Nakon što ste u članku „DOE u industriji i proizvodnji“ imali priliku saznati općenito o dizajnu eksperimenata, kao i o prednostima njegove upotrebe u industriji i proizvodnji, te o metodi faktorskog dizajna u članku „DOE – faktorski dizajn“, sada pišemo o metodi frakcionog faktorskog dizajna eksperimenata.
Šta je frakcioni faktorski dizajn?
Metoda frakcionog faktorskog dizajna slična je metodi faktorskog dizajna, jer se na istoj i temelji. Obje koriste sve faktore, a razlika kod frakcionog dizajna ogleda se u tome što se ne provode svi eksperimenti, već samo neki od njih.
Opšti frakcioni dizajn obilježava se sa . U zavisnosti od razlikuju se sljedeći tipovi frakcionog faktorskog dizajna:
- polovina (eng. One – half fraction): ,
- četvrtina (eng. One – quarter fraction): i
- osmina (eng. One – eight fraction): .
Kada se koristi frakcioni faktorski dizajn?
Bitno ja znati da frakcioni faktorski dizajn nije pogodan za primjenu u svim situacijama, te da njegova primjena ima smisla samo kada se:
- smatra da su mnogi faktori interni, te se provodi provjeravanje, kako bi se identifikovali faktori sa jakim ili velikim efektima,
- smatra da su sve interakcije višeg reda dovoljno male da bi se mogle ignorisati,
- dizajn mora smanjiti, uz preuzimanje određenih rizika.
Primjeri primjene frakcionog faktorskog dizajna
-
Stabilnost novog proizvoda
Hemičar u laboratoriji za industrijski razvoj pokušavao je formulisati jedan proizvod za domaćinstvo, koristeći novi postupak. Prilično brzo je pokazao da proizvod ima niz atraktivnih osobina. Međutim, nije bilo moguće plasirati ovaj proizvod na tržište, samo zato što nije bio stabilan. S nadom da će pronaći uslove koji će omogućiti stabilnost proizvoda, hemičar je mjesecima bezuspješno pokušavao različite načine sinteziranja.
Ali, iako su svi pokušaji bili bezuspješni, ipak nisu bili čisto gubljenje vremena, jer su rezultovali identifikacijom uticaja četiri veoma važna faktora na stabilnost proizvoda. Tako je zaključio da koncentracija kiseline (A), koncentracija katalizatora (B), temperatura (C) i koncentracija monomera (D) imaju ponajviše uticaja na stabilnost proizvoda.
Kada je shvatio da problem može riješiti metodama dizajna eksperimenta, iako mrzovoljan, ipak je počeo s izradom plana eksperimenta. Odlučio se za osminski frakcioni faktorski dizajn, pri čemu je faktor D prilagođen interakcijama ABC. Već za ovu odluku, hemičaru ćemo reći: Bravo!
Eksperimente je izveo nasumičnim redoslijedom i veoma brzo se razočarao, jer nijedna kombinacija nije davala željeni stepen stabilnosti. Analizirajući rezultate trenda zaključio je da su faktori A i B dominantni u uticaju na stabilnost proizvoda. Prema tome, mogao je koristiti polovinski frakcioni faktorski dizajn.
Iako nijedna od eksperimentalnih kombinacija uslova nije rezultovala željenim nivoom stabilnosti, ipak je jasno izražen smjer u kojem se mogu pronaći ti uslovi. Već nakon nekoliko koraka napravljenih u tom smjeru stabilnost je bila čak i veća od ciljane.
-
Modifikacija ležaja
Jedan proizvođač ležajeva izgubio je važan ugovor jer je konkurent razvio robusni ležaj adekvatniji za rukovanje loše uravnoteženim vešem u veš mašini. Projektni tim je pretpostavio da bi bolji ležaj mogao biti rezultat modifikacije jednog ili više od sljedeća četiri faktora: posebna karakteristika proizvodnog procesa kuglica u ležajevima (A), dizajn bubnja (B), vrsta masti (C) i količina masti (D).
Ako bi se odlučili za upotrebu faktorskog dizajna, trebali bi uraditi 16 eksperimenata. Međutim, upotrebom frakcionog faktorskog dizajna broj potrebnih eksperimenata smanjen je na 8. Svih 8 eksperimenata izvedeno je nasumičnim redoslijedom.
Varijabala odgovora u ovom slučaju bila je postotak kvara (recipročna vrijednost prosječnog vremena do kvara). Rezultati su pokazali da količina masti (D) nije imala veliki uticaj, ali i da se promjenom uslova proizvodnje kuglica (A) može postići veliko smanjenje postotka kvara. Također, mala poboljšanja mogla su se postići i promjenom dizajna bubnja (B). I dalja istraživanja potvrdila su sve navedeno, pa je izgubljeno tržište vraćeno dizajnom ležaja koji je premašio sva očekivanja kupaca.
Zaključak
Kada se ohrabrite (a ne sumnjam da hoćete) da svoje procese počnete poboljšavati primjenom dizajna eksperimenata, onda budite ustrajni i nemojte prebrzo odustajati.
Možda će vam se u početku učiniti da je neophodan veliki broj eksperimenata za koje nemate ili vremena ili resursa, a često ni jednog ni drugog. Ali, nemojte da vas to zaustavi! Sjetite se tad metode frakcionog faktorskog dizajna! Vrlo jednostavno smanjite broj potrebnih eksperimenata!
Dalje, možda će vam se prvi rezultati učiniti beskorisnim. Možda nećete znati šta s njima. Ali, ni tada nemojte odustati! Razmislite još jednom! Konsultujte se sa vašim timom! Pogledajte te rezultate iz više uglova! Doći ćete do korisnih zaključaka, sigurna sam! Jer, možda nećete odmah doći do očekivanih rezultata, ali daleko od toga da će biti beskorisni!
Možda ćete neke eksperimente morati ponoviti, ali će vam zato neki drugi dati daleko bolje rezultate od očekivanih. Zato, nemojte razmišljati o tome da li vrijedi koristiti dizajn eksperimenata. To je neupitno!
