用Minitab软件对EPS板保温用抹面胶浆进行试验设计与分析

作者:迪亚爱柯节能科技上海有限公司 / 公众号:DYAKJNKJ 发布时间:2019-01-12

一、引言
Minitab软件作为世界著名的数据分析软件已有几十年的开发历史,具有体积小、功能大、操作简单、易于掌握、计算精确、兼容性好等特点,已成为统计领域最为普及的软件工具之一,在教育、研究企业管理等各个领域有着广泛的运用。Minitab软件不仅具有包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等在内的基本统计功能,还有着强大的实验设计(designof experiments,DOE)功能,用正交表安排试验方案,以误差因素模拟造成产品质量波动的各种干扰,通过对各种实验方案得统计分析,找出抗干扰能力最强、调整性最好、性能最稳定、可靠的设计方案。所以,这个模块可以完成正交表格设计、数据分析以及结果预测等。下面用Minitab软件对一种EPS板保温用抹面胶浆进行试验设计与分析。
二、Minitab软件试验方案设计
经试验筛选后,确定3个比较重要的影响因子且每个因子2个水平,如下:
影响因子
因子1
因子2
因子3
因子名称
纤维素
胶粉
憎水剂
水平
2.0%,3.0%
2.8%、3.5%
2%、3%

在对话框中输入因子数

选择L32

在因子里输入下表内容

点击确认,会话中出现正交表设计

工作表3个因子组合如下共32个:

三、Minitab软件正交试验数据分析

在数据表中输入指目标数据如下表:

1、正交方差分析
对以上试验数据进行方差分析,选择一般线性模型,如下表:

在一般线性模型中输入下表内容




点击确认




2、正交试验直观分析
直观分析反映单个因子对目标的影响,通过直观分析,可以直观看到一些结果
(1)信噪比分析
信噪比反应波动性的大小,信噪比越大波动越小,由于目标中吸水量越小越好,而其它目标越大越好,因此在对信噪比分析中,应分开分别分析,吸水量应选望小,其它选望大,如下表
A选择望小C4的信噪比分析
在分析对话框中输入响应C4

选择望小如下表

分析对话框中选信噪比

分析图形对话框中选择四合一如下表

点击确认得



B选择望大C4、C5的信噪比分析



上述选择完成后点击确认



(2)均差和标准值分析
在响应中输入C4 C5 C6



完成以上对话框选择后,确认






四、结论
分析要点1:分析影响因子的显著性,看目标吸水量方差分析表中的总效果,因子1纤维素P=0.181>0.05,影响不显著,因子2胶粉、因子3憎水剂P=0.000<0.05且<0.01,影响是及其显著的;看目标拉伸粘结强度与EPS板方差分析表中的总效果,因子1纤维素P=0.114>0.05,影响不显著,因子2胶粉、因子3憎水剂P=0.000<0.05且<0.01,影响是及其显著的;看目标耐水拉伸粘结强度与EPS板方差分析表中的总效果,因子1纤维素P=0.002<0.05影响是显著的,因子2胶粉P=0.000<0.05且<0.01,影响是及其显著的,因子3憎水剂P=0.054>0.05,影响不显著。
分析要点2:分析评估线性回归的总效果,两个确定系数R-Sq与R-Sq(调整),计算结果显示,目标吸水量这两个值分别为75.80%和73.20%,二者的差距很小,说明模型无需改进;看目标拉伸粘结强度与EPS板这两个值分别为53.47%和48.48%,二者的差距很小,说明模型无需改进;看目标耐水拉伸粘结强度与EPS板这两个值分别为74.31%和71.55%,二者的差距很小,说明模型无需改进。
分析要点3:残差诊断,用残差来诊断模型是否与数据拟合好坏,如果数据和模型拟合得比较好,则残差应该是正常的。
(1)在“四合一”图的右下角图中,观察残差对于以观测值顺序为横轴的散点图,重点考察此散点图中,各点是否随机地在水平轴上下无规则的波动着。
(2)在“四合一”图的右上角图中,观察残差对于以响应变量拟合预测值为横轴的散点图,重点考察此散点图中,残差是否保持等方差性,即是否有“漏斗型”或“喇叭型”。
(3)在“四合一”图的左上角正态概率图(或右下角的直方图)中,观察残差的正态检验图,看残差是否服从正态分布。
(4)观察残差对于以各自变量为横轴的散点图,重点观察此散点图中是否有弯曲趋势。
从上面这些图可以看到,这些图形都显示残差是正常的。
分析要点4:直观分析,看3个因子分别对目标吸水量的影响,从信噪比方差分析可知,因子1纤维素P=0.630>0.05,对信噪比影响不显著,因子2胶粉P=0.126>0.05,对信噪比影响不显著,因子3憎水剂P=0.042<0.05,影响是显著的,看两个确定系数R-Sq与R-Sq(调整)差别较大,回归不太好,模型仍需要改进;从信噪比主效应图也可以看出,因子3憎水剂是带来“噪音”的重要因子,对目标吸水量影响较大,地位比较重要。另外信噪比残差诊断,从“四合一”图上可以看出,数据无异常。
看3个因子分别对目标拉伸粘结强度与EPS板和目标耐水拉伸粘结强度与EPS板的影响,从信噪比方差分析可知,因子1纤维素P=0.019<0.05和因子2胶粉P=0.001<0.05且<0.01,可见因子2对信噪比影响极其显著,因子2对信噪比影响显著,因子3憎水剂P=0.654>0.05影响不显著,看两个确定系数R-Sq与R-Sq(调整)差别很小,回归很好。从信噪比主效应图也可以看出,因子2胶粉是带来最大“噪音”的重要因子,其次是因子1纤维素也是带来“噪音”的因子,对目标拉伸粘结强度与EPS板和目标耐水拉伸粘结强度与EPS板影响较大。另外信噪比残差诊断,从“四合一”图上可以看出,数据无异常。从均值和标准差主效应图可以看出,因子3憎水剂对均值和标准差影响显著,从均差和标准差方差分析中也可知,因子3 P=0.041<0.05,对均差和标准差影响显著,看两个确定系数R-Sq与R-Sq(调整)差别较大,回归不太好,模型仍需要改进。



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