Prozessüberwachung und -optimierung in der ...

4 Qualitätssicherung mittels Statistischer Versuchsmethodik 37
Schritt 2: Versuchsstrategie
Zur Festlegung der Versuchsstrategie gehört die Auswahl geeigneter Versuchspläne und
experimenteller Optimierungsmethoden für die vorliegende Problemstellung. Sorgfältige
Planung der Versuchsstrategie reduziert den Versuchsaufwand und erhöht die Effizienz der
durchzuführenden Versuche.
Schritt 3: Versuchsdurchführung
Bei der experimentellen Versuchsdurchführung werden die Einzelversuche gemäß dem zuvor
festgelegten Versuchsplan realisiert. Bei Parametervariation ist auf exakte Einhaltung der
Randbedingungen zu achten, um die Reproduzierbarkeit bei Versuchswiederholungen zu
ermöglichen. Außerdem sollte die Schrittweite möglichst an die vorliegenden Versuchsbedin-
gungen angepasst werden. Ist sie zu klein, können Einstell- und Messungenauigkeit der Ver-
suchsanordnung die Effekte überlagern. Ist sie zu groß, kann das gesuchte Optimum verfehlt
werden.
Schritt 4: Versuchsauswertung
Entscheidende Aufgabe der anschließenden Versuchsauswertung ist es festzustellen, ob die
Änderung der Zielgrößen aufgrund der Variation der Einflussgrößen (Effekte) erfolgt oder
zufälligen Störungen (Rauschen) zuzuordnen ist. Die Interpretation der Versuchsergebnisse
ermöglicht die Planung weiterer Optimierungsstrategien.
Bei den verschiedenen Methoden der Statistischen Versuchsplanung (SVP) wird der zu unter-
suchende Prozess weitestgehend als sog. „Black-Box“ behandelt. Dies bietet den Vorteil, dass
die physikalischen Zusammenhänge und Gesetzmäßigkeiten des Prozesses nicht aufwendig
vormodelliert werden bzw. gar nicht bekannt sein müssen. Der Versuch liefert in erster Linie
die Information, dass bestimmte Ursachen bestimmte Wirkungen erzielen, jedoch nicht, wa-
rum Ereignisse eintreten.
Die Statistische Versuchsplanung orientiert sich ausschließlich an den beobachtbaren und
messbaren Ein- und Ausgangsgrößen. Eine anschließende Regressionsanalyse erlaubt die
Modellbildung, welche den mathematischen Zusammenhang zwischen den betrachteten Ein-