Prozessüberwachung und -optimierung in der ...

4 Qualitätssicherung mittels Statistischer Versuchsmethodik 41
4.1.2 Phase II: Experimentelle Optimumsuche
In dieser Phase werden sog „Response-Surface“-Methoden eingesetzt, die eine iterative Nähe-
rung an ein Optimum in diskreten Schritten ermöglichen. Ziel der experimentellen Methoden
ist eine vergleichsweise schnelle Annäherung an ein gesuchtes Optimum. Sie dienen als Basis
für anschließende genauere Untersuchungsmethoden im „Zielgebiet“ (Phase III). Als Aus-
wahlkriterien sind die Konvergenzgeschwindigkeit und -sicherheit sowie die Robustheit
gegenüber Störgrößen zu nennen. Zu den einsetzbaren experimentellen Methoden der Statisti-
schen Versuchsplanung zählen:
• Einfaktormethode,
• Methode des steilsten Anstieges,
• Simplex / XPLEX-Methode,
• Evolutionäre Methoden.
Da sie das Hauptthema der vorliegenden Arbeit repräsentieren, wird in Kapitel 4 ausführlich
auf die experimentellen Methoden eingegangen.
4.1.3 Untersuchung im Optimalgebiet
Ausgehend von dem in der II. Phase ermittelten Optimum werden in der Schlussphase der
Statistischen Versuchsdurchführung die Auswirkungen der Einflussgrößen auf die Zielgröße
in einem engeren Bereich detaillierter untersucht. Ziel der intensiveren Untersuchungen in der
Nähe des Optimums sind Regressionsgleichungen zur Beschreibung der Zielgröße als Funkti-
on der Einflussgrößen. In größerer Entfernung eines Extremums können Teilbereiche der
Zielgrößen-Antwortfläche i.d.R. durch lineare Regressionsgleichungen („glatte“ Flächen)
hinreichend genau beschrieben werden (s. Kapitel 6.1.3 „Methode des Steilsten Anstieges“)In
der Nähe eines Extremums hingegen kann die Zielgrößen-Antwortfläche eine stärkere
Krümmung aufweisen. Zur Beschreibung können dann auch Regressionspolynome
2. Ordnung oder Künstliche Neuronale Netzwerke (siehe Kapitel 7.3.2.1 „Neuronale Netz-
werke – Grundlagen“) herangezogen werden.