混料设计的响应优化试验示例
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通常用来制造塑料管的化合物由两种材料制造组成:材料 A 和材料 B。作为研究工程师,您要确定能否向现有配方中添加一种填充物而仍满足某些物理属性要求。您希望在配方中包括尽可能多的填充物而仍满足响应规格。塑料管必须满足以下规格:

·    冲击强度必须大于 1ft-lb/英寸

·    变形温度必须大于 190°F

·    抗屈强度必须大于 5000 psi

通过使用增强的单纯形质心设计,您收集了数据,现在要对三个响应进行优化:冲击强度(冲击)、变形温度(温度)和抗屈强度(强度)。

1    打开工作表“混料响应优化器.MTW”。(已为您保存了设计、响应数据和模型信息。数据来自 [1]。)

2    选择统计 > DOE > 混料 > 响应优化器

3    单击 冲击温度强度移到所选中。

4    在模型拟合在下,选择虚拟分量

5    单击设置。按如下所示填写表的目标下限望目上限列:

响应

目标

下限

望目

上限

冲击

望大

1

3

 

温度

望大

190

200

 

强度

望大

5000

5200

 

6    在每个对话框中单击确定

会话窗口输出

响应优化

 

 

参数

 

      目标    下限  望目  上限  权重  重要性

冲击  最大值     1     3     3     1       1

温度  最大值   190   200   200     1       1

强度  最大值  5000  5200  5200     1       1

 

 

整体解

 

 

分量

 

材料 A   =   0.45

材料 B   =   0.55

填充物   =      0

 

 

预测的响应

 

冲击   =      6.04  ,   合意性 =   1.000000

温度   =    213.19  ,   合意性 =   1.000000

强度   =   6045.18  ,   合意性 =   1.000000

 

 

复合合意性 = 1.000000

图形窗口输出

解释结果

大多数情况下,Minitab 对数字优化和优化图结果使用工作表中显示的单位。但是,如果您的设计以数量显示且有多个总数,则对数字优化和优化图结果都以比率显示分量。在本例中以比率显示这些结果。

这三个响应变量的单个合意性和组合(即复合合意性)均为 1.0。图中的灰色区域表示至少有一个响应的合意性为零的因子设置。

要得到此复合合意性,要将混料分量比率设为会话窗口输出中“全局解”下显示的值。用于制造塑料管的配方中三种成分的比率分别为:材料 A 为 0.45,材料 B 为 0.55,填充物 为 0.0。配方的预测响应为:冲击强度 = 6.0366,变形温度 = 213.1919,抗屈强度 = 6045.1810。这些预测响应表明已经满足了塑料管的物理属性规格。

但是,试验的目标是在配方中包括尽可能多的填充物,且仍满足响应规格。尽管已经满足了响应规格,但是所得的配方中并不包括任何填充物。可以移动垂直条形来更改分量比率,并了解是否可以添加更多填充物而仍满足规格。

在下图中,已将填充物锁定在 0.14,并已移动垂直条形以确定低合意性较低但仍满足所需规格的配方的比率。可以继续更改配方,直到找出满足需要的比例组合为止。