Taschenbuch Versuchsplanung: Produkte und Prozesse optimieren
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München [u.a.]
Hanser
2006
|
| Ausgabe: | 4., überarb. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Praxisreihe Qualitätswissen
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 317 S. graph. Darst. 1 CD-ROM (12 cm) |
| ISBN: | 9783446406179 3446406174 |
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MARC
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Inhalt
1 Einführung 1
1.1 Warum Versuche? 1
1.2 Warum Statistik? 1
1.3 Warum Versuchsplanung? 4
1.4 Welche Art von Ergebnissen kann man erwarten? 6
1.5 Versuche oder systematische Beobachtung? 8
1.6 Versuchsplanung und Six Sigma Strategie 8
2 Ausgewählte Begriffe 10
2.1 Zielgrößen 10
2.2 Einflussgrößen 11
2.3 Steuergrößen 11
2.4 Störgrößen 12
2.5 Faktoren 12
2.6 Faktorstufen 13
3 Vorgehensweise im Überblick 14
3.1 Ausgangssituation beschreiben 14
3.2 Untersuchungsziel festlegen 16
3.2.1 Optimale Lage des Mittelwerts 16
3.2.2 Reduzierung der Streuung/Robustheit 17
3.2.3 Erkennen der wichtigsten Störgrößen in der Fertigung 18
3.2.4 Gleichzeitig fertigen und lernen 18
3.2.5 Funktion und Zuverlässigkeit nachweisen 19
3.3 Zielgrößen und Faktoren festlegen 19
3.3.1 Auswahl der Zielgrößen 19
3.3.2 Sammlung der Einflussgrößen 20
3.3.3 Auswahl der Faktoren 22
3.3.4 Festlegung der Faktorstufen 23
3.3.5 Einflussgrößen, die nicht untersucht werden 25
3.4 Versuchsplan aufstellen 26
3.4.1 Festlegung der Faktorstufenkombinationen 26
3.4.2 Anzahl der Realisierungen 26
3.4.3 Blockbildung 27
3.4.4 Randomisierung 28
3.4.5 Aufwandsabschätzung 29
3.5 Versuche durchführen 31
3.5.1 Vorbereitung 31
3.5.2 Durchführung 32
3.6 Versuchsergebnisse auswerten 33
3.7 Ergebnisse interpretieren und Maßnahmen ableiten 36
3.7.1 Interpretation 36
3.7.2 Maßnahmen 37
3.8 Absicherung, Dokumentation, weiteres Vorgehen 38
3.8.1 Absicherung der Verbesserungen 38
3.8.2 Dokumentation 38
3.8.3 Weiteres Vorgehen 39
4 Systematische Beobachtung 40
4.1 Multi Vari Bild 40
4.2 Darstellung der örtlichen Verteilung von Fehlern 44
4.3 Prozessvergleich 47
4.4 Paarweiser Vergleich von Produkten 49
5 Einfache Versuche 51
5.1 Variablenvergleich zur Prozessverbesserung 51
5.2 Komponententausch zur Produktverbesserung 55
5.3 Überblick über die Methoden nach D. Shainin 58
6 Statistische Grundlagen 59
6.1 Verteilung 59
6.1.1 Häufigkeitsverteilung von Versuchsergebnissen 59
6.1.2 Verteilungsdichte und Verteilungsfunktion 62
6.1.3 Normalverteilung 64
6.2 Auswertung einer Stichprobe 65
6.2.1 Repräsentative Stichprobe 65
6.2.2 Eintragung ins Wahrscheinlichkeitsnetz 67
6.2.3 Schätzwerte für Mittelwert [i und Varianz o2 70
6.2.4 Vertrauensbereiche 72
6.3 Vergleich von zwei Mittelwerten 76
6.3.1 Auswertung von Versuchsergebnissen 77
6.3.2 Festlegung des Stichproben bzw. Versuchsumfangs 83
6.3.3 Voraussetzungen 85
6.4 Transformation von Messwerten 89
6.4.1 Logarithmische Normalverteilung 89
6.4.2 Poisson Verteilung 90
6.4.3 Box Cox Transformation 92
Literatur 93
7 Vollständige faktorielle Versuchspläne 94
7.1 Zwei Faktoren auf je zwei Stufen 94
7.1.1 Versuchsplan und Effekte 94
7.1.2 Auswerteformalismus und Beurteilung der Signifikanz 97
7.1.3 Interpretation von Wechselwirkungen 99
7.1.4 Randomisierung und Blockbildung 101
7.2 k Faktoren auf je zwei Stufen 106
7.2.1 Versuchsplan 106
7.2.2 Auswertung 107
7.2.3 Versuchsumfang 113
7.3 Auswertung von Versuchsplänen mit n = 1 114
7.3.1 Wahrscheinlichkeitsdarstellung der Effekte 114
7.3.2 Schätzung der Zufallsstreuung durch „Pooling" 118
7.3.3 Risiken 120
8 Screening Versuchspläne 121
8.1 Hintergrund 121
8.2 Fraktionelle faktorielle Versuchspläne 122
8.2.1 Der fraktionelle faktorielle 24~1 Plan als Beispiel 122
8.2.2 Anwendung des 24"1 Plans zur Blockbildung 126
8.2.3 Fraktionellerfaktorieller 2k~p Plan 129
8.2.4 Was bedeutet Vermengung? 132
8.2.5 Auflösung 136
8.2.6 Überblick über 2k"p Pläne 137
8.2.7 Praxisbeispiel Reflowlöten 139
8.3 Plackett Burman Versuchspläne * 148
8.3.1 Plackett Burman Versuchspläne der Auflösung III * 149
8.3.2 Plackett Burman Versuchspläne der Auflösung IV* 151
8.3.3 Übersättigte Pläne * 152
8.4 Weitere Screening Versuchspläne* 152
8.5 Funktionstest* 153
8.6 Einsatzempfehlungen 155
9 Robuste Produkte/Prozesse 157
9.1 Ziel und Strategie von G. Taguchi 157
9.1.1 Qualitätsziel: Streuung minimieren 158
9.1.2 Entwicklungsstrategie: Robuste Produkte/Prozesse 158
9.2 Taguchis Versuchspläne und ihre Auswertung 160
9.3 Alternative Ansätze 168
9.3.1 Aus der Differenz von Messwerten abgeleitete Zielgrößen 168
9.3.2 Wechselwirkung zwischen Steuer und Rauschfaktoren 169
9.4 Anmerkungen zu den „Orthogonalen Feldern" u.ä * 170
9.4.1 Orthogonale Felder * 170
9.4.2 Lineare Graphen und Dreieckstabellen * 171
9.4.3 Dummy Levels, Pseudo Factor Designs, Idle Columns * 172
10 Regressionsanalyse 174
10.1 Einfache lineare Regression 174
10.1.1 Methode der kleinsten Quadrate 175
10.1.2 Bestimmtheitsmaß und Korrelationskoeffizient 177
10.1.3 Grafische Beurteilung der Residuen 180
10.1.4 Vertrauensbereiche und Signifikanz 182
10.1.5 Zusammenhang lineare Regression Mittelwertvergleich 187
10.1.6 Quasilineare Regression 188
10.2 Mehrfache Regression 188
10.2.1 Zweifache lineare Regression 189
10.2.2 Transformierte Einflussgrößen 192
10.2.3 Prinzip der schrittweisen Regression 195
10.2.4 Beurteilung des Regressionsmodells 196
11 Versuchspläne für nichtlineare Zusammenhänge 198
11.1 Zentral zusammengesetzte Versuchspläne 198
11.1.1 Orthogonaler Versuchsplan 199
11.1.2 Technisch bedingte Abweichungen vom Versuchsplan 201
11.1.3 Bekannte nichtlineare Abhängigkeiten 201
11.1.4 Varianten von zentral zusammengesetzten Plänen 202
11.1.5 Praxisbeispiel Laserschneiden 205
11.2 Alternative Pläne * 212
11.2.1 3k und S^ Pläne* 212
11.2.2 Box Behnken Pläne 213
11.2.3 Kleine zusammengesetzte Pläne* 214
11.2.4 Optimale Pläne * 215
11.3 Grenzen des quadratischen Modells 217
11.4 Einsatzempfehlungen 219
12 Varianzanalyse 221
12.1 Einfache balancierte Varianzanalyse 221
12.2 Mehrfache Varianzanalyse 227
13 Screening für mehrstufige Faktoren * 230
13.1 Versuchspläne 230
13.2 Auswertung 231
13.3 Einsatzempfehlungen 233
14 Versuchspläne für Mischungen * 234
14.1 Mischungspläne ohne Begrenzungen 235
14.2 Auswertung von Mischungsplänen 237
14.3 Mischungspläne mit Begrenzungen 237
14.4 Kombinierte Versuchspläne 238
15 Spezielle Zielgrößen * 240
15.1 Gut Schlecht Ergebnisse 240
15.1.1 Möglichkeiten zur Vermeidung 240
15.1.2 Auswertung 242
15.2 Anzahl Fehler 246
15.3 Mehrere Zielgrößen 247
16 Sequentielle Optimierungsverfahren * 254
16.1 Evolutionär/ Oßerations (EVOP) 255
16.2 Methode des steilsten Anstiegs 257
16.3 Simplexverfahren 258
16.4 Neuere Entwicklungen 260
16.5 Alternative Modellansätze 262
17 Erweiterung von Versuchsplänen * 264
17.1 Trennung vermengter Wechselwirkungen 264
17.2 Zentrumspunkt 266
17.3 Zuordnung quadratischer Effekte 268
17.4 Nicht realisierbare Faktorstufenkombinationen 270
18 Software* 273
18.1 Allgemeine Hinweise 273
18.2 Beschreibung ausgewählter Programme 274
18.3 Spezielle Anwendungsgebiete 281
19 Beispiele* 283
19.1 Beispiel Motoroptimierung 283
19.2 Literaturbeispiele 288
19.3 Übungsbeispiele 289
19.3.1 Papier Rotor 289
19.3.2 Nürnberger Trichter 292
Anhang A Abkürzungen und Formelzeichen 294
Anhang B Statistische Tabellen 295
Anhang C Wegweiser durch die Verfahren 297
Anhang D Ablauf einer Versuchsplanung 299
Anhang E Ablauf einer Datenauswertung 300
Anhang F JAVA Applets auf der CD ROM 301
Anhang G Software/Beispiele auf CD ROM 304
Anhang H Software/Demos im Internet 307
Index 311
* Für das Verständnis der folgenden Kapitel nicht erforderlich |
| adam_txt |
Inhalt
1 Einführung 1
1.1 Warum Versuche? 1
1.2 Warum Statistik? 1
1.3 Warum Versuchsplanung? 4
1.4 Welche Art von Ergebnissen kann man erwarten? 6
1.5 Versuche oder systematische Beobachtung? 8
1.6 Versuchsplanung und Six Sigma Strategie 8
2 Ausgewählte Begriffe 10
2.1 Zielgrößen 10
2.2 Einflussgrößen 11
2.3 Steuergrößen 11
2.4 Störgrößen 12
2.5 Faktoren 12
2.6 Faktorstufen 13
3 Vorgehensweise im Überblick 14
3.1 Ausgangssituation beschreiben 14
3.2 Untersuchungsziel festlegen 16
3.2.1 Optimale Lage des Mittelwerts 16
3.2.2 Reduzierung der Streuung/Robustheit 17
3.2.3 Erkennen der wichtigsten Störgrößen in der Fertigung 18
3.2.4 Gleichzeitig fertigen und lernen 18
3.2.5 Funktion und Zuverlässigkeit nachweisen 19
3.3 Zielgrößen und Faktoren festlegen 19
3.3.1 Auswahl der Zielgrößen 19
3.3.2 Sammlung der Einflussgrößen 20
3.3.3 Auswahl der Faktoren 22
3.3.4 Festlegung der Faktorstufen 23
3.3.5 Einflussgrößen, die nicht untersucht werden 25
3.4 Versuchsplan aufstellen 26
3.4.1 Festlegung der Faktorstufenkombinationen 26
3.4.2 Anzahl der Realisierungen 26
3.4.3 Blockbildung 27
3.4.4 Randomisierung 28
3.4.5 Aufwandsabschätzung 29
3.5 Versuche durchführen 31
3.5.1 Vorbereitung 31
3.5.2 Durchführung 32
3.6 Versuchsergebnisse auswerten 33
3.7 Ergebnisse interpretieren und Maßnahmen ableiten 36
3.7.1 Interpretation 36
3.7.2 Maßnahmen 37
3.8 Absicherung, Dokumentation, weiteres Vorgehen 38
3.8.1 Absicherung der Verbesserungen 38
3.8.2 Dokumentation 38
3.8.3 Weiteres Vorgehen 39
4 Systematische Beobachtung 40
4.1 Multi Vari Bild 40
4.2 Darstellung der örtlichen Verteilung von Fehlern 44
4.3 Prozessvergleich 47
4.4 Paarweiser Vergleich von Produkten 49
5 Einfache Versuche 51
5.1 Variablenvergleich zur Prozessverbesserung 51
5.2 Komponententausch zur Produktverbesserung 55
5.3 Überblick über die Methoden nach D. Shainin 58
6 Statistische Grundlagen 59
6.1 Verteilung 59
6.1.1 Häufigkeitsverteilung von Versuchsergebnissen 59
6.1.2 Verteilungsdichte und Verteilungsfunktion 62
6.1.3 Normalverteilung 64
6.2 Auswertung einer Stichprobe 65
6.2.1 Repräsentative Stichprobe 65
6.2.2 Eintragung ins Wahrscheinlichkeitsnetz 67
6.2.3 Schätzwerte für Mittelwert [i und Varianz o2 70
6.2.4 Vertrauensbereiche 72
6.3 Vergleich von zwei Mittelwerten 76
6.3.1 Auswertung von Versuchsergebnissen 77
6.3.2 Festlegung des Stichproben bzw. Versuchsumfangs 83
6.3.3 Voraussetzungen 85
6.4 Transformation von Messwerten 89
6.4.1 Logarithmische Normalverteilung 89
6.4.2 Poisson Verteilung 90
6.4.3 Box Cox Transformation 92
Literatur 93
7 Vollständige faktorielle Versuchspläne 94
7.1 Zwei Faktoren auf je zwei Stufen 94
7.1.1 Versuchsplan und Effekte 94
7.1.2 Auswerteformalismus und Beurteilung der Signifikanz 97
7.1.3 Interpretation von Wechselwirkungen 99
7.1.4 Randomisierung und Blockbildung 101
7.2 k Faktoren auf je zwei Stufen 106
7.2.1 Versuchsplan 106
7.2.2 Auswertung 107
7.2.3 Versuchsumfang 113
7.3 Auswertung von Versuchsplänen mit n = 1 114
7.3.1 Wahrscheinlichkeitsdarstellung der Effekte 114
7.3.2 Schätzung der Zufallsstreuung durch „Pooling" 118
7.3.3 Risiken 120
8 Screening Versuchspläne 121
8.1 Hintergrund 121
8.2 Fraktionelle faktorielle Versuchspläne 122
8.2.1 Der fraktionelle faktorielle 24~1 Plan als Beispiel 122
8.2.2 Anwendung des 24"1 Plans zur Blockbildung 126
8.2.3 Fraktionellerfaktorieller 2k~p Plan 129
8.2.4 Was bedeutet Vermengung? 132
8.2.5 Auflösung 136
8.2.6 Überblick über 2k"p Pläne 137
8.2.7 Praxisbeispiel Reflowlöten 139
8.3 Plackett Burman Versuchspläne * 148
8.3.1 Plackett Burman Versuchspläne der Auflösung III * 149
8.3.2 Plackett Burman Versuchspläne der Auflösung IV* 151
8.3.3 Übersättigte Pläne * 152
8.4 Weitere Screening Versuchspläne* 152
8.5 Funktionstest* 153
8.6 Einsatzempfehlungen 155
9 Robuste Produkte/Prozesse 157
9.1 Ziel und Strategie von G. Taguchi 157
9.1.1 Qualitätsziel: Streuung minimieren 158
9.1.2 Entwicklungsstrategie: Robuste Produkte/Prozesse 158
9.2 Taguchis Versuchspläne und ihre Auswertung 160
9.3 Alternative Ansätze 168
9.3.1 Aus der Differenz von Messwerten abgeleitete Zielgrößen 168
9.3.2 Wechselwirkung zwischen Steuer und Rauschfaktoren 169
9.4 Anmerkungen zu den „Orthogonalen Feldern" u.ä * 170
9.4.1 Orthogonale Felder * 170
9.4.2 Lineare Graphen und Dreieckstabellen * 171
9.4.3 Dummy Levels, Pseudo Factor Designs, Idle Columns * 172
10 Regressionsanalyse 174
10.1 Einfache lineare Regression 174
10.1.1 Methode der kleinsten Quadrate 175
10.1.2 Bestimmtheitsmaß und Korrelationskoeffizient 177
10.1.3 Grafische Beurteilung der Residuen 180
10.1.4 Vertrauensbereiche und Signifikanz 182
10.1.5 Zusammenhang lineare Regression Mittelwertvergleich 187
10.1.6 Quasilineare Regression 188
10.2 Mehrfache Regression 188
10.2.1 Zweifache lineare Regression 189
10.2.2 Transformierte Einflussgrößen 192
10.2.3 Prinzip der schrittweisen Regression 195
10.2.4 Beurteilung des Regressionsmodells 196
11 Versuchspläne für nichtlineare Zusammenhänge 198
11.1 Zentral zusammengesetzte Versuchspläne 198
11.1.1 Orthogonaler Versuchsplan 199
11.1.2 Technisch bedingte Abweichungen vom Versuchsplan 201
11.1.3 Bekannte nichtlineare Abhängigkeiten 201
11.1.4 Varianten von zentral zusammengesetzten Plänen 202
11.1.5 Praxisbeispiel Laserschneiden 205
11.2 Alternative Pläne * 212
11.2.1 3k und S^ Pläne* 212
11.2.2 Box Behnken Pläne 213
11.2.3 Kleine zusammengesetzte Pläne* 214
11.2.4 Optimale Pläne * 215
11.3 Grenzen des quadratischen Modells 217
11.4 Einsatzempfehlungen 219
12 Varianzanalyse 221
12.1 Einfache balancierte Varianzanalyse 221
12.2 Mehrfache Varianzanalyse 227
13 Screening für mehrstufige Faktoren * 230
13.1 Versuchspläne 230
13.2 Auswertung 231
13.3 Einsatzempfehlungen 233
14 Versuchspläne für Mischungen * 234
14.1 Mischungspläne ohne Begrenzungen 235
14.2 Auswertung von Mischungsplänen 237
14.3 Mischungspläne mit Begrenzungen 237
14.4 Kombinierte Versuchspläne 238
15 Spezielle Zielgrößen * 240
15.1 Gut Schlecht Ergebnisse 240
15.1.1 Möglichkeiten zur Vermeidung 240
15.1.2 Auswertung 242
15.2 Anzahl Fehler 246
15.3 Mehrere Zielgrößen 247
16 Sequentielle Optimierungsverfahren * 254
16.1 Evolutionär/ Oßerations (EVOP) 255
16.2 Methode des steilsten Anstiegs 257
16.3 Simplexverfahren 258
16.4 Neuere Entwicklungen 260
16.5 Alternative Modellansätze 262
17 Erweiterung von Versuchsplänen * 264
17.1 Trennung vermengter Wechselwirkungen 264
17.2 Zentrumspunkt 266
17.3 Zuordnung quadratischer Effekte 268
17.4 Nicht realisierbare Faktorstufenkombinationen 270
18 Software* 273
18.1 Allgemeine Hinweise 273
18.2 Beschreibung ausgewählter Programme 274
18.3 Spezielle Anwendungsgebiete 281
19 Beispiele* 283
19.1 Beispiel Motoroptimierung 283
19.2 Literaturbeispiele 288
19.3 Übungsbeispiele 289
19.3.1 Papier Rotor 289
19.3.2 Nürnberger Trichter 292
Anhang A Abkürzungen und Formelzeichen 294
Anhang B Statistische Tabellen 295
Anhang C Wegweiser durch die Verfahren 297
Anhang D Ablauf einer Versuchsplanung 299
Anhang E Ablauf einer Datenauswertung 300
Anhang F JAVA Applets auf der CD ROM 301
Anhang G Software/Beispiele auf CD ROM 304
Anhang H Software/Demos im Internet 307
Index 311
* Für das Verständnis der folgenden Kapitel nicht erforderlich |
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Inhaltsverzeichnis
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