Mit statistischen Methoden den Energieverbrauch und Ertrag optimieren

Roberto Mastrangelo | 4/27/2023

Themen: Design of Experiments - DOE, Minitab

Möchten Sie Kosten senken, die Produktionseffizienz steigern und die Auswirkungen Ihrer Industrie auf die Umwelt minimieren?

Alle Branchen, aber insbesondere energieintensive Industrien wie Eisen und Stahl, Aluminium, Zement und Petrochemie, stehen beständig unter Druck, diese Herausforderungen zu bewältigen. Druck aus den Lieferketten, Nachhaltigkeit, strenge gesetzliche und behördliche Vorgaben, zunehmende Erwartungen der Verbraucher und die globale Energiekrise, durch die die Energiepreise explodiert sind, belasten die Gewinnmargen und die Rentabilität.

Wenn so viel auf dem Spiel steht, benötigen die Industrien systematische und effiziente Ansätze, mit denen rasch optimale Prozesseinstellungen ermittelt sowie Zeit, Kosten und Ressourcen eingespart werden können.

Bei der gängigsten Methode zum Beheben von Qualitätsproblemen und Entwickeln von Prozessverbesserungen wird jeweils ein Faktor betrachtet. Dieser Ansatz kann jedoch zeitaufwendig und teuer sein und führt häufig zu suboptimalen Ergebnissen. Außerdem kann es schwierig sein, ein Verständnis davon zu erlangen, wie sich die einzelnen Faktoren möglicherweise aufeinander auswirken.

Was ist DOE?

Es gibt ein leistungsstarkes und strukturiertes Werkzeug, das Sie dabei unterstützt, diese Herausforderungen zu meistern: Versuchsplanung (DOE). DOE ist ein statistischer Ansatz, mit dem die Benutzer die Auswirkungen mehrerer Variablen auf das Ergebnis oder auf mehrere Ergebnisse von Interesse untersuchen können. Dieser Ansatz ist daher ein effektives Werkzeug zur Optimierung von Prozessen und Produkten. Hierbei werden eine Reihe von Experimenten durchgeführt, bei denen die Einstellungen der Eingabefaktoren systematisch verändert und die daraus resultierenden Ausgabewerte der Antwortvariablen gemessen werden.

Vorteile des Einsatzes Von DOE

Der Einsatz von DOE bringt viele Vorteile mit sich, darunter:

  • Dieses Verfahren ermöglicht es Ihnen, die wichtigsten Prozessvariablen zu identifizieren, die sich auf den Energieverbrauch und Ertrag auswirken. Durch Optimieren dieser Variablen können Sie Energieverbrauch und Verschwendung reduzieren, während Sie gleichzeitig die Gesamteffizienz des Herstellungsprozesses verbessern. So können Sie die Produktivität und Qualität beibehalten oder sogar verbessern und die Auswirkungen auf die Umwelt reduzieren. 
  • Ein weiterer Vorteil von DOE sind Einsparungen bei Zeit und Ressourcen im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, bei denen Sie sich durch Versuch und Irrtum vortasten. Mit einer Reihe von Experimenten, bei denen die Eingabefaktoren systematisch verändert werden, können Sie rasch die optimalen Prozesseinstellungen ermitteln, wobei Sie Zeit und Geld sparen. Der Grund ist, dass Sie den Umfang der benötigten Tests reduzieren können, was wiederum die Kosten der Experimente senkt.
  • DOE ermöglicht ein tiefgreifenderes Verständnis des Herstellungsprozesses und seiner zugrunde liegenden Mechanismen. Durch den systematischen Ansatz zur Untersuchung der Auswirkungen mehrerer Prozessvariablen auf das Ergebnis von Interesse können Sie Einblicke gewinnen, die bei anderen Methoden möglicherweise verborgen bleiben. Dies kann zu weiteren Verbesserungen und Innovationen führen, da Sie ein besseres Verständnis der Funktionsweise Ihres Prozesses haben.

DOE mit Minitab

Glücklicherweise kann Sie die leistungsstarke Software von Minitab bei DOE unterstützen:

  • Minitab bietet eine Reihe von DOE-Verfahren, darunter Screening-Versuchspläne, faktorielle Versuchspläne und Wirkungsflächenversuchspläne, die Ihnen helfen, Ihre Experimente zu planen und die passende Anzahl an Durchläufen und Replikationen zu ermitteln, damit das Experiment das gewünschte Präzisionsniveau erzielt.
  • Minitab kann außerdem die Ergebnisse des Experiments analysieren und die wichtigsten Prozessfaktoren identifizieren, die die größten Auswirkungen auf den Energieverbrauch, den Ertrag und andere Antwortvariablen haben.
  • Mit den Optimierungsverfahren in Minitab, z. B. der Analyse der Erwünschtheit und der Zielgrößenoptimierung, können Sie die optimalen Einstellungen für die wichtigsten Prozessfaktoren ermitteln.
  • Minitab kann die Daten in Echtzeit analysieren und Alarme herausgeben, damit Abweichungen von den optimalen Prozesseinstellungen erkannt werden und korrigiert werden können. Dies vereinfacht es, Bestätigungsexperimente durchzuführen, um festzustellen, ob die von der DOE bereitgestellte optimale Lösung tatsächlich gut ist.
  • Darüber hinaus kann Minitab Sie dabei unterstützen, die Ergebnisse der Experimente zu dokumentieren und effektiv an andere Stakeholder zu übermitteln.

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Durch den effizienten Ansatz für die Prozessoptimierung mit DOE kann die Minitab Statistical Software Unternehmen dabei unterstützen, den Energieverbrauch zu reduzieren und den Ertrag zu steigern. Mit seinen hoch entwickelten Analysefunktionen und der Demokratisierung von Daten ermöglicht es Minitab Unternehmen, seine Mitarbeiter optimal einzusetzen und die angestrebten Ergebnisse mit minimaler Energienutzung und Verschwendung zu erzielen.

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