MiniTab - Plans d’expériences Application avec MiniTab

Référence : STA-N2-PexMiniTab

Cette formation a pour objectif de permettre à des  personnes de maitriser la méthodologie des plans d’expériences tant sur le plan de la conception du choix, de la conception et du dépouillement des résultats expérimentaux.

Elle vise à acquérir à la fois un savoir-faire méthodologique et opérationnel.

La mise en application s'effectuera autour du logiciel MiniTab. Cette formation inclut donc si nécessaire la prise en main du logiciel.

Infos pratiques

  • Durée : 4 jours soit 28 heures
  • Population visée : Ouvrier – Employé – Employé qualifié – Cadre – Cadre supérieur
  • Public concerné : Personne souhaitant comprendre et mettre en œuvre la méthode des plans d’expériences

Programme

Objectifs pédagogiques

A l’issue de cette formation, l’apprenant sera capable avec MiniTab de :

  • Maitriser le vocabulaire spécifique à la méthode des plans d’expériences
  • Cerner les difficultés et les contraintes de mise en œuvre des plans d’expériences
  • Choisir et construire un plan d'expériences correspondant à une problématique identifiée
  • Choisir, maitriser, concevoir, analyser les résultats, comprendre les caractéristiques, les avantages et les inconvénients des plans suivants :
    • Plans de criblage (Placket-Burmann, Carrés latins,…)
    • Plans factoriels complets et fractionnaires
    • Plans surfaces de réponses (Box-Behnken, Central composite, …)
    • Plans optimaux
    • Plans de mélange (sur demande)
  • Appréhender la démarche de construction des plans optimaux
  • Interpréter les résultats issus de l’analyse d’un plan d’expériences et valider les travaux issus d'une démarche expérimentale

Pré-requis

  • La méthode "plans d'expériences" n'est pas en soi une méthode strictement statistique mais avant tout une méthode d'organisation et de planification des essais. Néanmoins, la connaissance des outils statistiques de base est un atout

Thèmes principaux

  • Plans de criblage
  • Plans factoriels complets
  • Plans fractionnaires
  • Plans surfaces de réponses
  • Plans optimaux
  • Plans de mélange
  • Choix, construction et analyse de résultats issus de plans d'expériences

Quelques mots-clés

  • MINITAB
  • Facteurs
  • Interaction
  • Confusions, alias, résolution
  • Effets simples, effets d'interactions, effets quadratiques
  • Critères d'orthogonalité
  • Plackett-Burman, 
  • Plans factoriels complets
  • Plans factoriels fractionnaires
  • Plans Surfaces de réponses
  • Tables Taguchi
  • Plans de mélange
  • Box-Behnken
  • Central Composite
  • Coefficient d'optimalité D et G
  • Analyse de la variance et régression

Objectifs opérationnels et contenu de la formation

Prendre en main l'outil MiniTab (si nécessaire)

  • Généralités et interface utilisateur
    • Gestion et organisation des données
    • Gestions des fichiers générés sous MiniTab (*.MTW, *.MPJ)
    • Utilisation de Project Manager
    • Relations couple fichiers de données et fichiers d'analyses
    • Les différentes fenêtres de base (Fenêtre de données, Fenêtre Session, Fenêtre Project Manager)
    • Utilisation des barres d'outils
    • Présentations des menus
    • Présentation des familles d'analyses statistiques 
    • Présentations des différentes analyses statistiques disponibles
  • Paramétrage de la feuille de données
    • Définition des variables
    • Paramétrage des types de variables
    • Gestion de base des données
    • Gestion avancée des colonnes 
    • Empiler, désempiler
    • Codage des données
    • Concaténation des variables
    • Saisie, Ajout, Suppression
    • Sélection de données
    • Importation d’un fichier de données (Excel,…)
  • Gestion des analyses
    • Paramétrage des variables
    • Paramétrage des analyses
    • Principes communs aux analyses
    • Relancer la dernière  analyse
    • Accéder à l'historique des analyses principes)
  • Outils divers
    • Utilisation de l'éditeur de commandes
    • Paramétrage des polices de sortie
    • Configuration et préférences du logiciel
    • Exportation de travaux vers Word
    • Paramétrages des graphiques

Maîtriser les objectifs de la démarche expérimentale 

  • Pourquoi réaliser des expériences
    • Expliquer un phénomène
    • Quantifier un phénomène
    • Modéliser un phénomène
  • Définition d'une expérience    
  • Comment fait-t-on une expérience    
  • Notions d’erreurs associées à la répétition des essais
    • Réplique d’un essai
    • Dispersion inter-répliques
    • Reproductibilité
    • Erreur de mesure

Utiliser le vocabulaire associé à la démarche expérimentale 

  • Les acteurs en jeu
    • Les paramètres influents – les facteurs (le monde des X)
    • Les grandeurs d’intérêt – les réponses (le monde des Y)
  • Comportement des facteurs    
    • Les facteurs actifs    
    • Les facteurs passifs contrôlés    
    • Les facteurs passifs subis    
  • Types de facteurs    
    • Facteurs continus    
    • Facteurs discrets    
  • Domaine expérimental    
    • Domaine expérimental réalisable    
    • Domaine expérimental réaliste 
    • Niveaux, modalités    
  • Réponses

Connaître les risques associés à la pratique expérimentale

  • Risque lié à l’erreur expérimentale        
    • Erreurs sur la maîtrise des facteurs            
    • Erreurs sur la mesure            
    • Solutions apportées            
  • Risque lié à l’erreur statistique
    • Conséquence de voir un effet à tort
    • Conséquence de ne pas voir un effet à tort
    • Solutions apportées            
  • Confusion entre effets
    • Accuser un effet à la place d'un autre effet        
    • Conséquences de la confusion dans une démarche expérimentale
    • Recherche de causes erronées
    • Diagnostics des confusions (matrice de corrélations, VIFS)            
    • Exemples de confusions            
    • Solutions apportées

Comprendre la notion d’effets

  • Calcul d'un effet d’un facteur
  • Représentation graphique d'un effet
  • Représentation quantitative d'un effet

Comprendre la notion d’interactions

  • Définition d’une interaction
  • Bonne et mauvaise interprétation d’une interaction
  • Sens physique d’une interaction
  • Représentation graphique
  • Etude de plans factoriels

Mettre en œuvre des plans de criblage

  • Objectifs des plans de criblage
  • Caractéristiques, avantages et inconvénients
  • Problématiques étudiées et réponses apportées par les plans de criblage
  • Exemples de plans de criblage (Plackett-Burman, carrés latins, …)
  • Construction de plans de criblage
  • Analyses statistiques de plans de criblage
  • Pareto et effets simples des facteurs
  • Analyse de la variance sur plans de criblage
  • Effets simples des facteurs

 Mettre en œuvre des plans factoriels

  • Objectifs des plans factoriels
  • Caractéristiques, avantages et inconvénients
  • Problématiques étudiées et réponses apportées par les plans factoriels
  • Exemples de plans factoriels (Plans complets, plans fractionnaires, …)
  • Construction de plans factoriels
  • Analyse statistiques de plans factoriels
  • Pareto des effets (simples et interactions)
  • Effets simples des facteurs et interactions
  • Analyse de la variance sur plans factoriels
  • Utilisation de tables Taguchi (si souhaité)

Mettre en œuvre des plans surfaces de réponses

  • Objectifs des plans surfaces de réponses
  • Caractéristiques, avantages et inconvénients
  • Notions de modélisation
  • Différences entre les modélisations de type Anova et régression
  • Effets quadratiques
  • Problématiques étudiées et réponses apportées par les plans surfaces de réponses
  • Exemples de plans surfaces de réponses (Box-Behnken, Central composite
  • Construction et analyses de plans surfaces de réponse

Ouverture sur les plans de mélange (si demande)

  • Les différents types de plans
  • Spécifier les limites des constituants
  • Spécifier des contraintes linéaires
  • Génération des plans
  • Analyses de données 

Outils statistiques de dépouillement des plans d'expériences (significativité des effets)

  • Notions de comparaisons de moyennes
  • Analyse de la variance et régression
  • Principes généraux de l'Anova
  • Objectifs de l'analyse de variance
  • Hypothèses nulle et alternative de l'ANOVA
  • Interprétation de la table d'ANOVA (somme des carrés, degrés de liberté,...)
  • Acceptation ou rejet de l'hypothèse nulle
  • Epuration du modèle (conservation ou exclusion des facteurs et des interactions influentes)
  • Tests de comparaison de moyennes multiples
  • Regroupements de moyennes 
  • Traitements graphiques des analyses
  • Tests de significativité des effets

Outils statistiques de dépouillement des plans d'expériences (validation d'un modèle prédictif)

  • Rappels des objectifs
  • Principes de base de la modélisation par la régression
  • Les différents modèles de la régression
  • Analyse de la qualité du modèle
    • Coefficient de détermination
    • Estimation de l'erreur
  • Analyse des résidus
  • Recherche de valeurs suspectes
  • Outils de prédiction
    • Prédiction de valeurs individuelles
    • Prédiction de moyennes
    • Intervalles de confiance des prédictions
  • Traitement graphique des résultats
  • Outils d'optimisation
    • Recherche optimum unique
    • Recherche d'optimums multiples
    • Courbes de désirabilité

Méthodes et moyens

Explications théoriques suivies de pratiques guidées puis mises en autonomie

  • 1 vidéoprojecteur par salle
  • 1 ordinateur par stagiaire

Méthodes d’évaluation des acquis

  • Exercices d’applications
  • Evaluation de fin de stage

Profil formateur

Nos formateurs sont certifiés à l’issue d’un parcours organisé par nos soins. Ils bénéficient d’un suivi de compétences aussi bien au niveau technique que pédagogique.

Support stagiaire

  • Support électronique (dématérialisé)
  • Les exercices d’accompagnement peuvent être récupérés sur clef USB