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Versuchspläne (DoE) in OriginPro

OriginPro bietet eine umfassende Design of Experiments (DoE)-App , die Forschern und Ingenieuren ermöglicht, effiziente statistische Versuchspläne zu erstellen und zu analysieren. Diese App unterstützt den gesamten DoE-Prozess von der Planung des experimentellen Aufwands bis zur gleichzeitigen Optimierung mehrerer Zielgrößen.

Apps zur Messsystemanalyse für OriginPro

Trennschärfe und Stichprobenumfang

Das Werkzeug "Trennschärfe und Stichprobenumfang" hilft dabei, den notwendigen Mindeststichprobenumfang zu ermitteln, um die statistische Signifikanz eines Experiments sicherzustellen. Der Mindeststichprobenumfang ergibt sich aus der Wahl des Versuchsplans und der Anzahl an Replikationen dieses Plans. Die DoE-App in OriginPro bietet Berechnungen zur Trennschärfe und zum Stichprobenumfang für verschiedene Testszenarien an, was eine präzise und fundierte Datenanalyse ermöglicht.

Folgende Bestimmungen sind möglich:

  • Bestimmen der erforderlichen Replikationen, um eine bestimmte Trennschärfe zu erreichen, mit der eine festgelegte Effektgröße entdeckt wird
  • Bestimmen des erwarteten erkennbaren Effekts bei vorgegebener Replikation und Trennschärfe
  • Bestimmen der Trennschärfe bei vorgegebener Anzahl an Replikationen und festgelegtem erkennbaren Effekt

Mit einer Analyse von Trennschärfe und Stichprobenumfang lässt sich die richtige Balance finden, um robuste und zuverlässige Versuchsergebnisse sicherzustellen.

Versuchsplan

Das Werkzeug Versuchsplanung (DoE) stellt eine Liste von verfügbaren Versuchsplänen bereit, die Anwender beim Treffen von Entscheidungen nützt.
Das Werkzeug "Versuchsplanung (DoE)" stellt eine Liste von verfügbaren Versuchsplänen bereit, die Anwender beim Treffen von Entscheidungen nützt.

In der DoE-App für OriginPro stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, um statistische Versuchspläne zu erstellen und zu analysieren, darunter faktorielle Versuchspläne und Wirkungsflächenversuchspläne. Diese Werkzeuge ermöglichen es, optimale Bedingungen für Prozesse zu identifizieren und die Effizienz und Qualität von Experimenten zu verbessern.

Diese Versuchspläne stehen zur Verfügung:

  • Faktorielle Versuchspläne: 2-stufig faktoriell, Plackett-Burman und allgemein vollfaktoriell
  • Wirkungsflächenversuchspläne (Response Surface Designs): Zentral zusammengesetzte Versuchspläne und Box-Behnken-Versuchspläne
Das Werkzeug Versuchsplanung (DoE) stellt eine Liste von verfügbaren Versuchsplänen bereit, die Anwender beim Treffen von Entscheidungen nützt.
Das Werkzeug "Versuchsplanung (DoE)" stellt eine Liste von verfügbaren Versuchsplänen bereit, die Anwender beim Treffen von Entscheidungen nützt.

Analyse

Die Analyse von Versuchsplänen in der DoE-App für OriginPro ermöglicht eine detaillierte Untersuchung der Beziehungen zwischen mehreren Einflussfaktoren und den Zielgrößen eines Experiments. Durch statistische Methoden wie die Varianzanalyse (ANOVA) werden die signifikanten Haupteffekte und Wechselwirkungen der Faktoren identifiziert. Dies unterstützt dabei, die wichtigen Prozessparameter zu bestimmen und die Effizienz sowie Qualität von Experimenten zu maximieren, da auch die optimalen Einstellungen für die Prozessparameter ermittelt werden. OriginPro bietet mit der DoE-App eine Vielzahl von Werkzeugen zur Analyse, die eine präzise und umfassende Interpretation der experimentellen Daten ermöglichen.

Folgende Merkmale zeichnen die Analyse aus:

  • Erstellen von Modellen mit linearen, Wechselwirkungs- und quadrierten Termen oder benutzerdefiniertes Anpassen von Termen im Regressionsmodell
  • Statistiktabelle zum Überprüfen der Güte der Anpassung und Zusammenfassung der Analyse mit ANOVA
  • Diagnose von Anpassungen und Residuen
  • Y von X suchen, um angepasste Daten zu extrahieren

Grafiken

Origin bietet verschiedene Diagramme, mit denen Anwender ihre Ergebnisse visuell darstellen können.
Origin bietet verschiedene Diagramme, mit denen Anwender ihre Ergebnisse visuell darstellen können.

Die grafische Darstellung in Versuchsplänen ist ein zentrales Element zur Visualisierung und Interpretation der Ergebnisse. Die DoE-App bietet umfangreiche Möglichkeiten, Daten aus Versuchsplänen grafisch darzustellen. Diese ermöglichen ein besseres Verständnis der Beziehungen zwischen Faktoren und Zielgrößen, was die Analyse und Entscheidungsfindung erleichtert und die Qualität der Experimentauswertung verbessert.

Folgende Diagramme stehen zur Verfügung:

  • Diagramm mit Anpassungslinie
  • Residuendiagramme
  • Effektediagramme
  • Haupteffektediagramme
  • Zweifach-Wechselwirkungsdiagramme
  • Konturdiagramm
  • Oberflächendiagramm
Origin bietet verschiedene Diagramme, mit denen Anwender ihre Ergebnisse visuell darstellen können.
Origin bietet verschiedene Diagramme, mit denen Anwender ihre Ergebnisse visuell darstellen können.

Optimierung

Durch Verschieben der vertikalen roten Linien werden die Faktorwerte geändert und Anwender können beobachten, wie diese die zusammengesetzte Erwünschtheit (Desirability) und die Antwortvariablen in Echtzeit beeinflussen.
Durch Verschieben der vertikalen roten Linien werden die Faktorwerte geändert und Anwender können beobachten, wie diese die zusammengesetzte Erwünschtheit (Desirability) und die Antwortvariablen in Echtzeit beeinflussen.

Die Optimierung in der statistischen Versuchsplanung ist eine Zielgrößenoptimierung. Sie zielt darauf ab, die beste Kombination von Einstellungen für ein Experiment zu ermitteln. OriginPro bietet mit der DoE-App Werkzeuge zur Optimierung, die es ermöglichen, die Parametereinstellungen so anzupassen, dass die Zielgrößen maximiert,  minimiert oder auf Zielwerte ausgerichtet werden. Durch die Nutzung dieser Funktionen kann die Effizienz und Qualität von Prozessen erheblich gesteigert werden.

Zweck:

  • Suche nach optimalen Antworten für die Zielgrößen basierend auf dem jeweiligen Ziel: Minimieren, Maximieren und Sollwert
  • Faktoren auf einen Bereich beschränken oder bei einem festen Wert halten
  • Anzeigen des Optimierungsdiagramms, in dem Anwender die Faktoreinstellungen anpassen können, um die Lösung zu verbessern

Die DOE-App in OriginPro ist ein unverzichtbares Werkzeug für Forscher, Entwickler und Ingenieure, die zeit- und kostensparend effiziente und aussagekräftige Experimente planen möchten. Sie ermöglicht eine systematische Herangehensweise an Versuchsplanung und -analyse, was zu  optimierten Prozessen, verbesserten Produkten und fundierten Entscheidungen in Forschung und Entwicklung führt.

Durch Verschieben der vertikalen roten Linien werden die Faktorwerte geändert und Anwender können beobachten, wie diese die zusammengesetzte Erwünschtheit (Desirability) und die Antwortvariablen in Echtzeit beeinflussen.
Durch Verschieben der vertikalen roten Linien werden die Faktorwerte geändert und Anwender können beobachten, wie diese die zusammengesetzte Erwünschtheit (Desirability) und die Antwortvariablen in Echtzeit beeinflussen.