Планы второго порядка

Содержание

Слайд 2

Рассмотри наиболее часто употребляемые планы второго порядка.
Они отличаются:
− количеством опытов;
− расположением

Рассмотри наиболее часто употребляемые планы второго порядка. Они отличаются: − количеством опытов;
точек в факторном пространстве.
Чем больше точек в плане эксперименте, тем информативнее результаты и точнее уравнения регрессии, которые описывают объект исследований, но при этом существенно увеличивается объем экспериментальной работы.

Слайд 3


.

Планы Бокса-Хантера (ВН)

Планы Бокса-Хантера (ВН) включают:
− вершины гиперкуба;
− точки в

. Планы Бокса-Хантера (ВН) Планы Бокса-Хантера (ВН) включают: − вершины гиперкуба; −
центре области планирования;
− «звездные точки» − точки на осях факторов на расстоянии α от цента области планирования.

Число звездных точек определяется как 2∙k. Величина звездного плеча α определяется как α = 2k/4, где k –количество факторов.

Опыты в центре плана n0 повторяются многократно, т.к. при составлении плана, в том числе при выборе значений нулевых уровней (середин области определения факторов) предполагается, что эти нулевые уровни приблизительно соответствуют оптимальному сочетанию значений факторов.

Слайд 4

Исходные данные для составления планов экспериментов Бокса-Хантера

Величина звездного плеча приведена в кодированном

Исходные данные для составления планов экспериментов Бокса-Хантера Величина звездного плеча приведена в кодированном выражении фактора.
выражении фактора.

Слайд 5

При расчете величины «звездного плеча» необходимо интервал варьирования (ИВ) фактора в натуральном

При расчете величины «звездного плеча» необходимо интервал варьирования (ИВ) фактора в натуральном
выражении умножить на величину «звездного плеча» в кодированном выражении.

Пример: температура изменяется от 100 до 200ºС (область определения) с шагом 50ºС (интервал варьирования), величина «звездного плеча» α будет равна

α = 1,41 ∙ 50 = 70,5ºС

Слайд 6

Для всех планов второго порядка целесообразно в соответствии с определением плана расположить

Для всех планов второго порядка целесообразно в соответствии с определением плана расположить
точки в факторном пространстве, а затем последовательно вписать координаты точек в матрицу плана эксперимента.

Слайд 7

Расположение точек в факторном пространстве для плана Бокса-Хантера (ВН)

α=1,41

α=1,41

α

α

n0

‒ звездные точки

Х1

Х3

Х2

n0

α=1,68

Расположение точек в факторном пространстве для плана Бокса-Хантера (ВН) α=1,41 α=1,41 α

Слайд 8

При использовании плана Бокса-Хантера необходимо следить за совместимостью факторов, т.к. звездные точки

При использовании плана Бокса-Хантера необходимо следить за совместимостью факторов, т.к. звездные точки
расширяют область определения факторов, и в некоторых точках продукция может быть просто не произведена (см. требование к факторам по совместимости).

Слайд 9

Расположение точек в факторном пространстве для плана Коно (Ко)

k=2
9 опытов

k=3
21 опыт

План Коно

Расположение точек в факторном пространстве для плана Коно (Ко) k=2 9 опытов
включает вершины гиперкуба, середины ребер и центр области планирования.

Слайд 10

Расположение точек в факторном пространстве для плана Бокса (ВК)

План Бокса включает вершины

Расположение точек в факторном пространстве для плана Бокса (ВК) План Бокса включает
и середины двумерных граней гиперкуба.

k=2
5 опытов

k=3
14 опытов

Слайд 11

Расположение точек в факторном пространстве для плана Кифера (Кi)

План Кифера включает вершины

Расположение точек в факторном пространстве для плана Кифера (Кi) План Кифера включает
гиперкуба, середины ребер и центры двумерных граней.

k=2
9 опытов

k=3
26 опытов

Слайд 12

Сопоставительный анализ планов

В ‒ вершины гиперкуба;
Ц ‒ центр области планирования;
З ‒ звездные

Сопоставительный анализ планов В ‒ вершины гиперкуба; Ц ‒ центр области планирования;
точки;

Р ‒ середины ребер;
Г ‒ середины двумерных
граней.

Слайд 13

1) Полный факторный эксперимент (ПФЭ) применяется в тех случаях, где можно предположить

1) Полный факторный эксперимент (ПФЭ) применяется в тех случаях, где можно предположить
с высокой степенью вероятности, что в исследуемой области, т.е. в области определения каждого фактора, все исследуемые показатели качества линейно зависят от факторов.
2) Планы Бокса-Хантера применяются в следующих случаях:
− если в результате ПФЭ были получены неадекватные (недостоверно описывающие технологический процесс) уравнения.
− если необходимо охватить достаточно широкую область факторного пространства, т.к. только в этих планах есть звездные точки. Но всегда следует оценивать в этих планах реализуемость сочетаний факторов в звездных точках, т.е. чтобы получение продукции вообще было возможным.

Слайд 14

3) Планы Коно достаточно информативны и вместе с тем включают небольшое количество

3) Планы Коно достаточно информативны и вместе с тем включают небольшое количество
опытов, поэтому являются компромиссными с точки зрения затрат и информативности.
4) Планы Бокса наиболее экономичны среди планов 2-го порядка. Эти планы следует применять в тех случаях, когда экспериментальная работа очень трудоемка, требует много материальных и временных затрат.
5) Планы Кифера наиболее информативны, т.е. обеспечивают наиболее достоверную информацию об объекте исследования, но при этом наиболее трудоемкие.