103Outubro,

2013

<<< Capa da Edição Dicas de Ferramentas >>>

Utilizando Delineamento de Composto Central para otimização do processo

 

Delineamento de Experimentos (DOE) é um conjunto de técnicas que giram em torno do estudo da influência de diferentes variáveis do

resultado de uma experiência controlada.

Na maior parte dos casos, envolve a identificação das variáveis ou fatores que afetam um produto ou processo de forma independente, e em

seguida, estuda os seus efeitos sobre a variável dependente ou de resposta.

Neste artigo, iremos apresentar um exemplo de como utilizar Design de Composto Centrais no DOE++, para determinar a configuração dos

fatores que resultariam em um ótimo valor de resposta.

Um experimento é conduzido para determinar o fator ótimo de um processo de soldagem de arco submerso aplicado ao aço.

Quatro fatores irão afetar a Resistencia à tração das partes soldadas: corrente, voltagem, stick out e o ângulo.O objetivo é determinar as

configurações que irão maximizar a resistência à tração. A tabela a seguir exibe as configurações iniciais do processo de soldagem:

Tabela 1: Código dos níveis para cada variável

Modelo

A equação polinomial de segunda ordem é utilizada para expressar a tração como uma função de variáveis independentes

Ao qual y representa Resistencia a tração (kgf)

Os coeficientes de resposta da equação de superfície podem ser determinados com a aplicação do software DOE++.

Crie o Experimento

No DOE ++, crie um projeto e adicione um fólio padrão que use o design Composto Central. Use as configurações mostradas a seguir.

Selecionar o Idioma

Links Rápidos Softwares Ajuda Buscar

Clique no botão Propriedades dos Fatores e digite as configurações iniciais, como mostrado a seguir.

A folha de dados a seguir mostra a tabela de projeto resultante (usando valores codificados) e do correspondente efeito dos fatores sobre a

resistência à tração.

O projeto usa 31 diferentes combinações escolhidas de forma aleatória. O efeito de cada combinação é gravado na coluna "Tensão".

Resultados e Discussão

A análise estatística indica que o modelo é adequado, não possuindo significativa falta de ajuste e com um valor muito satisfatório para o R-Qdr

(0,985). Quanto mais próximo o valor à unidade, melhor o modelo empírico se ajusta aos dados reais.

Os efeitos da corrente, tensão, stick out e ângulo na tensão da solda também são mostrados na tabela de Informações de Regressão e nos

seguintes gráficos 3D.

Figura 1: Gráficos de RSM e Contorno da Corrente e Voltagem

Figura 2: Gráficos de RSM e Contorno da corrente e sitck out

Figura 3: Gráficos de RSM e Contorno para corrente e Ângulo

 

Otimização

Clique no ícone de configurações de otimização no painel de controle

Na tela de configurações de resposta, utilize as configurações exibidas abaixo

Clique em Ok para fechar a janela e plotar a solução otimizada, conforme a figura abaixo.

Portanto, as configurações ideais para o processo são: corrente = 300 ampères, tensão= 30 volts, stick out = 45 milímetros e o ângulo= 63,255

graus. Embora a configuração ideal do ângulo seja de 63,255 graus, é muito difícil de configurá-lo para este valor, assim os engenheiros de

processo decidiram usar 60 graus como a configuração final.

Para estimar a resistência a tração da solda para estas configurações, utilize a ferramenta Predição. Insira os valores das configurações

otimizadas conforme abaixo e clique em calcular. A resistência à tração da solda foi estimada em 7.716,9811 kgf.

Referências:

Sathavornvichit, N., Bookkamana, P., and Plubin, B. "Central Composite Design in Optimization of the Factors of Automatic Flux Cored Arc

Welding for Steel ST37" in Proceedings IMT-GT Regional Conference on Mathematics, Statistics and Applications, Penang, Malaysia 2006.

Myer, R. and Montgomery, D.C., Response Surface Methodology, New York: John Wiley, 2002.

Box, G.E.P., Hunter, W.G., Hunter, J.S., Statistics for Experimenters, New York: John Wiley, 1978.

Copyright © 2013 ReliaSoft Brasil, TODOS OS DIREITOS RESERVADOS.

Copyright © 1992 - 2014 ReliaSoft Corporation. Todos os direitos reservados.