Programmes de formation aux plans d expériences

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1 Programmes de formation aux plans d expériences Cegos : 1 Découvrir la méthodologie des plans d'expérience 2 avantages à connaître : o les interactions ; o le nombre d'essais. Les contextes d'application adaptés. S'imprégner de la méthode sur un cas pratique. 2 Construire le plan d'expérience Formaliser le problème à résoudre en 8 étapes clés. Repérer et classer les paramètres influents. Sélectionner les paramètres et les modalités. Choisir efficacement les interactions. Définir le nombre minimum d'essais. Élaborer un modèle de réponse. Bâtir le plan le mieux adapté : plan factoriel complet ou plan factoriel fractionnaire. Utiliser les tables de Taguchi. 3 Analyser les résultats du plan d'expérience La modélisation de la réponse. Les graphes d'effets. L'exploitation statistique des résultats. L'analyse de variance. Les indicateurs de pertinence. 4 Optimiser le produit et son process Modélisation du phénomène. Trouver la combinaison optimale des facteurs. Validation et amélioration du modèle. 5 Exploiter les plans d'expérience Ajuster les caractéristiques d'un produit. Trouver le point de fonctionnement d'une machine. Comparer des procédés. Optimiser les coûts de mise au point d'un produit. 6 Conditions de réussite des plans d'expérience Le groupe de travail. La réalisation des essais sur le terrain. Les coûts associés et les délais.

2 Sigmaplus : - Introduction à l'expérimentation La problématique de l'expérimentation Les objectifs des plans d'expériences : criblage, optimisation, robustesse,... Les étapes de la démarche Difficultés fréquemment rencontrées Stratégies d'expérimentation - Les plans factoriels complets Construction : choix des essais, ordre des essais, points au centre, répétitions Analyse : estimation des effets principaux et des effets des interactions, interprétation Significativité des effets : Interprétation de la table de l analyse de la variance Estimation des coefficients d un modèle - Les plans factoriels fractionnaires Confusion d'effets et résolution d'un plan fractionnaire, générateur d'un plan fractionnaire Choix d'un plan fractionnaire Plans de Plackett-Burman Les plans Taguchi - Les plans en blocs factoriels augmentés Introduction de blocs dans une expérience Les carrés latins Les plans en cross-over Les split-plot Les plans augmentés : o Pour lever les confusions d'un plan fractionnaire o Pour augmenter un plan fractionnaire en plan centré composite - Atelier Construction, mise en œuvre et analyse d'un plan d'expérience sur un exemple pratique.

3 AFNOR : Identifier les conditions de mise en œuvre des plans d expérience Décrire le problème à résoudre et l objectif à atteindre Méthode de description du problème Le groupe de travail Stratégie : les plans Définir la caractéristique à mesurer durant les essais Construire les plans d expérience adaptés aux problèmes Plans factoriels complets Plans fractionnaires de Taguchi Plans avec facteurs à 2 niveaux et à 3 niveaux Plans pour minimiser la variabilité ou la dispersion d un phénomène Planifier et réaliser les essais des plans d expérience Le matériel d essai : fonctionnement, disponibilité Définition du nombre de répétition Planification du déroulement Intervenants nécessaires Exploiter les résultats des plans d expérience Calcul des effets des facteurs et interactions Test de l influence des facteurs et interactions Interprétation des résultats Réalisation d un essai de confirmation

4 CNAM : Expérimentation et planification Campagnes expérimentales simples. Comparaisons de traitements : Tests paramétriques et non-paramétriques. Les principes généraux de la méthode des plans d'expériences Les principales étapes d'un plan d'expériences. Techniques de base :Randomisation, répétition, blocking. Plans factoriels complets : Plans 2k, 3k,... Plans fractionnaires orthogonaux Principales méthodes de construction : Box, Taguchi. Analyse des résultats des plans orthogonaux. Interprétation des résultats. Plans d'expériences utilisant le principe du blocking Plans en blocs complets équilibrés. Plans en carrés latins et dérivés. Plans en blocs incomplets équilibrés. Analyse de la covariance Modèle en lignes parallèles. Modèle à pentes hétérogènes. Modèle linéaire général. Présentation d'exemples concrets. Plans hiérarchiques : Modèle à effets aléatoires. Composantes de la variance. Evaluation de la fidélité : ISO 5725, ICH, CLSI... Plans à mesures répétées : Modèle mixte pour l'analyse des mesures répétées La sélection de la structure de covariance Modèle mixte avec baseline Modèle mixte généralisé Plans pour l'étude des surfaces de réponse : Plans centraux composites, Plans de Box-Behnken, Plans 3k Plans de mélanges : Types I - IV. Modélisation. Interprétation des résultats. Présentation d'exemples concrets. Autres familles de plan : Plans optimaux. Plans split plots. Plan cross-over. Présentation des logiciels SAS, R & STATGRAPHICS Détermination des paramètres critiques d'un processus, La directive PAT de la FDA, Etude de cas à chaque + étude de problèmes spécifiques posés par les participants

5 Techniques de l ingénieur : 1. Appréhender la méthodologie des plans d expériences - Lister les problèmes récurrents d organisation des essais expérimentaux - Les avantages de faire un plan d expériences en agroalimentaire - Dérouler et suivre les 6 étapes rigoureusement :. formaliser le problème. repérer et classer les paramètres influents. sélectionner les paramètres et les modalités. choisir les interactions. effectuer le nombre d essais minimum. élaborer un modèle de réponse 2. Construire un plan factoriel à deux niveaux - Contexte d utilisation de ce plan - Exemple d étude d un plan factoriel de 3 à 5 facteurs à 2 niveaux :. construction de la matrice d expériences. calcul des effets des facteurs étudiés et de l interaction 3. Modéliser ses plans d expériences - Ecriture du modèle mathématique - Calcul des coefficients du modèle - Interprétations des résultats 4. Construire un plan fractionnaire à deux niveaux - Contextes d utilisation : pour quel cas utiliser ce plan - Définir les contrastes et les générateurs d aliases - Comparer avec le plan factoriel complet 5. Construire un plan selon les Réseaux Simplexe de Scheffé - Mettre en évidence les conditions d utilisation de ce plan - Etudier le modèle de Scheffé avec et sans interaction du deuxième degré, cubique et centré - Etudier le modèle de Scheffé avec contraintes 6. Exploiter la méthode d isoréponse L intérêt pratique et les caractéristiques de cette méthode 7. Analyser les résultats - Modéliser la réponse - Analyser les graphes - Exploiter l analyse de variance ou autres

6 SOLADIS : Démarche expérimentale Définition du problème (choix des facteurs et des réponses, description du phénomène) Construction d un plan d expériences adapté Conduite des essais (sensibilisation à la qualité opératoire) Analyse des résultats et conclusion (optimisation, redéfinition ) Validation (phase d utilisation) Organisation des expériences Randomisation Blocking Blind tests Taille d échantillon Calcul de puissance Les plans d'expérience Au travers de la formation plan d'expérience, présentation des types de plans : Factoriel, Taguchi, Plackett-Burman, Retschaffner, Doehlert, Box-Benhken, Composite, Sheffé, plans optimaux Les plans de criblage : recherche des variables influentes Les plans de surface de réponse (modélisation) : recherche de la solution optimale Qualité d un plan avant sa réalisation pratique L'exploitation des résultats L analyse des données préalables : statistiques descriptives Les outils de screening : o Diagramme de Pareto o Droite de Henry L analyse de variance o Test de significativité des effets o Interactions o Vérification des hypothèses La régression : o Construction d un modèle, test des effets significatifs et qualité du modèle o Outils graphiques o Prédiction et optimisation

7 ELEGIA : 1. Présentation de la méthode qu'est-ce qu'un plan d'expériences? intérêts et objectifs de la méthode applications : dans quel contexte et sur quel périmètre peut-on l'utiliser? sept clés pour garantir la réussite d'un plan d'expériences 2. Elaboration d'un plan d'expériences identifier l'objectif et choisir sa mesure paramètres, modalités et interactions : se poser les bonnes questions avant la réalisation de son plan choisir ses plans d'expériences dans le catalogue Taguchi être capable de personnaliser en fonction de la problématique donnée par le groupe de travail un plan d'expériences n'étant pas au catalogue réaliser la campagne d'essais : bâtir le planning et la gamme d'essais Cas pratique : choisir dans le catalogue Taguchi le plan exact qui permettra en un minimum d'essais d'optimiser et de comprendre les réglages fins d'un processus 3. Analyse des résultats réglage par les graphes d'effet traitement statistique des résultats 4. Optimisation du produit et du processus choisir les réglages optimum en fonction de l'objectif recherché établir des pistes d'amélioration Etude de cas : mise en application de la méthode des plans d'expériences autour d'un projet concret de catapulte 5. Exploitation des plans d'expériences analyse de la variance et test de Fischer être capable de valider les résultats de la campagne d'essais proposer un modèle mathématique de pilotage du processus faire des prédictions de résultats suite aux réglages valider l'analyse graphique

8 INSAVALOR : Introduction Historique, vocabulaire Pourquoi organiser l expérimentation L exemple de Hoteling Démarche plans d expériences (*) Modèle de régression Construction d un modèle mathématique Notion d effet linéaire et d effet quadratique Mise en œuvre sous un tableur (*) Modèle statistique Variance et SCE Décomposition de la variance Test de Fisher-Snedecor et analyse de variance Première mise en œuvre Plans complets et factoriels Intégration des outils de régression et statistique Tableau d analyse de variance Prédicteur mathématique et optimisation Mise en œuvre sous un tableur (*) Plans fractionnaires Comment réduire le nombre d expériences Construction d un plan fractionnaire Précautions d usage des plans fractionnaires Plans Taguchi Les éléments de la méthode Taguchi Utilisation et mise en œuvre d un plan Taguchi Conclusions Les limites, les logiciels (*) travail pouvant être effectué sur des cas personnalisés

9 Polytechnique : Principes fondamentaux et panorama plans classiques Plans Factoriels Complets et Fractionnaires à 2 et 3 niveaux Plans Composites Centrés Plans Hybrides Plans Gigognes (Box Benkhen) Réseaux de Doelhert Approche Taguchi des plans facteurs produits Carrés latins et gréco-latins Plans de mélange en réseaux de Scheffé et Plans de Mac Lean Anderson Plans D-optimaux Plans en Split Plot et Strip Plot Bonnes pratiques en conception Principes de sélection des facteurs Optimisation de la prise en compte des facteurs qualitatifs Séquentialité des plans (en termes d effets et de facteurs) Principes du blocking Plans pour réponses non linéaires Problèmes liés à la technique de la Régression Linéaire Cas des plans incomplets et prise en compte de facteurs non maitrisés o Détermination d essais complémentaires o La solution régression PLS (Partial Least Squares) Cas des réponses qualitatives o Régression logistique o Cotation par Grille de Müdge Présentation des résultats et compléments au plan Graphiques d effet et courbes isoréponses Principes d optimisation des réponses o Utilisation du Solveur de Microsoft Excel Détermination d essais complémentaires Méthode pédagogique Présentation des fondamentaux, des différents plans et des bonnes pratiques Traitement des questions proposées par les participants