การออกแบบและวิเคราะห์การทดลอง

ผู้แปลและเรียบเรียง
รศ.ดร.ประไพศรี สุทัศน์ ณ อยุธยา
รศ.ดร.พงศ์ชนัน เหลืองไพบูลย์
สำนักพิมพ์
TOP Publishing

ปีที่พิมพ์
พ.ศ.2551
จำนวน
464 หน้า
ISBN
9789749918304

รหัสสินค้า
0622
หมวดหนังสือ
เครื่องกล

การออกแบบและวิเคราะห์การทดลอง (Design and Analysis of Experiments)

การออกแบบและวิเคราะห์การทดลอง ได้เรียบเรียงขึ้นเพื่อใช้ประโยชน์ในการปรับปรุงและออกแบบกระบวนการผลิตหรือระบบที่สนใจ แต่เดิมนั้น Sri R.A.Fisher ได้พัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในการปรับปรุงทางด้านเกษตรกรรม (ปรับปรุงและคัดเลือกสายพันธ์ุ เพิ่มผลผลิต) ในช่วงปี คศ.1922-1923

เนื้อหาของหนังสือนี้จัดแบ่งได้เป็น 4 ส่วนหลัก คือ ส่วนที่หนึ่ง (บทที่ 1-3) เป็นส่วนของบทนำและสถิติพื้นฐาน ซึ่งจะกล่าวถึงความสำคัญของการออกแบบการทดลอง ประโยชน์ของการออกแบบการทดสอบสมมติฐานทางสถิติ และการวิเคราะห์การแปรปรวน ส่วนที่สอง (บทที่ 4-5) เป็นส่วนที่ว่าด้วยการพยากรณ์ ซึ่งจะเป็นเนื้อหาเพื่อทบทวนการวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้นอย่างง่าย และเสริมแนวคิดการวิเคราะห์การถดถอยเชิงพหุหรือแบบหลายเชิง ซึ่งในการออกแบบการทดลองจะนำมาใช้ในการประมาณความสัมพันธ์และกำหนดค่าพารามิเตอร์สำหรับตัวแปรปัจจัย เพื่อให้ค่าตอบสนองหรือผลลัพธ์ในกระบวนการหรือระบบเป็นไปตามเป้าหมาย โดยจะเน้นการใช้โปรแกรมสำเร็จรูปเข้ามาช่วยในการคำนวณ

ส่วนที่สาม (บทที่ 6-8) จะเป็นส่วนหลักซึ่งเป็นส่วนคำอธิบายเกี่ยวกับแบบแผนการทดลองที่สำคัญในทางวิศวกรรม ได้แก่ การทดลองแฟคทอเรียล สำหรับกรณี 2 ตัวแปรปัจจัย และตั้งแต่ 3 ตัวแปรปัจจัยขึ้นไป รวมถึงหลักการออกแบบแผนการทดลองแฟคทอเรียลบางส่วน วิธีการวิเคราะห์ในกรณีอื่นเมื่องไม่สามารถใช้ตารางวิเคราะห์ความแปรปรวนได้ ส่วนที่สี่ (บทที่ 9) เป็นการนำเสนอวิธีการออกแบบการทดลองโดยวิธีของทากูชิ ซึ่งเป็นผู้นำการออกแบบการทดลองไปประยุกต์ให้ง่ายต่อการนำไปใช้โดยอาศัยหลักการวิเคราะห์ค่าเฉลี่ยและค่าวัดของทากูชิ (อัตราส่วนสัญญานต่อสิ่งรบกวน ; Signal-to-Noise Ratio) เป็นเทคนิคที่ทำให้การออกแบบการทดลองกลับนำมาใช้อย่างแสพร่หลายในหมู่วิศวกรและอุตสาหกรรมอีกครั้งหนึ่ง ในช่วง ค.ศ.1985 เป็นต้นมา สำหรับสองบทสุดท้าย จะกล่าวถึงหลักการการวิเคราะห์ตัวแปรผิวสะท้อน Response Surface Methodology) และการประยุกต์ใช้โปรแกรมสำเร็จรูป โดยในด้านท้ายบทจะมีแบบฝึกหัดและเสริมด้วยโจทย์ที่ใช้ในการทำ Computer Workshop เพื่อให้นิสิตนักศึกษาได้มีประสบการณ์จริงในการเรียนรู้การวิเคราะห์โดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย

บทที่ 1 บทนำ

1.1 ความสำคัญของการออกแบบแผนการทดลอง
1.2 ประโยชน์ของการออกแบบทดลอง
1.3 ข้อแนะและกลยุทธ์ในการออกแบบแผนการทดลอง
1.4 ประเภทของการทดลอง
1.5 ระยะการออกแบบแผนการทดลอง
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 1

บทที่ 2 การสำรวจข้อมูลเบื้องต้น และการทดลองสมมติฐานทางสถิติ

2.1 หลักการและค่าสถิติที่สำคัญ
2.2 การสำรวจข้อมูลเบื้องต้น
2.3 การทดสอบสมมติฐาน
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 2
Workshop 1
Workshop 2

บทที่ 3 การวิเคราะห์ความแปรปรวน

3.1 การทดลองอย่างสุ่มสมบูรณ์หรือการจำแนกทางเดียว
3.2 การออกแบบสุ่มอย่างสมบูรณ์ในแต่ละกลุ่มหรือการจำแนกสองทาง
3.3 ข้อสมมติที่สำคัญในการวิเคราะห์ความแปรปรวน
3.4 การเปรียบเทียบค่าเฉลี่ย หรือผลต่างค่าเฉลี่ย
3.5 การประมาณค่าความแปรปรวนของผลกระทบปัจจัย
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 3

บทที่ 4 การวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้นอย่างง่าย

4.1 ขั้นตอนการวเิคราะห์การถดถอย
4.2 การประมาณตัวแบบสมการ
4.3 การทดสอบข้อสมมติในการวิเคราะห์การถดถอย
4.4 การทดสอบความเหมาะสมของสมการต้นแบบ
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 4
Workshop 3

บทที่ 5 การวิเคราะห์การถดถอยเชิงพหุ

5.1 การสร้างสมการถดถอยเชิงพหุ
5.2 การประมาณค่าความแปรปรวนของสัมประสิทธิ์
5.3 การทดสอบแบบ Partial F-test
5.4 การแบ่งส่วนของค่าผลบวกกำลังสองของสมการถดถอย
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 5
Workshop 4

บทที่ 6 การทดลองแฟคทอเรียล

6.1 บทนำ
6.2 การทดลองแฟคทอเรียลเต็มรูปสำหรับศึกษาปัจจัยที่ 2 ระดับ และ 3 ระดับ
6.3 การเปรียบเทียบค่ากลางสำหรับทดลองแฟคทอเรียลเต็มรูป
6.4 การตรวจสอบรูปแบบเหมาะสมของรูปแบบจำลองสำหรบทดลอแฟคทอเรียลเต็มรูป
6.5 การออกแบบแฟคทอเรียลกรณีทั่ว ๆ ไป
6.6 การออกแบบการทดลองกรณ๊ 2 แฟคทอเรียล
6.7 การเปรียบเทียบด้วยเครื่องหมายและค่าผลบวกกำลังสอบสำหรับ 2K
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 6
Workshop 5
Workshop 6

บทที่ 7 การทดลองออกแบบแฟคทอเรียลบางส่วน

7.1 บทนำ
7.2 การทดลองแบบแฟคทอเรียลบางส่วน 2 และ 3
7.3 การวิเคราะห์การทดลองแฟคทอเรียลด้วยวิธีอื่น ๆ
แบบฝึกหัดท้ายบบที่ 7
Workshop 7

บทที่ 8 ประเภทของแบบทดลอง

8.1 บทนำ
8.2 การทดลองแฟคทอเรียลเต็มรูป
8.3 การทดลองแฟคทอเรียลบางส่วน
8.4 การออกแบบแบบ Foldover
8.5 การออกแบบ Plackett-Burman
8.6 การทดลองแฟคทอเรียลบางส่วน และแผนการทดลองแบบลาติน สแควร์ กรณีศึกษาปัจจัยที่ 3 ระดับ
8.7 การทดลองแบบ Box-Behnken
8.8 การออกแบบการทดลองแบบ Central Composite
8.9 แบบการทดลองทากูชิ
8.10 เปรียบเทียบรูปแบบการทดลองที่ศึกษาปัจจัยที่ 3 ระดับ
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 8
เอกสารอ้างอิง

บทที่ 9 วิธีการของทากูชิ

9.1 กลยุทธ์ตามวิธีของ Taguchi
9.2 แผนการทดลองของทากูชิ
9.3 ขั้นตอนในการวิเคราะห์ด้วยวิธีของ Taguchi
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 9
Workshop 8

บทที่ 10 วิธีการวิเคราะห์ตัวแปรผิวสะท้อนแบบดั้งเดิม

10.1 วิธีการวิเคราะห์ตัวแปรผิวสะท้อน
10.2 การวิเคราะห์รูปแบบของสมการลำดับที่ 1 ของพื้นผิวสะท้อน
10.3 การออกแบบทดลองที่ใช้ในการประมาณรูปแบบของสมการลำดับที่ 1
10.4 การวิเคราะห์รูปแบบของสมการลำดับที่ 2 ของพื้นผิวสะท้อน
10.5 การออกแบบการทดลองที่ใช้ในการประมาณรูปแบบของสมการลำดับที่ 2
10.6 วิธีการสตีพเพสแสดเชนท์
10.7 ขั้นตอนของวิธีการสตีพเพสแอสเชนท์
แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 10

บทที่ 11 การประยุกต์ใช้โปรแกรมสำเร็จรูป

11.1 การทดสอบสมมติฐานในกรณีเก็บตัวอย่างหนึ่งชุด (ทราบค่าความแปรปรวน)
11.2 การทดสอบสมมติฐานในกรณีเก็บตัวอย่างหนึ่งชุด (ไม่ทราบค่าความแปรปรวน)
11.3 การทดสอบสมมติฐานในกรณีเก็บตัวอย่างสองชุด
11.4 การทดสอบสมมติฐานในกรณีความแปรปรวนจากประชากรสองชุด
11.5 การทดสอบสมมติฐานกรณีการจำแนกทางเดียว
11.6 การทดสอบสมมติฐานกรณีการจำแนกสองทาง
11.7 การวิเคราะห์ความสัมพันธ์เชิงเส้นเชิงเดี่ยว
11.8 การทดสอบสมมติฐานกรณี 2k Design
11.9 การวิเคราะห์ความถดถอยเชิงเส้นอย่างง่าย