Планирование эксперимента в условиях производства

Планирование в условиях непрекращающегося производства имеет свои особенности. Чтобы не нарушить производственный процесс, не снизить качество изделий, не выйти за имеющиеся нормативные рамки, приходится с большой осторожностью варьировать факторы. Однако при малых интервалах варьирования отклик также меняется очень мало. Это изменение может оказаться незаметным на фоне шумов, обусловленных неоднородностью сырья, изменением внешних условий и т. д. Таким образом, оказывается трудно предпочесть один близкий режим другому и определить, в какую сторону нужно двигаться к экстремуму. Другой трудностью является то, что квалификация персонала в области планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных не всегда может быть признана достаточной.

Однако эти трудности преодолимы. Производственный процесс имеет постоянный характер, а это означает, что эксперимент тоже может быть сделан постоянным. Как известно, увеличение числа опытов позволяет уменьшить доверительный интервал и тем самым уточнить значение отклика в некоторой точке. В подпараграфе 1.1.2 было показано, что ширина доверительного интервала пропорциональна l/ViV. Таким образом, увеличение числа параллельных опытов позволяет выделить значимые изменения отклика из шумов и найти направление, в котором следует ожидать его увеличения.

Недостаточная квалификация персонала может быть компенсирована применением максимально простых процедур обработки результатов и сведением их к небольшому набору стандартных повторяющихся действий, определенных инструкций. Эти идеи нашли свое воплощение в методе эволюционного планирования, разработанного в середине 1950;х гг.

Эволюционное планирование.

Основой метода эволюционного планирования является факторный эксперимент, проводимый в окрестностях некоторой начальной точки, определяемой производственным регламентом. Выбирается максимально возможный интервал варьирования, с тем, однако, чтобы факторы не вышли за область допустимых значений. После этого проводятся опыты в точках факторного (ПФЭ или ДФЭ) плана.

На рис. 2.14 отмечены точки такого плана, расположенные вокруг центра А, для случая двух факторов. Если в этих точках проведено по одному опыту, то говорят, что проведен первый цикл. Обычно в дополнение к точкам факторного плана в состав цикла входит опыт в центре плана. После проведения цикла производится статистическая обработка результатов, целью которой является проверка значимости отличий значения отклика в точках плана. Для удобства и упрощения обработки результатов разработаны специальные бланки, заполнение которых завершается требуемым выбором.

Рис. 2.14. Точки эволюционного плана.

Если отличия отклика во всех точках незначимы, то производится еще один цикл — параллельный набор опытов в тех же точках. Это продолжается до тех пор, пока накопленная в результате нескольких (или многих) циклов информация не будет достаточной для того, чтобы можно было утверждать, что некоторая точка, например В, существенно отличается от других. Совокупность циклов, которые были проведены до того, как сделан вывод о значимости, является одной фазой.

После выявления наилучшей точки плана центр переносится в нее и начинается новый набор циклов, относящихся ко второй фазе. В результате последовательного переноса центра плана происходит его смещение в сторону экстремума. Заметим, что если почему-либо происходит изменение оптимальных условий производства (оптимум дрейфует в пространство факторов), то метод эволюционного планирования обеспечивает отслеживание оптимума. Более подробные сведения об эволюционном планировании, включающие процедуру упрощенного статистического анализа, формы бланков и ссылки на оригинальные работы, можно найти в специальной литературе.