschlag aus Vergangenheitsdaten und ein durch Versuch geprüftes Ergebnis nicht unter demselben Namen berichtet. Auch ist es nicht Aufgabe des Versuchs, jede mögliche Ursache auf einmal zu erklären; er soll zu einer klar begrenzten Frage Informationen liefern, auf die sich eine Entscheidung stützt.
Ein Faktor ist die Bedingung, die im Versuch bewusst verändert wird. Die Stufe ist der erprobte Wert dieses Faktors. Die Zielgröße ist das Ergebnis, das nach Anwendung der Bedingung gemessen wird. Die Temperatur kann der Faktor sein, ein gewählter Temperaturwert die Stufe, die Verbindungsfestigkeit die Zielgröße. Verwenden Sie denselben Begriff nicht in verschiedenen Spalten mit verschiedener Bedeutung. Wird die Umgebungstemperatur aufgezeichnet, aber nicht verändert, ist sie in diesem Versuch kein untersuchter Faktor, sondern eine Aufzeichnung über eine Bedingung, die das Ergebnis beeinflussen kann. Veränderbar zu sein genügt allein ebenfalls nicht. Der Faktor muss sicher anwendbar sein, sein tatsächlicher Wert muss überprüfbar sein, und er muss in der späteren Produktion eingehalten werden können. Ob die Einstellung auf dem Papier und die angewendete Bedingung übereinstimmen, wird gesondert kontrolliert.
Die primäre Zielgröße vor dem Versuch zu wählen begrenzt die Neigung, nachträglich nach einem scheinbar erfolgreichen Ergebnis zu suchen. Wenn bei der Festigkeit kein Unterschied auftritt, dann zur Zykluszeit gewechselt wird, dort ebenfalls keiner auftritt und man zur Energie übergeht, um die Arbeit als erfolgreich zu erklären, wird nicht dieselbe Frage geprüft. Weitere Eigenschaften können beobachtet werden; ihre Aufgaben werden jedoch vorab getrennt. Die primäre Zielgröße beantwortet die eigentliche Frage des Versuchs, Sicherheits- und Qualitätskriterien begrenzen die Annahme, zu Erkundungszwecken geführte Aufzeichnungen können neue Fragen aufwerfen. Diese Trennung entwertet die sekundäre Information nicht. Sie hält offen, welche Entscheidung auf welchem Nachweis beruht. Sie macht auch sichtbar, wenn das ursprüngliche Ziel geändert wird, weil das Ergebnis nicht gefällt.
Die Eignung des Messsystems ist die Voraussetzung des Versuchs. Ist die Messvariabilität größer als der erwartete Effekt der Einstelländerung, wird die Deutung kleiner Unterschiede schwierig. Das erneute Ablesen derselben Probe und das erneute Anwenden derselben Bedingung auf eine neue Probe liefern unterschiedliche Informationen. Die im vorigen Modul gelernten Prüfungen von Auflösung, Bias und Stabilität fragen hier, ob Sie den gesuchten Unterschied tatsächlich erkennen können. Der Versuch löst ein Messproblem nicht von selbst. Außerdem werden sichere Stufen nicht allein durch Rechnung gewählt; die technischen Grenzen der Arbeit und die Schutzbedingungen bleiben gewahrt. Eine hohe Zielgröße, die an einem unsicheren Punkt erzielt wurde, ist keine anwendbare Option.
Formel
Anzahl Bedingungen (Bedingung) = Anzahl Stufen von A × Anzahl Stufen von B
Zwei Faktoren mit je zwei Stufen = 2 × 2 = 4 Bedingungen
Anzahl Versuche (Versuch) = Anzahl Bedingungen × Anzahl unabhängiger Wiederholungen
Mittelwert der Zielgröße (N) = Summe der Zielgröße (N) ÷ Anzahl gemessener Proben (Stück)
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