MINITAB案例：用缺失数据进行实验设计

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1、MINITAB案例：用缺失数据进行实验设计【文章摘要】通过获得最佳的焊缝渗透的工艺参数的实验设计，剖析了由于缺失数据的存在，造成了正交性与平衡性的失拟，导致了因子的效应不能独立预估，并降低了模型的精确度。通过对失拟的程度评判作出决策，如果稍有一些失拟，影响也比较小，但是，如果随着缺失数据的增加，失拟也在增大。针对多数情况，还是可以通过功能强大的MINITAB的菜单操作能够轻易完成的。本实验的成功应用到实际工作中，开创了解决异常问题的复杂实验设计的新局面。　　通过获得最佳的焊缝渗透的工艺参数的实验设计，剖析了由于

2、缺失数据的存在，造成了正交性与平衡性的失拟，导致了因子的效应不能独立预估，并降低了模型的精确度。通过对失拟的程度评判作出决策，如果稍有一些失拟，影响也比较小，但是，如果随着缺失数据的增加，失拟也在增大。针对多数情况，还是可以通过功能强大的MINITAB的菜单操作能够轻易完成的。本实验的成功应用到实际工作中，开创了解决异常问题的复杂实验设计的新局面。　　概述　　什么是实验设计中的缺失数据？　　如果一个或多个实验处理没有响应值，那么DOE的分析涉及到缺失数据的分析。　　什么时候在设计的实验中会发生缺失数据？　　有好

3、几种情况导致不完全的实验设计的发生，形成了实验中的缺失数据：　　-实验被停止，因为完成实验所需要的资源不再提供，如没有时间、资金、原材料等。　　-从实验中获得的数据不正确的，在残差分析中出现明显的奇异数据。观察到的奇异数据，常常是由于测量错误，数据登录错误，不寻常的环境条件，和实验设置的问题。　　-观察到的数据丢失了。　　在实验设计中怎样分析缺失数据？　　你可以使用MINITAB的DOE菜单来分析，虽然设计一般不再正交，但是，我们通过评估缺失数据对模型的影响程度，利用逐步回归进行分析，在减少模型时，一次减少一个

4、因子的方法，最后得到简化的适合模型。　　问题的由来　　一种钨(惰性气体)焊接操作是在二块钢板之间产生一条焊缝，焊缝渗透深度会影响装配件的使用寿命。期望获得较大的焊缝渗透深度，制造厂购买了一种新的焊接设备。工程师进行试验来找出以获得最佳的焊缝渗透深度的工艺设计参数。　　焊接工艺关键的可控制的变量是：　　火把/电极速度(Speed)，焊接电流(Current)，气体流动速度(Flow)和工件到焊接点的距离(Distance)。这些因子有些在实际应用中有交互作用，因此工程师们创建了一个全因子设计来考虑和估计交互作用。

5、他们复制了一个全因子实验设计，以获得更好的因子主效应与交互作用的效应估计。　　　　数据收集　　数据文件Missingdata.MPJ　　变量描述　　StdOrder　标准序　　RunOrder　运行序　　CenterPt　中心点　　Block　区组　　速度(Speed)　电极速度　　焊接电流(Current)焊接电流　　流速(Flow)气体流速　　距离(Distance)工件和电极尖端的距离　　焊缝渗透深度(WeldPenetration)二块钢板的焊缝深度　　分析步骤　　阶段1:制定完全模型(Fullmode

6、l)的ANOVA表，解释结果　　1)打开文件MISSINGDATA.MPJ　　2)选择　统计>DOE>因子>分析因子设计　　3)在响应栏选择　WeldPenetration（焊缝渗透深度）　　4)点击　项　　5)完成如下对话框　　6)点击确定　　结果分析　　拟合因子:WeldPenetration与Speed,Current,Flow,Distance　　WeldPenetration的效应和系数的估计（已编码单位）　　项效应系数系数标准误TP　　常量20.76310.706929.370.000　　Speed

7、-0.7988-0.39940.7069-0.560.580　　Current1.05630.52810.70690.750.466　　Flow0.76370.38190.70690.540.597　　Distance-0.3825-0.19120.7069-0.270.790　　Speed*Current-1.5738-0.78690.7069-1.110.282　　Speed*Flow0.49120.24560.70690.350.733　　Speed*Distance0.50000.25000.70690

8、.350.728　　Current*Flow-0.2512-0.12560.7069-0.180.861　　Current*Distance0.51250.25630.70690.360.722　　Flow*Distance-0.4050-0.20250.7069-0.290.778　　Speed*Current*Flow1.22630.61310.70690.870.399　　Spe