برای طراحی آزمایش­های این پژوهش از تکنیک بهینه سازی آماری باکس-بنکن[1] استفاده شده است. باکس بنکن یک روش رویه پاسخ[2] است که در طراحی آزمایشات آماری استفاده می‌شود. روش‌های رویه‌ پاسخ در طراحی آزمایشات برای بررسی اثرات اصلی و متقابل متغیرها و تعیین بهینه‌سازی فرآیندها استفاده می‌شوند. طرح باکس-بنکن به طور خاص در مسائل طراحی فرآیند و بهبود کیفیت استفاده می‌شود.

در طرح باکس بنکن، متغیرهای مستقل (عوامل) که بر روی یک واکنش یا خروجی تأثیر می‌گذارند، در سه سطح مختلف تعریف می‌شوند. این سه سطح عموماً با -1، 0 و +1 نشان داده می‌شوند. هر متغیر مستقل در طرح باکس بنکن به صورت غیرمستقل در سطوح مختلف قرار می‌گیرد تا تأثیر متقابل بین متغیرها بررسی شود.

طرح باکس بنکن از طریق طراحی یک ماتریس آزمایشی باکس بنکن، مقادیر مختلف متغیرهای مستقل را به صورت تصادفی ترکیب می‌کند. این طرح بر اساس الگوریتم آماری مدل‌سازی و تخمین پارامترها، تأثیر متغیرهای مستقل را بر روی واکنش مورد نظر بررسی می‌کند.

مزیت اصلی طرح باکس بنکن این است که با تعداد آزمایشات نسبتاً کمتر نسبت به طرح‌های دیگر، اطلاعات کافی برای تحلیل تأثیرات متقابل بین متغیرها و بهینه‌سازی فرآیند را فراهم می‌کند. همچنین، این طرح قابلیت آزمایش اثرات متقابل سه‌گانه و چهارگانه را دارد.

طرح باکس بنکن از طرح‌های دیگر کمتر آزمایشات نیاز دارد و این موضوع برخی مزایا را به همراه دارد:

• کاهش هزینه و زمان:

یکی از مزایای اصلی طرح باکس بنکن، کاهش هزینه و زمان مورد نیاز برای انجام آزمایشات است. باکس بنکن اجازه می‌دهد تا با تعداد آزمایشات نسبتاً کمتر، اطلاعات کافی جهت تحلیل و بهینه‌سازی فرآیند را به دست آورید. این امر باعث کاهش هزینه‌های مرتبط با مصرف منابع مانند مواد و زمان می‌شود.

• امکان بررسی تأثیرات متقابل:

با استفاده از طرح باکس بنکن، می‌توانید تأثیرات متقابل بین متغیرها را بررسی کنید. این طرح اجازه می‌دهد تا تأثیرهای تک تک متغیرها و همچنین تأثیرهای ترکیبی و تعاملی بین آن‌ها را مورد بررسی قرار دهید. این اطلاعات می‌تواند به شما کمک کند تا فهم بهتری از روابط بین متغیرها پیدا کنید و بهینه‌سازی مطلوبی در فرآیند خود ایجاد کنید.

• انعطاف‌پذیری در مقیاس‌پذیری:

طرح باکس بنکن مقیاس‌پذیری خوبی دارد، به این معنی که می‌توان این طرح را برای بررسی اثرات در سطوح بیشتری از متغیرها استفاده کرد. با افزایش تعداد سطوح متغیرها، تأثیرات ترکیبی بیشتری بررسی می‌شود و نتایج دقیق‌تری بدست می‌آید.

به طور کلی، طرح باکس بنکن یک ابزار مفید در تحلیل و بهینه‌سازی فرآیندها است که به محققان و متخصصان صنعتی کمک می‌کند تا تأثیر متغیرها را بر روی واکنش یا خروجی مورد نظر در محیط کنترل شده بررسی کنند و بهبودهای لازم را اعمال کنند.

در صورتی که می خواهید یک طرح آزمایش بهینه سازی مهندسی با استفاده از طرح باکس-بنکن در هر موضوع مهندسی انجام دهید، قبل از شروع ما را در جریان بگذارید.

شماره تماس :  09126082256

[1] Box-Behnken

[2] Response Surface Methodology