QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM TRONG KỸ THUẬT

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/335524502 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật - 2011 Book · September 2019 CITATIONS READS 3,011 authors: Van Du Dang-Binh Nguyen Thainguyen University of Technology Thainguyen University of Technology 34 PUBLICATIONS   246 CITATIONS    15 PUBLICATIONS   239 CITATIONS    SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: Member View project Nonlinear dynamics of Horizontal Vibro-Impact Devices View project All content following this page was uploaded by Van Du on 29 April 2020 The user has requested enhancement of the downloaded file SEE PROFILE NGUYỄN VĂN DỰ, NGUYỄN ĐĂNG BÌNH QUY HO¹CH THùC NGHIƯM TRONG Kü THUËT Nhμ xuÊt b¶n khoa häc vμ kü thuËt Hμ Néi - 2011 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình Lời nói đầu Hầu hết nghiên cứu kỹ thuật gắn với thực nghiệm Nghiên cứu thực nghiệm kỹ thuật có mục đích xác định quan hệ thông số đầu vào với hay nhiều giá trị đầu đối tượng Hiểu rõ quan hệ giúp cải thiện hay tối ưu hóa đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu thực nghiệm cần thực theo kế hoạch Lý thuyết xây dựng kế hoạch thí nghiệm cịn gọi “Quy hoạch thực nghiệm” hay “Thiết kế thí nghiệm” (Design Of Experiments – DOE) DOE giúp nhà nghiên cứu thực thi thí nghiệm lại thu nhiều thơng tin hữu ích đối tượng nghiên cứu Thực tế giảng dạy hướng dẫn nghiên cứu cho thấy, nhiều nhà nghiên cứu kỹ thuật thường nhiều thời gian công sức cho việc tìm hiểu tính tốn theo cơng thức xác suất thống kê phức tạp lý thuyết quy hoạch thực nghiệm Tiến trình nghiên cứu thực nghiệm mô tả bước giúp nhà nghiên cứu tập trung sức lực cho vấn đề Sự trợ giúp đắc lực hữu hiệu máy tính việc xử lý số liệu thí nghiệm cần quan tâm Tài liệu viết theo xu hướng ứng dụng, cụ thể hóa lý thuyết quy hoạch thực nghiệm xử lý số liệu thí nghiệm với trợ giúp máy tính vào toán kỹ thuật Sách dùng làm giáo trình giảng dạy sau đại học, khóa đào tạo chuyên đề nghiên cứu thực nghiệm lĩnh vực kỹ thuật Bạn đọc trình độ khác, lĩnh vực khác tham khảo kỹ thuật thiết kế thí nghiệm tài liệu Tài liệu bao gồm chương với nội dung sau Các khái niệm nguyên tắc nghiên cứu thực nghiệm lập kế hoạch thí nghiệm Giới thiệu tiến trình thiết kế, thu thập Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình liệu xử lý số liệu thực nghiệm; lập kế hoạch phân tích số liệu thí nghiệm máy vi tính Các kiến thức lý thuyết thống kê sử dụng xử lý số liệu thí nghiệm Nhiều ví dụ cụ thể giới thiệu phân tích nhằm giúp người đọc khơng chun tốn hiểu liên hệ với vấn đề nghiên cứu Các kỹ thuật phân tích số liệu thí nghiệm nhằm so sánh hai q trình, chất lượng hai nhóm đối tượng kỹ thuật Cách xác định số lượng mẫu thí nghiệm cần thiết phân tích minh họa ví dụ cụ thể Cơ sở lý thuyết cách thức xây dựng kế hoạch thí nghiệm hai mức cho toán kỹ thuật Ứng dụng máy tính để xây dựng kế hoạch thí nghiệm hai mức Cách xây dựng kế hoạch phân tích số liệu cho thí nghiệm sơ nhằm sàng lọc yếu tố quan trọng, có ảnh hưởng lớn đến thông số đầu đối tượng nghiên cứu Xác định ảnh hưởng tương tác yếu tố thí nghiệm Cách thức xác định số lượng thí nghiệm cần thiết Kỹ thuật phân tích hồi quy phương sai Tiến trình nghiên cứu thực nghiệm tối ưu hóa Từng bước q trình tìm vùng cực trị, xác định điểm cực trị hai dạng toán tối ưu đơn mục tiêu đa mục tiêu giới thiệu phân tích chi tiết Các giai đoạn phân tích, đánh giá minh họa qua ví dụ xuyên suốt nhằm giúp người đọc hiểu áp dụng cho nghiên cứu cách dễ dàng Lần xuất cịn nhiều thiếu sót Rất mong bạn đọc đóng góp ý kiến để hồn thiện Góp ý xin gửi địa email: vandu@tnut.edu.vn Xin trân trọng cám ơn Các tác giả Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình MỤC LỤC CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Nghiên cứu thực nghiệm 1.2 Khái niệm thiết kế thí nghiệm .10 1.3 Ba nguyên tắc thiết kế thí nghiệm 14 1.3.1 Nguyên tắc ngẫu nhiên 14 1.3.2 Nguyên tắc lặp lại 15 1.3.3 Nguyên tắc tạo khối 15 1.4 Các loại thí nghiệm .16 1.4.1 Thí nghiệm sàng lọc 16 1.4.2 Thí nghiệm so sánh 16 1.4.3 Thí nghiệm tối ưu hóa .17 1.5 Các dạng thiết kế thí nghiệm 17 1.5.1 Thí nghiệm yếu tố 17 1.5.2 Thí nghiệm đa yếu tố .18 1.5.2.1 Thí nghiệm đa yếu tố tổng quát 18 1.5.2.2 Thí nghiệm hai mức đầy đủ 18 1.5.2.3 Thí nghiệm hai mức riêng phần 18 1.5.2.4 Thí nghiệm Plackett-Burman 19 1.5.3 Thí nghiệm Taguchi 19 1.5.4 Thí nghiệm bề mặt tiêu 19 1.6 Tiến trình nghiên cứu thực nghiệm .20 1.6.1 Phát biểu vấn đề 20 1.6.2 Xác định yếu tố thí nghiệm .20 1.6.3 Lựa chọn hàm mục tiêu 21 1.6.4 Thiết kế thí nghiệm 21 1.6.5 Tiến hành thí nghiệm 22 1.6.6 Phân tích kết 22 1.6.7 Kết luận 22 1.7 Thiết kế xử lý số liệu thí nghiệm máy tính 23 1.8 Kết luận chương 25 Câu hỏi chương 25 CHƯƠNG THỐNG KÊ CƠ BẢN .26 2.1 Dữ liệu thực nghiệm .27 2.1.1 Tập toàn tập mẫu 27 2.1.2 Vị trí tập liệu (Location) 27 2.1.3 Mức độ biến động (Variation) .28 2.1.3.1 Khoảng giới hạn (Range) 28 2.1.3.2 Phương sai (Varriance) độ lệch chuẩn (Standard deviation) 29 2.1.4 Hình dạng phân phối liệu (Shape) .30 2.1.4.1 Đồ thị thống kê (Histogram) 30 2.1.4.2 Mật độ phân phối (Distribution Density) 32 2.2 Phân phối Gauss .33 2.2.1 Giới thiệu 33 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình 2.2.1 Tính xác xuất tay 36 2.2.2 Tính xác suất máy tính 38 2.3 Kiểm định giả thuyết thống kê 40 2.3.1 Khái niệm 41 2.3.2 Giá trị giới hạn .42 2.3.3 Giả thuyết phía hai phía 44 2.3.4 Mức ý nghĩa α giá trị p 45 2.4 Suy diễn thống kê từ tập mẫu 46 2.4.1 Suy diễn giá trị trung bình biết phương sai .46 2.4.2 Suy diễn giá trị trung bình chưa biết phương sai 50 2.4.2.1 Phân phối t student (Student-t distribution) 50 2.4.2.2 Trình tự suy diễn 51 2.4.2.3 Ví dụ minh họa 52 2.4.3 Suy diễn phương sai tập toàn 56 2.4.3.1 Phân phối χ2 (Chi-square Distribution) 56 2.4.3.2 Trình tự suy diễn σ2 57 2.4.3.3 Ví dụ minh họa 58 2.5 Hồi quy bậc 60 2.5.1 Xác định hệ số hồi quy 61 2.5.2 Đánh giá sai số hồi quy 64 2.5.3 Hồi quy máy tính 66 2.5.4 Ví dụ ứng dụng 70 2.6 Chuyển liệu dạng phân phối chuẩn .71 2.6.1 Kiểm tra dạng phân bố liệu .71 2.6.2 Chuyển đổi Box-Cox .74 2.6.3 Chuyển đổi Johnson 76 2.7 Kết luận chương 78 Câu hỏi chương 79 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SO SÁNH 80 3.1 Giới thiệu 80 3.2 So sánh trung bình 80 3.2.1 Hai tập toàn có độ lệch chuẩn 82 3.2.2 Hai tập toàn khác độ lệch chuẩn 82 3.2.3 Hai tập có liệu phân bố theo cặp .83 3.2.4 Cách thực so sánh 84 3.2.5 Ví dụ minh họa 85 3.3 So sánh lượng biến động .93 3.3.1 Phân phối F 94 3.3.2 Cách thức kiểm định giả thuyết .95 3.3.3 Ví dụ minh họa 96 3.4 Xác định số lượng mẫu thực nghiệm 99 3.4.1 Tính số lượng mẫu tay 99 3.4.2 Tính số lượng mẫu máy tính .102 3.5 Kết luận chương 107 Câu hỏi chương .107 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình CHƯƠNG KẾ HOẠCH THỰC NGHIỆM MỨC 108 4.1 Giới thiệu 108 4.2 Thí nghiệm đầy đủ 2k 108 4.2.1 Thí nghiệm 22 108 4.2.1.1 Ví dụ 109 4.2.1.2 Mô tả kế hoạch thí nghiệm 22 112 4.2.2 Thí nghiệm 23 115 4.2.2 Bổ sung điểm thí nghiệm trung tâm 118 4.2.3 Thiết kế thí nghiệm 2k 119 4.3 Thí nghiệm riêng phần 2k-p 121 4.3.1 Thí nghiệm riêng phần 23-1 121 4.3.2 Độ phân giải dạng thí nghiệm riêng phần 2k-p 123 4.3.2.1 Độ phân giải thiết kế 123 4.3.2.2 Các dạng thiết kế thí nghiệm riêng phần 124 4.3.2 Kế hoạch thí nghiệm P-B 125 4.4 Xây dựng kế hoạch hai mức máy tính 127 4.5 Xác định số lượng thí nghiệm tối thiểu .131 4.6 Kết luận chương 135 Câu hỏi chương .136 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SÀNG LỌC .137 5.1 Giới thiệu 137 5.2 Thiết kế thí nghiệm sàng lọc .137 5.3 Phân tích kết thí nghiệm .138 5.3.1 Xử lý số liệu 138 5.3.2 Đánh giá yếu tố ảnh hưởng 142 5.3.3 Đánh giá tương tác biến thí nghiệm .144 5.3.4 Mơ hình hồi quy thực nghiệm 145 5.3 Các ví dụ minh họa .145 5.3.1 Thí nghiệm dạng đầy đủ 146 5.3.2 Thí nghiệm dạng riêng phần 157 5.4 Kết luận chương 163 Câu hỏi chương .163 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM TỐI ƯU HÓA 164 6.1 Giới thiệu 164 6.1.1 Tiến trình tối ưu hóa .164 6.1.2 Mức độ phù hợp mơ hình .166 6.1.3 Kế hoạch thí nghiệm bề mặt tiêu 166 6.1.4 Tối ưu hóa đa mục tiêu 167 6.2 Thí nghiệm khởi đầu 167 6.2.1 Khái niệm 167 6.2.2 Ví dụ minh họa 168 6.3 Leo dốc tìm vùng cực trị .171 6.3.1 Khái niệm 171 6.3.2 Quy tắc xác định bước leo dốc 173 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình 6.3.3 Ví dụ minh họa 177 6.4 Thí nghiệm bề mặt tiêu 182 6.4.1 Kế hoạch thí nghiệm bề mặt tiêu 182 6.4.1.1 Thiết kế hỗn hợp tâm xoay 183 6.4.1.2 Thiết kế Box-Behnken 184 6.4.1.3 Thiết kế thí nghiệm máy tính 185 6.4.1.4 Ví dụ minh họa 187 6.4.2 Thực thí nghiệm bề mặt tiêu 189 6.4.3 Phân tích kết thí nghiệm .190 6.4.4 Đồ thị bề mặt tiêu 193 6.4.5 Tối ưu hóa đơn mục tiêu .195 6.4.5.1 Tính tay 195 6.4.5.2 Tính máy tính 198 6.5 Tối ưu hóa đa mục tiêu 200 6.5.1 Cách tiếp cận 200 6.5.2 Hàm kỳ vọng 202 6.5.3 Trọng số 205 6.5.4 Hệ số mức độ quan trọng 206 6.5.5 Ví dụ minh họa 207 6.6 Các ý thiết kế thí nghiệm tối ưu .215 6.7 Kết luận chương 216 Câu hỏi chương .216 PHỤ LỤC MỘT SỐ BẢNG THỐNG KÊ 217 PHỤ LỤC CĂN BẢN SỬ DỤNG MINITAB 223 P.2.1 Khởi động giao diện Minitab 223 P2.2 Làm việc với liệu 224 P2.3 Quản lý tập tin Minitab .224 TÀI LIỆU THAM KHẢO 227 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình Chương GIỚI THIỆU 1.1 Nghiên cứu thực nghiệm Trong kỹ thuật, có hai chức nghiên cứu chủ yếu nghiên cứu sáng tạo nghiên cứu thực nghiệm Nghiên cứu sáng tạo (Creative research) nghiên cứu nhằm phát triển lý thuyết mới, trình hay thiết kế sản phẩm Nghiên cứu sáng tạo bao gồm nghiên cứu sáng tạo lý thuyết (Creative theoretical research) nghiên cứu sáng tạo thực tế (Creative practical research) Nghiên cứu sáng tạo lý thuyết nhằm khám phá hay tạo mơ hình mơ tả, lý thuyết hay giải thuật Nghiên cứu sáng tạo thực tế bao gồm nghiên cứu nhằm thiết kế sản phẩm, q trình đáp ứng địi hỏi thực tế xã hội, kỹ thuật Nghiên cứu thực nghiệm (Experimental research) dạng nghiên cứu mối quan hệ “Nguyên nhân - kết quả” Trước hết, nhà nghiên cứu xác định thông số (hay biến) cần quan tâm Sau đó, tiến hành thí nghiệm nhằm quan sát, đánh giá xem mục tiêu (còn gọi biến phụ thuộc, thông số đầu ra) thay đổi hay nhiều biến khác (gọi biến độc lập hay thông số đầu vào) thay đổi Nghiên cứu thực nghiệm đóng vai trị quan trọng khoa học kỹ thuật Các mơ hình, lý thuyết, giải thuật, q trình ln cần kiểm nghiệm thực trước đem ứng dụng Hơn nữa, nghiên cứu thực nghiệm cịn có ý nghĩa bổ sung, hoàn chỉnh kết nghiên cứu sáng tạo lý thuyết phát triển Bên cạnh đó, q trình cơng nghệ kỹ thuật thường phức tạp, bao gồm tập hợp lớn yếu tố ảnh hưởng nhiều tiêu đánh Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình giá khác Trong đa số các hệ thống hay trình kỹ thuật, mối quan hệ vào-ra thường mô tả cách đầy đủ hàm lý thuyết Người ta thường mơ hình hóa q trình, đối tượng cần nghiên cứu hộp đen (Black-box) hình 1.1 Các tham số điều khiển Đầu vào Quá trình, Hệ thống, Đối tượng Kết (đầu ra) Các yếu tố khơng điều khiển Hình 1.1 Sơ đồ trình, hệ thống hay đối tượng nghiên cứu Trên hình 1.1, tín hiệu đầu vào sơ đồ hóa thành nhóm: đối tượng đầu vào, tham số (yếu tố, nhân tố) điều khiển yếu tố không điều khiển Chúng ta khơng biết khơng cần quan tâm xảy bên hộp đen, nghĩa cách thức thơng số nói tác động Cái quan tâm để xác lập quan hệ vào-ra, để từ điều khiển q trình hay nhận thơng số đối tượng theo ý muốn Vấn đề này giải thực nghiệm Các thí nghiệm tiến hành, trực tiếp đối tượng hay hệ thống cụ thể, mơ hình thí nghiệm, nhằm thu thập thơng tin trình hay sản phẩm kỹ thuật Theo Montgomery, thí nghiệm q trình kiểm nghiệm hay chuỗi kiểm nghiệm mà đó, thơng số đầu vào trình hay hệ thống thay đổi cách có chủ đích Các thay đổi kết đầu hệ thống hay trình quan sát, ghi nhận để sau phân tích, xác định ngun nhân, quan hệ đầu vào đầu hệ thống, trình hay đối tượng thí nghiệm Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình Kết hình 6.35 cho ta thấy, lời giải tối ưu tìm thấy cho Y_CCD đạt giá trị 475,909; xấp xỉ giá trị mong muốn 476 vậy, đạt mức độ kỳ vọng 90,9% (desirability = 0,909081) Còn mục tiêu giá thành “chấp nhận được” rơi vào khoảng chấp thuận, xa giá trị kỳ vọng (792) hơn, nên đạt mức độ kỳ vọng khoảng 31,56% Mức độ kỳ vọng đạt chung cho hai mục tiêu tính khoảng 53% (Composite Desirability = 0,535623) Giả sử ta muốn cố gắng tìm giá trị Y_CCD cao nữa, chấp nhận giá thành cao mức vừa tìm (miễn nằm khoảng giới hạn tối đa 810), ta nhấn mạnh “tầm quan trọng” mục tiêu giá thành Chẳng hạn, ta phát biểu “Chất lượng có ý nghĩa quan trọng gấp 10 lần giá thành” Ta thực điều cách lặp lại lệnh tối ưu hóa, vào mục Setup; nhập giá trị “hệ số mức độ quan trọng” cho hàm mục tiêu Y_CCD cho hàm Z 0,1; kết tính tốn minh họa hình 6.35 Hình 6.35 Kết tối ưu điều chỉnh mức độ quan trọng hàm mục tiêu Kết hình 6.35 cho thấy, hàm mục tiêu Y_CCD đạt giá trị 476,003; cao mức kỳ vọng (là 476); giá trị mức độ kỳ vọng đạt (tức đạt 100% kỳ vọng) Hàm Z tăng lên chút ít, giá trị Z rời xa mức độ mong muốn vậy, mức độ kỳ vọng đạt 213 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình Z giảm xuống cịn 27,21% Tuy nhiên, tốn tối ưu chung lại đạt 97,47% kỳ vọng đặt (Composite Desirability = 0,974799) Ta dừng trình tìm kiếm tối ưu kết luận: tập thông số tối ưu là: x1= 195,642 x2=268,172; thông số chất lượng giá thành đạt Y_CCDmax=476,003 Zmin= 805,103 Ta dừng trình tìm kiếm tối ưu kết luận tập thơng số tối ưu có xác lập: x1= 195,642 x2=268,172; thông số chất lượng giá thành đạt Y_CCDmax=476,003 Zmin= 805,103 Ta tiến hành tính giá trị hàm kỳ vọng tay để hiểu rõ cách đánh giá mức độ thỏa mãn điều kiện tối ưu thực máy tính cho trường hợp minh họa hình 6.35 - Tính giá trị hàm mức độ kỳ vọng đạt cho mục tiêu Y_CCD theo công thức 6.12: ⎛ Y _ CCDmax − L1 ⎞ 475,909 − 475 ⎟⎟ = d1 = ⎜⎜ = 0,909 T − L 476 − 475 1 ⎝ ⎠ - Tính giá trị hàm mức độ kỳ vọng đạt cho mục tiêu Z theo công thức 6.13: ⎧⎪⎛ U − Z ⎞1 810 − 804,319 5,681 ⎟⎟ = d = ⎨⎜⎜ = = 0,315611 810 792 18 U − T − ⎪⎩⎝ 2 ⎠ Hàm mức độ kỳ vọng tổng hợp tính theo cơng thức 6.10: D = d1d = 0,909 ⋅ 0,315611 = 0,535622 214 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình Các kết hiển thị hình 6.35 Như vậy, phần mềm thực giải thuật tìm kiếm tối ưu đa mục tiêu theo cách trình bày theo công thức 6.9 đến 6.14 Tuy nhiên, dễ thấy việc tính tốn tay cho toán nhiều hàm mục tiêu vất vả không cần thiết 6.6 Các ý thiết kế thí nghiệm tối ưu Tối ưu hóa thực nghiệm thường thực thông qua việc xây dựng mô hình bề mặt tiêu Dưới lưu ý thiết kế thí nghiệm bề mặt tiêu: - Số lần thí nghiệm cần thiết tích số số lần lặp (Replication) với số điểm thí nghiệm thiết kế Nói cách khác, lần lặp lần thực lại toàn kế hoạch thí nghiệm thiết kế Ví dụ, với thí nghiệm CCD biến với điểm thí nghiệm trung tâm, lần lặp cần 13 thí nghiệm Nếu lặp lần, ta cần thực 26 thí nghiệm Lời khuyên nên chia khối cho lần lặp; - Việc lặp lại thí nghiệm nhằm giảm bớt sai số nhiễu Mục đích lặp để xác định cách tin cậy yếu tố ảnh hưởng thực bước thí nghiệm sàng lọc Do vậy, khơng có u cầu đặc biệt với thí nghiệm tối ưu hóa, lần lặp đủ; - Nếu việc thực thí nghiệm CCD gặp khó khăn, chọn dạng kế hoạch Box-Behnken - Nếu có ba biến thí nghiệm, kế hoạch thí nghiệm Box-behnken cần 15 lần chạy tiết kiệm so với kế hoạch CCD cần 20 lần chạy; - Nếu có biến thí nghiệm, kế hoạch CCD với 32 lần chạy tiết kiệm kế hoạch Box-behnken với 43 lần chạy; - Cần thực thí nghiệm kiểm định vùng dừng (vùng lân cận cực trị) để khẳng định mơ hình hồi quy bậc khơng phù hợp trước thực kế hoạch thí nghiệm bề mặt tiêu 215 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình 6.7 Kết luận chương Chương trình bày cách có hệ thống bước q trình tối ưu hóa cho hay nhiều tiêu đồng thời phương pháp bề mặt tiêu Cần phân biệt hai thuật ngữ: phương pháp thí nghiệm bề mặt tiêu (Response Surface Method) thí nghiệm bề mặt tiêu (Response Surface Design) Phương pháp bề mặt tiêu (RSM) cách thức khảo sát tìm vùng cực trị vùng đáp ứng giá trị xác định cho hàm mục tiêu cách xây dựng bề mặt tiêu Phương pháp thực thi thơng qua giai đoạn: thí nghiệm khởi đầu; leo dốc/xuống dốc; kiểm định vùng dừng (nếu tìm cực trị) cuối thiết kế, thực thi phân tích thí nghiệm bề mặt tiêu Thí nghiệm bề mặt tiêu gồm dạng chủ yếu thí nghiệm hỗn hợp tâm xoay (CCD) thí nghiệm Box-Behnken Việc phân tích bề mặt tiêu để tối ưu hóa hay đáp ứng yêu cầu đạt khoảng giá trị xác định cho hàm mục tiêu thực dễ dàng, nhanh chóng xác máy tính Các kỹ thuật thiết kế nâng cao khác thiết kế Taguchi, thiết kế trộn (Mixture Design)… trình bày tài liệu khác Câu hỏi chương Mục đích thí nghiệm tối ưu hóa? Phương pháp bề mặt tiêu gì? Nếu hàm mục tiêu khơng có cực trị, có nên khai thác phương pháp bề mặt tiêu không? Tại sao? Nêu nguyên tắc xác định bước hướng leo dốc? Thí nghiệm bề mặt tiêu bao gồm dạng kế hoạch nào? Khi nên sử dụng thiết kế CCD; nên dùng thiết kế BoxBehnken? Khái niệm đường mức (contour)? Cách vẽ đường mức? Tóm tắt cách xác định cực trị toán tối ưu đơn mục tiêu thực nghiệm? Tại tốn tìm cực trị, ta cần giá trị mong muốn hàm mục tiêu? Cách tiếp cận toán tối ưu đa mục tiêu? 10 Hàm kỳ vọng gì? Tại cần sử dụng hàm toán tối ưu đa mục tiêu? 11 Phân biệt vai trò tầm quan trọng (Importance) trọng số (Weight)? 12 Thực hành ví dụ 216 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình PHỤ LỤC MỘT SỐ BẢNG THỐNG KÊ P1.1 Bảng tra giá trị p cho phân phối chuẩn; p = Φ ( −∞ < Z < Z p ) Zp 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 -3,00 0,0013 0,0013 0,0013 0,0012 0,0012 0,0011 0,0011 0,0011 0,0010 0,0010 -2,90 0,0019 0,0018 0,0018 0,0017 0,0016 0,0016 0,0015 0,0015 0,0014 0,0014 -2,80 0,0026 0,0025 0,0024 0,0023 0,0023 0,0022 0,0021 0,0021 0,0020 0,0019 -2,70 0,0035 0,0034 0,0033 0,0032 0,0031 0,0030 0,0029 0,0028 0,0027 0,0026 -2,60 0,0047 0,0045 0,0044 0,0043 0,0041 0,0040 0,0039 0,0038 0,0037 0,0036 -2,50 0,0062 0,0060 0,0059 0,0057 0,0055 0,0054 0,0052 0,0051 0,0049 0,0048 -2,40 0,0082 0,0080 0,0078 0,0075 0,0073 0,0071 0,0069 0,0068 0,0066 0,0064 -2,30 0,0107 0,0104 0,0102 0,0099 0,0096 0,0094 0,0091 0,0089 0,0087 0,0084 -2,20 0,0139 0,0136 0,0132 0,0129 0,0125 0,0122 0,0119 0,0116 0,0113 0,0110 -2,10 0,0179 0,0174 0,0170 0,0166 0,0162 0,0158 0,0154 0,0150 0,0146 0,0143 -2,00 0,0228 0,0222 0,0217 0,0212 0,0207 0,0202 0,0197 0,0192 0,0188 0,0183 -1,90 0,0287 0,0281 0,0274 0,0268 0,0262 0,0256 0,0250 0,0244 0,0239 0,0233 -1,80 0,0359 0,0351 0,0344 0,0336 0,0329 0,0322 0,0314 0,0307 0,0301 0,0294 -1,70 0,0446 0,0436 0,0427 0,0418 0,0409 0,0401 0,0392 0,0384 0,0375 0,0367 -1,60 0,0548 0,0537 0,0526 0,0516 0,0505 0,0495 0,0485 0,0475 0,0465 0,0455 -1,50 0,0668 0,0655 0,0643 0,0630 0,0618 0,0606 0,0594 0,0582 0,0571 0,0559 -1,40 0,0808 0,0793 0,0778 0,0764 0,0749 0,0735 0,0721 0,0708 0,0694 0,0681 -1,30 0,0968 0,0951 0,0934 0,0918 0,0901 0,0885 0,0869 0,0853 0,0838 0,0823 -1,20 0,1151 0,1131 0,1112 0,1093 0,1075 0,1056 0,1038 0,1020 0,1003 0,0985 -1,10 0,1357 0,1335 0,1314 0,1292 0,1271 0,1251 0,1230 0,1210 0,1190 0,1170 -1,00 0,1587 0,1562 0,1539 0,1515 0,1492 0,1469 0,1446 0,1423 0,1401 0,1379 -0,90 0,1841 0,1814 0,1788 0,1762 0,1736 0,1711 0,1685 0,1660 0,1635 0,1611 -0,80 0,2119 0,2090 0,2061 0,2033 0,2005 0,1977 0,1949 0,1922 0,1894 0,1867 -0,70 0,2420 0,2389 0,2358 0,2327 0,2296 0,2266 0,2236 0,2206 0,2177 0,2148 -0,60 0,2743 0,2709 0,2676 0,2643 0,2611 0,2578 0,2546 0,2514 0,2483 0,2451 -0,50 0,3085 0,3050 0,3015 0,2981 0,2946 0,2912 0,2877 0,2843 0,2810 0,2776 -0,40 0,3446 0,3409 0,3372 0,3336 0,3300 0,3264 0,3228 0,3192 0,3156 0,3121 -0,30 0,3821 0,3783 0,3745 0,3707 0,3669 0,3632 0,3594 0,3557 0,3520 0,3483 -0,20 0,4207 0,4168 0,4129 0,4090 0,4052 0,4013 0,3974 0,3936 0,3897 0,3859 -0,10 0,4602 0,4562 0,4522 0,4483 0,4443 0,4404 0,4364 0,4325 0,4286 0,4247 -0,00 0,5000 0,4960 0,4920 0,4880 0,4840 0,4801 0,4761 0,4721 0,4681 0,4641 217 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình Zp 0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,00 0,5000 0,5040 0,5080 0,5120 0,5160 0,5199 0,5239 0,5279 0,5319 0,5359 0,10 0,5398 0,5438 0,5478 0,5517 0,5557 0,5596 0,5636 0,5675 0,5714 0,5753 0,20 0,5793 0,5832 0,5871 0,5910 0,5948 0,5987 0,6026 0,6064 0,6103 0,6141 0,30 0,6179 0,6217 0,6255 0,6293 0,6331 0,6368 0,6406 0,6443 0,6480 0,6517 0,40 0,6554 0,6591 0,6628 0,6664 0,6700 0,6736 0,6772 0,6808 0,6844 0,6879 0,50 0,6915 0,6950 0,6985 0,7019 0,7054 0,7088 0,7123 0,7157 0,7190 0,7224 0,60 0,7257 0,7291 0,7324 0,7357 0,7389 0,7422 0,7454 0,7486 0,7517 0,7549 0,70 0,7580 0,7611 0,7642 0,7673 0,7704 0,7734 0,7764 0,7794 0,7823 0,7852 0,80 0,7881 0,7910 0,7939 0,7967 0,7995 0,8023 0,8051 0,8078 0,8106 0,8133 0,90 0,8159 0,8186 0,8212 0,8238 0,8264 0,8289 0,8315 0,8340 0,8365 0,8389 1,00 0,8413 0,8438 0,8461 0,8485 0,8508 0,8531 0,8554 0,8577 0,8599 0,8621 1,10 0,8643 0,8665 0,8686 0,8708 0,8729 0,8749 0,8770 0,8790 0,8810 0,8830 1,20 0,8849 0,8869 0,8888 0,8907 0,8925 0,8944 0,8962 0,8980 0,8997 0,9015 1,30 0,9032 0,9049 0,9066 0,9082 0,9099 0,9115 0,9131 0,9147 0,9162 0,9177 1,40 0,9192 0,9207 0,9222 0,9236 0,9251 0,9265 0,9279 0,9292 0,9306 0,9319 1,50 0,9332 0,9345 0,9357 0,9370 0,9382 0,9394 0,9406 0,9418 0,9429 0,9441 1,60 0,9452 0,9463 0,9474 0,9484 0,9495 0,9505 0,9515 0,9525 0,9535 0,9545 1,70 0,9554 0,9564 0,9573 0,9582 0,9591 0,9599 0,9608 0,9616 0,9625 0,9633 1,80 0,9641 0,9649 0,9656 0,9664 0,9671 0,9678 0,9686 0,9693 0,9699 0,9706 1,90 0,9713 0,9719 0,9726 0,9732 0,9738 0,9744 0,9750 0,9756 0,9761 0,9767 2,00 0,9772 0,9778 0,9783 0,9788 0,9793 0,9798 0,9803 0,9808 0,9812 0,9817 2,10 0,9821 0,9826 0,9830 0,9834 0,9838 0,9842 0,9846 0,9850 0,9854 0,9857, 2,20 0,9861 0,9864 0,9868 0,9871 0,9875 0,9878 0,9881 0,9884 0,9887 0,9890 2,30 0,9893 0,9896 0,9898 0,9901 0,9904 0,9906 0,9909 0,9911 0,9913 0,9916 2,40 0,9918 0,9920 0,9922 0,9925 0,9927 0,9929 0,9931 0,9932 0,9934 0,9936 2,50 0,9938 0,9940 0,9941 0,9943 0,9945 0,9946 0,9948 0,9949 0,9951 0,9952 2,60 0,9953 0,9955 0,9956 0,9957 0,9959 0,9960 0,9961 0,9962 0,9963 0,9964 2,70 0,9965 0,9966 0,9967 0,9968 0,9969 0,9970 0,9971 0,9972 0,9973 0,9974 2,80 0,9974 0,9975 0,9976 0,9977 0,9977 0,9978 0,9979 0,9979 0,9980 0,9981 2,90 0,9981 0,9982 0,9982 0,9983 0,9984 0,9984 0,9985 0,9985 0,9986 0,9986 3,00 0,9987 0,9987 0,9987 0,9988 0,9988 0,9989 0,9989 0,9989 0,9990 0,9990 218 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình P1.2 Bảng giá trị cho phân phối Student-t có p = P(t p < t < ∞ ) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 40 50 60 80 100 0,001 318,289 22,328 10,214 7,173 5,894 5,208 4,785 4,501 4,297 4,144 4,025 3,930 3,852 3,787 3,733 3,686 3,646 3,610 3,579 3,552 3,527 3,505 3,485 3,467 3,450 3,435 3,421 3,408 3,396 3,385 3,307 3,261 3,232 3,195 3,174 3,090 0,0025 127,321 14,089 7,453 5,598 4,773 4,317 4,029 3,833 3,690 3,581 3,497 3,428 3,372 3,326 3,286 3,252 3,222 3,197 3,174 3,153 3,135 3,119 3,104 3,091 3,078 3,067 3,057 3,047 3,038 3,030 2,971 2,937 2,915 2,887 2,871 2,807 0,005 63,656 9,925 5,841 4,604 4,032 3,707 3,499 3,355 3,250 3,169 3,106 3,055 3,012 2,977 2,947 2,921 2,898 2,878 2,861 2,845 2,831 2,819 2,807 2,797 2,787 2,779 2,771 2,763 2,756 2,750 2,704 2,678 2,660 2,639 2,626 2,576 219 p 0,01 31,821 6,965 4,541 3,747 3,365 3,143 2,998 2,896 2,821 2,764 2,718 2,681 2,650 2,624 2,602 2,583 2,567 2,552 2,539 2,528 2,518 2,508 2,500 2,492 2,485 2,479 2,473 2,467 2,462 2,457 2,423 2,403 2,390 2,374 2,364 2,326 0,025 12,706 4,303 3,182 2,776 2,571 2,447 2,365 2,306 2,262 2,228 2,201 2,179 2,160 2,145 2,131 2,120 2,110 2,101 2,093 2,086 2,080 2,074 2,069 2,064 2,060 2,056 2,052 2,048 2,045 2,042 2,021 2,009 2,000 1,990 1,984 1,960 0,05 6,314 2,920 2,353 2,132 2,015 1,943 1,895 1,860 1,833 1,812 1,796 1,782 1,771 1,761 1,753 1,746 1,740 1,734 1,729 1,725 1,721 1,717 1,714 1,711 1,708 1,706 1,703 1,701 1,699 1,697 1,684 1,676 1,671 1,664 1,660 1,645 0,10 3,078 1,886 1,638 1,533 1,476 1,440 1,415 1,397 1,383 1,372 1,363 1,356 1,350 1,345 1,341 1,337 1,333 1,330 1,328 1,325 1,323 1,321 1,319 1,318 1,316 1,315 1,314 1,313 1,311 1,310 1,303 1,299 1,296 1,292 1,290 1,282 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình P1.3 Bảng giá trị χ 2p theo p = P (0 < χ < χ 2p ) số bậc tự ν p 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100 0,005 0,01 0,025 0,00 0,00 0,00 0,01 0,02 0,05 0,07 0,11 0,22 0,21 0,30 0,48 0,41 0,55 0,83 0,68 0,87 1,24 0,99 1,24 1,69 1,34 1,65 2,18 1,73 2,09 2,70 2,16 2,56 3,25 2,60 3,05 3,82 3,07 3,57 4,40 3,57 4,11 5,01 4,07 4,66 5,63 4,60 5,23 6,26 5,14 5,81 6,91 5,70 6,41 7,56 6,26 7,01 8,23 6,84 7,63 8,91 7,43 8,26 9,59 8,03 8,90 10,28 8,64 9,54 10,98 9,26 10,20 j 11,69 9,89 10,86 12,40 10,52 11,52 13,12 11,16 12,20 13,84 11,81 12,88 14,57 12,46 13,56 15,31 13,12 14,26 16,05 13,79 14,95 16,79 17,19 18,51 20,57 20,71 22,16 24,43 24,31 25,90 28,37 27,99 29,71 32,36 31,73 33,57 36,40 35,53 37,48 40,48 43,28 45,44 48,76 51,17 53,54 57,15 59,20 61,75 65,65 67,33 70,06 74,22 0,05 0,00 0,10 0,35 0,71 1,15 1,64 2,17 2,73 3,33 3,94 4,57 5,23 5,89 6,57 7,26 7,96 8,67 9,39 10,12 10,85 11,59 12,34 13,09 13,85 14,61 15,38 16,15 16,93 17,71 18,49 22,47 26,51 30,61 34,76 38,96 43,19 51,74 60,39 69,13 77,93 0,1 0,9 0,95 0,02 2,71 3,84 0,21 4,61 5,99 0,58 6,25 7,81 1,06 7,78 9,49 1,61 9,24 11,07 2,20 10,64 12,59 2,83 12,02 14,07 3,49 13,36 15,51 4,17 14,68 16,92 4,87 15,99 18,31 5,58 17,28 19,68 6,30 18,55 21,03 7,04 19,81 22,36 7,79 21,06 23,68 8,55 22,31 25,00 9,31 23,54 26,30 10,09 24,77 27,59 10,86 25,99 28,87 11,65 27,20 30,14 12,44 28,41 31,41 13,24 29,62 32,67 14,04 30,81 33,92 14,85 32,01 35,17 15,66 33,20 36,42 16,47 34,38 37,65 17,29 35,56 38,89 18,11 36,74 40,11 18,94 37,92 41,34 19,77 39,09 42,56 20,60 40,26 43,77 24,80 46,06 49,80 29,05 51,81 55,76 33,35 57,51 61,66 37,69 63,17 67,50 42,06 68,80 73,31 46,46 74,40 79,08 55,33 85,53 90,53 64,28 96,58 101,88 73,29 107,57 113,15 82,36 118,50 124,34 220 0,975 5,02 7,38 9,35 11,14 12,83 14,45 16,01 17,53 19,02 20,48 21,92 23,34 24,74 26,12 27,49 28,85 30,19 31,53 32,85 34,17 35,48 36,78 38,08 39,36 40,65 41,92 43,19 44,46 45,72 46,98 53,20 59,34 65,41 71,42 77,38 83,30 95,02 106,63 118,14 129,56 0,99 6,63 9,21 11,34 13,28 15,09 16,81 18,48 20,09 21,67 23,21 24,73 26,22 27,69 29,14 30,58 32,00 33,41 34,81 36,19 37,57 38,93 40,29 41,64 42,98 44,31 45,64 46,96 48,28 49,59 50,89 57,34 63,69 69,96 76,15 82,29 88,38 100,43 112,33 124,12 135,81 0,995 7,88 10,60 12,84 14,86 16,75 18,55 20,28 21,95 23,59 25,19 26,76 28,30 29,82 31,32 32,80 34,27 35,72 37,16 38,58 40,00 41,40 42,80 44,18 45,56 46,93 48,29 49,65 50,99 52,34 53,67 60,27 66,77 73,17 79,49 85,75 91,95 104,21 116,32 128,30 140,17 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình P1.3 Phân phối F: Bảng giá trị F ứng với mức p=0,05 2 10 12 15 20 24 30 40 60 120 161,4199,5215,7224,6230,2 234,0236,8238,9240,5241,9243,9245,9248,0249,1250,1251,1252,2253,3254,3 18,5119,0019,1619,2519,30 19,3319,3519,3719,3819,4019,4119,4319,4519,4519,4619,4719,4819,4919,50 10,13 9,55 9,28 9,12 9,01 8,94 8,89 8,85 8,81 8,79 8,74 8,70 8,66 8,64 8,62 8,59 8,57 8,55 8,53 7,71 6,94 6,59_ 6,39 6,26 6,16 6,09 6,04 6,00 5,96 5,91 5,86 5,80 5,77 5,75 5,72 5,69 5,66 5,63 6,61 5,79 5,41 5,19 5,05 4,95 4,88 4,82 4,77 4,74 4,68 4,62 4,56 4,53 4,50 4,46 4,43 4,40 4,36 5,99 5,14 4,76 4,53 4,39 4,28 4,21 4,15 4,10 4,06 4,00 3,94 3,87 3,84 3,81 3,77 3,74 3,70 3,67 5,59 4,74 4,35 4,12 3,97 3,87 3,79 3,73 3,68 3,64 3,57 3,51 3,44 3,41 3,38 3,34 3,30 3,27 3,23 5,32 4,46 4,07 3,84 3,69 3,58 3,50 3,44 3,39 3,35 3,28 3,22 3,15 3,12 3,08 3,04 3,01 2,97 2,93 5,12 4,26 3,86 3,63 3,48 3,37 3,29 3,23 3,18 3,14 3,07 3,01 2,94 2,90 2,86 2,83 2,79 2,75 2,71 10 4,96 4,10 3,71 3,48 3,33 3,22 3,14 3,07 3,02 2,98 2,91 2,85 2,77 2,74 2,70 2,66 2,62 2,58 2,54 11 4,84 3,98 3,59 3,36 3,20 3,09 3,01 2,95 2,90 2,85 2,79 2,72 2,65 2,61 2,57 2,53 2,49 2,45 2,40 12 4,75 3,89 3,49 3,26 3,11 3,00 2,91 2,85 2,80 2,75 2,69 2,62 2,54 2,51 2,47 2,43 2,38 2,34 2,30 13 4,67 3,81 3,41 3,18 3,03 2,92 2,83 2,77 2,71 2,67 2,60 2,53 2,46 2,42 2,38 2,34 2,30 2,25 2,21 14 4,60 3,74 3,34 3,11 2,96 2,85 2,76 2,70 2,65 2,60 2,53 2,46 2,39 2,35 2,31 2,27 2,22 2,18 2,13 15 4,54 3,68 3,29 3,06 2,90 2,79 2,71 2,64 2,59 2,54 2,48 2,40 2,33 2,29 2,25 2,20 2,16 2,11 2,07 20 4,35 3,49 3,10 2,87 2,71 2,60 2,51 2,45 2,39 2,35 2,28 2,20 2,12 2,08 2,04 1,99 1,95 1,90 1,84 25 4,24 3,39 2,99 2,76 2,60 2,49 2,40 2,34 2,28 2,24 2,16 2,09 2,01 1,96 1,92 1,87 1,82 1,77 1,71 30 4,17 3,32 2,92 2,69 2,53 2,42 2,33 2,27 2,21 2,16 2,09 2,01 1,93 1,89 1,84 1,79 1,74 1,68 1,62 40 4,08 3,23 2,84 2,61 2,45 2,34 2,25 2,18 2,12 2,08 2,00 1,92 1,84 1,79 1,74 1,69 1,64 1,58 1,51 60 4,00 3,15 2,76 2,53 2,37 2,25 2,17 2,10 2,04 1,99 1,92 1,84 1,75 1,70 1,65 1,59 1,53 1,47 1,39 120 3,92 3,07 2,68 2,45 2,29 2,18 2,09 2,02 1,96 1,91 1,83 1,75 1,66 1,61 1,55 1,50 1,43 1,35 1,25 3,84 3,00 2,60 2,37 2,21 2,10 2,01 1,94 1,88 1,83 1,75 1,67 1,57 1,52 1,46 1,39 1,32 1,22 1,00 221 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình P1.4 Phân phối F: Bảng giá trị F ứng với mức p=0,01 2 10 12 15 20 24 30 40 60 120 4052 4999 5404 5624 5764 5859 5928 5981 6022 6056 6107 6157 6209 6234 6260 6286 6313 6340 6366 98,5099,0099,1699,2599,30 99,3399,3699,3899,3999,4099,4299,4399,4599,4699,4799,4899,4899,4999,50 34,1230,8229,4628,7128,24 27,9127,6727,4927,3427,2327,0526,8726,6926,6026,50 26,41 26,3226,2226,13 21,2018,0016,6915,9815,52 15,21 14,9814,8014,6614,5514,3714,2014,0213,9313,8413,7513,6513,5613,46 16,2613,2712,0611,3910,97 10,6710,4610,2910,1610,05 9,89 9,72 9,55 9,47 9,38 9,29 9,20 9,11 9,02 13,7510,92 9,78 9,15 8,75 8,47 8,26 8,10 7,98 7,87 7,72 7,56 7,40 7,31 7,23 7,14 7,06 6,97 6,88 12,25 9,55 8,45 7,85 7,46 7,19 6,99 6,84 6,72 6,62 6,47 6,31 6,16 6,07 5,99 5,91 5,82 5,74 5,65 11,26 8,65 7,59 7,01 6,63 6,37 6,18 6,03 5,91 5,81 5,67 5,52 5,36 5,28 5,20 5,12 5,03 4,95 4,86 10,56 8,02 6,99 6,42 6,06 5,80 5,61 5,47 5,35 5,26 5,11 4,96 4,81 4,73 4,65 4,57 4,48 4,40 4,31 10 10,04 7,56 6,55 5,99 5,64 5,39 5,20 5,06 4,94 4,85 4,71 4,56 4,41 4,33 4,25 4,17 4,08 4,00 3,91 11 9,65 7,21 6,22 5,67 5,32 5,07 4,89 4,74 4,63 4,54 4,40 4,25 4,10 4,02 3,94 3,86 3,78 3,69 3,60 12 9,33 6,93 5,95 5,41 5,06 4,82 4,64 4,50 4,39 4,30 4,16 4,01 3,86 3,78 3,70 3,62 3,54 3,45 3,36 13 9,07 6,70 5,74 5,21 4,86 4,62 4,44 4,30 4,19 4,10 3,96 3,82 3,66 3,59 3,51 3,43 3,34 3,25 3,17 14 8,86 6,51 5,56 5,04 4,69 4,46 4,28 4,14 4,03 3,94 3,80 3,66 3,51 3,43 3,35 3,27 3,18 3,09 3,00 15 8,68 6,36 5,42 4,89 4,56 4,32 4,14 4,00 3,89 3,80 3,67 3,52 3,37^ 3,29 3,21 3,13 3,05 2,96 2,87 20 8,10 5,85 4,94 4,43 4,10 3,87 3,70 3,56 3,46 3,37 3,23 3,09 2,94 2,86 2,78 2,69 2,61 2,52 2,42 25 7,77 5,57 4,68 4,18 3,85 3,63 3,46 3,32 3,22 3,13 2,99 2,85 2,70 2,62 2,54 2,45 2,36 2,27 2,17 30 7,56 5,39 4,51 4,02 3,70 3,47 3,30 3,17 3,07 2,98 2,84 2,70 2,55 2,47 2,39 2,30 2,21 2,11 2,01 40 7,31 5,18 4,31 3,83 3,51 3,29 3,12 2,99 2,89 2,80 2,66 2,52 2,37 2,29 2,20 2,11 2,02 1,92 1,80 60 7,08 4,98 4,13 3,65 3,34 3,12 2,95 2,82 2,72 2,63 2,50 2,35 2,20 2,12 2,03 1,94 1,84 1,73 1,60 120 6,85 4,79 3,95 3,48 3,17 2,96 2,79 2,66 2,56 2,47 2,34 2,19 2,03 1,95 1,86 1,76 1,66 1,53 1,38 6,63 4,61 3,78 3,32 3,02 2,80, 2,64 2,51 2,41 2,32 2,18 2,04 1,88 1,79 1,70 1,59 1,47 1,32 222 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình PHỤ LỤC CĂN BẢN SỬ DỤNG MINITAB P.2.1 Khởi động giao diện Minitab Có cách để khởi động Minitab: kích kép chuột vào biểu tượng Minitab Desktop Start > Program > Minitab Solutious > Minitab 15 Statistical Software English Màn hình làm việc Minitab bao gồm menu, công cụ tương tự ứng dụng Windows khác Màn hình làm việc Minitab bao gồm cửa sổ: Session Worksheet (Xem hình P1) Cửa sổ Session hiển thị kết tính tốn dạng văn Ta nhập câu lệnh cần thực Bạn đọc quan tâm đến cách thực câu lệnh, tham khảo sách hướng dẫn sử dụng Minitab Hình P.1 Màn hình làm việc Minitab 15 Một kế hoạch thiết kế phân tích thí nghiệm lưu dạng đề án (Project) Minitab Mỗi đề án lưu đĩa dạng file có MPJ Các liệu thí nghiệm chứa Worksheet có định dạng bảng tính Excel Một đề án có 223 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình nhiều Worksheet Ngầm định sau khởi động, Minitab mở sẵn file đề án có sẵn Worksheet trắng P2.2 Làm việc với liệu Một Worksheet chứa tới 4.000 cột 10.000.000 hàng Các cột ký hiệu C1, C2…; hàng đánh số thứ tự Ta nhập liệu dạng văn bản, dạng số… vào Worksheet cách kích chọn cần nhập gõ vào Cũng copy bảng liệu từ MS Word; MS Excel dán vào Worksheet Cũng kích menu File > Open Worksheet mở file liệu tạo trước Minitab cho phép mở file dạng MS.Excel cách bình thường Ngồi ra, Minitab mở liệu chứa file văn dạng text (.TXT), dạng CSV (Comma-Separated Values) Các thao tác chỉnh sửa liệu tương tự làm việc với dạng bảng biểu phần mềm khác Tuy nhiên cần lưu ý Minitab không cho nhập cơng thức tính cho liệu Excel Mỗi cột liệu Minitab phải có định dạng, văn (Text), số (Numeric), ngày (Date/Time) Ngay bên hàng chứa tên cột (C1, C2…), Minitab để dành dịng trống có màu xám (xem hình P1) Ta nhập tên muốn đặt cho cột vào Thường sử dụng chức sử lý liệu riêng lẻ; thiết kế xử lý số liệu thí nghiệm, ta cần đặt tên cho cột chứa kết thông số đầu mà P2.3 Quản lý tập tin Minitab Như biết, tập tin đề án Minitab chứa nhiều Worksheet Q trình thí nghiệm ta có nhiều giai đoạn cần nhiều dạng thiết kế thí nghiệm khác Mỗi lệnh xây dựng kế 224 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình hoạch thí nghiệm thực hiện, Minitab lại lưu trữ kết lên Worksheet nằm đề án thời Để lưu trữ tập tin đề án thí nghiệm lên ổ cứng máy tính, kích menu File > Save Project nhấn Ctrl S Muốn lưu tập tin đề án với tên khác, chọn File > Save Project As… Toàn Worksheet thông tin cửa sổ Session, đồ thị… lưu tập tin có MPJ, có tên ta tự đặt Muốn tạo đề án mới, kích menu File > New… chọn Minitab Project hộp thoại Nên ý thường xuyên lưu cất nội dung đề án thực Khi thiết kế thí nghiệm, kế hoạch thí nghiệm Minitab xây dựng lưu trữ Worksheet Nếu Worksheet thời Worksheet trắng (chưa có liệu), Minitab lưu lên Worksheet Trái lại, Minitab tạo Worksheet lưu kết thiết kế thí nghiệm lên Minitab cho phép lưu trữ riêng Worksheet thành tập tin riêng biệt có đuôi MTW Sau này, ta lệnh mở tập tin này, Minitab copy nội dung Worksheet vào Worksheet file đề án mở Mọi thao tác ta thực đề án không ảnh hưởng đến file MTW gốc Để lưu nội dung sửa đổi có Worksheet đè lên file gốc, cần kích File > Save Worksheet Nếu muốn lưu vào tập tin khác, kích menu File > Save Worksheet As… Lưu ý không nên lệnh Close cho Worksheet mở - Minitab xóa bỏ khỏi đề án khơng khơi phục lại Muốn tạo thêm Worksheet mới, kích menu File > New… chọn “Minitab Worksheet” hộp thoại Lời khuyên nên lưu cất Worksheet thành tập tin riêng biệt thuận tiện cho việc truy cập chúng trình làm việc với tập tin đề án Các đồ thị (Graph) Minitab tạo theo yêu cầu người dùng thông qua menu Graph q trình thực lệnh phân tích số liệu thí nghiệm Muốn chỉnh sửa thành phần đồ thị định 225 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình dạng tiêu đề, kích cỡ đường nét… , ta kích kép lên thành phần chỉnh sửa theo ý muốn Để lưu đồ thị thành tập tin đồ họa riêng biệt, kích menu File > Save Graph As… Minitab cho phép lưu thành file dạng ảnh thông dụng (JPG, BMP, TIF…), đặc biệt dạng Enhanced Metafile (EMF) cho phép ta chèn sửa MS Word Các thơng tin cửa sổ Session chọn, copy dán sang ứng dụng sử lý văn khác Cũng lưu cất tồn nội dung thông tin cửa sổ cách kích menu File > Save Session Window As… Nếu chọn phần nội dung cửa sổ lệnh lưu cất, Minitab lưu phần chọn Trong mơi trường Minitab, có nhiều đối tượng tạo ra, bao gồm cửa sổ Session, Worksheet, Graph… Để truy cập đến đối tượng (xem, copy, chỉnh sửa), ta kích menu Window kích chọn tên đối tượng Trên tóm tắt thao tác bản, giúp bạn đọc làm quen với môi trường Minitab Để sử dụng cho mục đích thiết kế sử lý số liệu thí nghiệm, mở Minitab, gõ ví dụ chương tài liệu thực bước theo hướng dẫn 226 Quy hoạch thực nghiệm kỹ thuật – Nguyễn Văn Dự & Nguyễn Đăng Bình TÀI LIỆU THAM KHẢO Raymond H Myers, Douglas C Montgomery, and Christine M Anderson-Cook, Response Surface Methodology: Process and Product Optimization Using Designed Experiments, John Wiley & Sons, Inc., 3rd Edition, 2009 Paul G Mathew, Design of Experiments with Minitab, ASQ Quality Press, 2005 Jiju Antony, Design of Experiments for Engineers and Scientists, Elsevier Science & Technology Books, 2003 Douglas C Montgomery, Design And Analysis Of Experiments, John Wiln & Sons, Inc., th Edition Angela Dean and Daniel Voss, Design and Analysis of Experiments, Springer 1999 NIST, Engineering Statistics Handbook, 2006 Phạm Văn Lang Bạch Quốc Khang, Cơ sở lý thuyết Quy hoạch thực nghiệm Ứng dụng kỹ thuật nông nghiệp, Nhà xuất Nơng nghiệp, 1998 Bùi Minh Trí, Xác suất thống kê Quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 Nguyễn Minh Tuyển, Quy hoạch thực nghiệm, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2005 10 Nguyễn Văn Tuấn, Phân tích số liệu tạo biểu đồ R, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2006 227 View publication stats