Plánování experimentu

Podobné dokumenty
SEMESTRÁLNÍ PRÁCE. Leptání plasmou. Ing. Pavel Bouchalík

Plánování experimentu

ANOVA. Semestrální práce UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie

Univerzita Pardubice Fakulta chemicko technologická Katedra analytické chemie Licenční studium chemometrie

Univerzita Pardubice Fakulta chemicko technologická Katedra analytické chemie Licenční studium Management systému jakosti

UNIVERZITA PARDUBICE Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie. Nám. Čs. Legií 565, Pardubice. Semestrální práce ANOVA 2015

UNIVERZITA PARDUBICE Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie Nám. Čs. Legií 565, Pardubice

PYTHAGORAS Statistické zpracování experimentálních dat

UNIVERZITA PARDUBICE Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie

Sever Jih Západ Plechovka Točené Sever Jih Západ Součty Plechovka Točené Součty

Stanovení manganu a míry přesnosti kalibrace ( Lineární kalibrace )

Kalibrace a limity její přesnosti

Cvičící Kuba Kubina Kubinčák Body u závěrečného testu

Univerzita Pardubice Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie ANOVA. Semestrální práce

Aproximace a vyhlazování křivek

S E M E S T R Á L N Í

Pravděpodobnost a matematická statistika Doc. RNDr. Gejza Dohnal, CSc.

Parametry hledáme tak, aby součet čtverců odchylek byl minimální. Řešením podle teorie je =

Tvorba nelineárních regresních modelů v analýze dat

Tomáš Karel LS 2012/2013

Statistická analýza jednorozměrných dat

Kalibrace a limity její přesnosti

4EK211 Základy ekonometrie

STATISTICA Téma 6. Testy na základě jednoho a dvou výběrů

Pravděpodobnost a matematická statistika Doc. RNDr. Gejza Dohnal, CSc. dohnal@nipax.cz

Pravděpodobnost v závislosti na proměnné x je zde modelován pomocí logistického modelu. exp x. x x x. log 1

UNIVERZITA PARDUBICE

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

Závislost obsahu lipoproteinu v krevním séru na třech faktorech ( Lineární regresní modely )

Pravděpodobnost a matematická statistika Doc. RNDr. Gejza Dohnal, CSc.

UNIVERZITA PARDUBICE

MÍRY ZÁVISLOSTI (KORELACE A REGRESE)

2.2 Kalibrace a limity její p esnosti

Regresní a korelační analýza

Inovace bakalářského studijního oboru Aplikovaná chemie

Testování hypotéz o parametrech regresního modelu

Lineární regrese. Komentované řešení pomocí MS Excel

Testování hypotéz o parametrech regresního modelu

Regresní analýza 1. Regresní analýza

Tvorba nelineárních regresních

Fakulta chemicko technologická Katedra analytické chemie licenční studium Management systému jakosti Kalibrace a limity její přesnosti

KALIBRACE A LIMITY JEJÍ PŘESNOSTI. Semestrální práce UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie

UNIVERZITA PARDUBICE

PRAVDĚPODOBNOST A STATISTIKA

TVORBA LINEÁRNÍCH REGRESNÍCH MODELŮ PŘI ANALÝZE DAT. Semestrální práce UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie

Univerzita Pardubice Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie

Regresní a korelační analýza

LINEÁRNÍ REGRESE. Lineární regresní model

Tvorba nelineárních regresních modelů v analýze dat

Regresní a korelační analýza

Test dobré shody v KONTINGENČNÍCH TABULKÁCH

Univerzita Pardubice SEMESTRÁLNÍ PRÁCE. Tvorba lineárních regresních modelů. 2015/2016 RNDr. Mgr. Leona Svobodová, Ph.D.

Statistika (KMI/PSTAT)

Problematika analýzy rozptylu. Ing. Michael Rost, Ph.D.

Regresní a korelační analýza

Semestrální práce. 2. semestr

Tomáš Karel LS 2012/2013

Ilustrační příklad odhadu LRM v SW Gretl

UNIVERZITA PARDUBICE

INDUKTIVNÍ STATISTIKA

Mann-Whitney U-test. Znaménkový test. Vytvořil Institut biostatistiky a analýz, Masarykova univerzita J. Jarkovský, L. Dušek

Analýza rozptylu. Ekonometrie. Jiří Neubauer. Katedra kvantitativních metod FVL UO Brno kancelář 69a, tel

Regresní a korelační analýza

MATEMATICKO STATISTICKÉ PARAMETRY ANALYTICKÝCH VÝSLEDKŮ

Normální (Gaussovo) rozdělení

Aplikovaná statistika v R - cvičení 3

Semestrální práce. 3.3 Tvorba nelineárních regresních modelů v analýze dat

Jarqueův a Beryho test normality (Jarque-Bera Test, JB test)

STATISTICA Téma 7. Testy na základě více než 2 výběrů

JEDNOVÝBĚROVÉ TESTY. Komentované řešení pomocí programu Statistica

Univerzita Pardubice. Fakulta chemicko-technologická Katedra analytické chemie. Licenční studium Statistické zpracování dat

Kontingenční tabulky, korelační koeficienty

UNIVERZITA OBRANY Fakulta ekonomiky a managementu. Aplikace STAT1. Výsledek řešení projektu PRO HORR2011 a PRO GRAM

Kontingenční tabulky, korelační koeficienty

Kalibrace a limity její přesnosti

4EK211 Základy ekonometrie

Zápočtová práce STATISTIKA I

KGG/STG Statistika pro geografy

Regresní analýza. Eva Jarošová

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ Ústav materiálového inženýrství - odbor slévárenství

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ

VYSOKÁ ŠKOLA BÁŇSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA OSTRAVA FAKULTA METALURGIE A MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ KATEDRA KONTROLY A ŘÍZENÍ JAKOSTI

KALIBRACE A LIMITY JEJÍ PŘESNOSTI 2015

Úvod do analýzy rozptylu

Normální (Gaussovo) rozdělení

10. Předpovídání - aplikace regresní úlohy

6. Lineární regresní modely

LINEÁRNÍ REGRESE Komentované řešení pomocí programu Statistica

Testy statistických hypotéz

ÚLOHA 1. EXPONENCIÁLNÍ MODEL...2 ÚLOHA 2. MOCNINNÝ MODEL...7

Kalibrace a limity její přesnosti

Příloha č. 1 Grafy a protokoly výstupy z adstatu

Semestrální práce. 2. semestr

Analýza rozptylu ANOVA

Téma 9: Vícenásobná regrese

Základy navrhování průmyslových experimentů DOE

Neuronové časové řady (ANN-TS)

TESTOVÁNÍ STATISTICKÝCH HYPOTÉZ ZÁKLADNÍ POJMY

UNIVERZITA PARDUBICE

Transkript:

Fakulta chemicko technologická Katedra analytické chemie licenční studium Management systému jakosti Autor: Ing. Radek Růčka Přednášející: Prof. Ing. Jiří Militký, CSc.

1. LEPTÁNÍ PLAZMOU 1.1 Zadání Proces výroby polovodičů pomocí plazmovým leptáním (rychlost leptání 0,1nm/min) je ovlivňován třemi faktory: "A"... mezera anoda/katoda "B"... tok plynu "C"... napětí na katodě Pro každou sérii měření byly provedeny dvě opakování. Rychlost leptání byla měřena pro různé kombinace hodnot sledovaných faktorů a každý faktor měl dvě úrovně označené 1 horní mez a -1 dolní mez. 1.2 Data Tabulka 1.1 Naměřená data A B C e1 e2-1 -1-1 247 400 1-1 -1 470 446-1 1-1 429 405 1 1-1 435 445-1 -1 1 837 850 1-1 1 551 670-1 1 1 775 865 1 1 1 660 530 vysvětlivky A, B, C - úrovně faktorů e1, e2 - rychlost leptání Program: MS Office Excel 2003, mj. modul analýza dat Název souboru s daty a výpočtem: PE_pracovni.xls 1.3 Vyhodnocení 1.3.1 Výpočet efektů a interakcí Výše uvedený příklad je možné řešit dvěma způsoby. První způsob řešení je založen na zprůměrňování výsledků měření rychlosti leptání. Vstupní data výpočtu jsou uvedeny v následující tabulce. Tabulka 1.2 Vstupní data pro první způsob výpočtu Faktory Interakce Rychlost leptání A B C AB BC AC e1 e2 průměr -1-1 -1 1 1 1 247 400 324 1-1 -1-1 1-1 470 446 458-1 1-1 -1-1 1 429 405 417 1 1-1 1-1 -1 435 445 440-1 -1 1 1-1 -1 837 850 844 1-1 1-1 -1 1 551 670 611-1 1 1-1 1-1 775 865 820 1 1 1 1 1 1 660 530 595 2

Výpočet efektů a interakcí se provede vynásobením hodnot ve sloupci průměr (tab. 1.2) odpovídajícími hodnotami sloupcích A, B, C, AB, BC, AC. Příslušné hodnoty efektů a interakcí pro jednotlivé faktory jsou průměrnou hodnotou výše uvedených operací násobení. Výsledek výpočtu je uveden v tabulce 1.3. Tabulka 1.3 Vstupní data pro první způsob výpočtu Faktory Interakce A B C AB BC AC -323,50-323,50-323,50 323,50 323,50 323,50 458,00-458,00-458,00-458,00 458,00-458,00-417,00 417,00-417,00-417,00-417,00 417,00 440,00 440,00-440,00 440,00-440,00-440,00-843,50-843,50 843,50 843,50-843,50-843,50 610,50-610,50 610,50-610,50-610,50 610,50-820,00 820,00 820,00-820,00 820,00-820,00 595,00 595,00 595,00 595,00 595,00 595,00 EA EB EC IAB IBC IAC -37,56 4,56 153,81-12,94-14,31-76,94 vysvětlivky EA - efekt faktoru A EB - efekt faktoru B EC - efekt faktoru C IAB - interakce faktorů AB IBC - interakce faktorů BC IAC - interakce faktorů AC Výpočet je možné provést i pomocí MS Office Exell lineární regresí, kde vstupem jsou faktory a interakce (nezávisle proměnná) a průměrné hodnoty rychlosti leptání (závisle proměnná). Tabulka 1.4 Regresní statistika Násobné R 0,996463761 Hodnota spolehlivosti R 0,992940026 Nastavená hodnota spolehlivosti R 0,950580182 Chyba stř. hodnoty 42,24963018 Pozorování 8 Tabulka 1.5 Anova Rozdíl SS MS F Významnost F Regrese 6 251053,188 41842,198 23,441 0,1568044 Rezidua 1 1785,031 1785,031 Celkem 7 252838,219 Koeficienty Chyba stř. hodnoty t stat Hodnota P Hranice 563,438 14,938 37,720 0,017 Soubor A -37,563 14,938-2,515 0,241 Soubor B 4,562 14,938 0,305 0,811 Soubor C 153,813 14,938 10,297 0,062 Soubor AB -12,938 14,938-0,866 0,546 Soubor BC -14,313 14,938-0,958 0,514 Soubor AC -76,938 14,938-5,151 0,122 3

Druhý způsob výpočtu je založen na uspořádání vstupních dat uvedených v tabulce 1.4. Tabulka 1.6 Vstupní data pro druhý způsob výpočtu Faktory Interakce A B C AB BC AC e -1-1 -1 1 1 1 247 1-1 -1-1 1-1 470-1 1-1 -1-1 1 429 1 1-1 1-1 -1 435-1 -1 1 1-1 -1 837 1-1 1-1 -1 1 551-1 1 1-1 1-1 775 1 1 1 1 1 1 660-1 -1-1 1 1 1 400 1-1 -1-1 1-1 446-1 1-1 -1-1 1 405 1 1-1 1-1 -1 445-1 -1 1 1-1 -1 850 1-1 1-1 -1 1 670-1 1 1-1 1-1 865 1 1 1 1 1 1 530 Tabulka 1.7 Výpočet efektů a interakcí- druhý způsob výpočtu Faktory Interakce A B C AB BC AC -247-247 -247 247 247 247 470-470 -470-470 470-470 -429 429-429 -429-429 429 435 435-435 435-435 -435-837 -837 837 837-837 -837 551-551 551-551 -551 551-775 775 775-775 775-775 660 660 660 660 660 660-400 -400-400 400 400 400 446-446 -446-446 446-446 -405 405-405 -405-405 405 445 445-445 445-445 -445-850 -850 850 850-850 -850 670-670 670-670 -670 670-865 865 865-865 865-865 530 530 530 530 530 530 EA EB EC IAB IBC IAC -37,5625 4,5625 153,8125-12,9375-14,3125-76,9375 Z výsledků vyplývá, že oba způsob yvýpočtu vedou ke stejným výsledkům. Obdobně jako v předchozím případě můžeme použít lineární regresi výpočtem v MS Excel. Tabulka 1.8 Regresní statistika Násobné R 0,966361 Hodnota spolehlivosti R 0,933853 Nastavená hodnota spolehlivosti R 0,889754 Chyba stř. hodnoty 62,86278 Pozorování 16 4

Tabulka 1.9 Anova Rozdíl SS MS F Významnost F Regrese 6 502106,375 83684,396 21,177 0,000079 Rezidua 9 35565,563 3951,729 Celkem 15 537671,938 Koeficienty Chyba stř. hodnoty t stat Hodnota P Hranice 563,4375 15,715695 35,8519 5,06E-11 Soubor A -37,5625 15,715695-2,390127 0,040549 Soubor B 4,5625 15,715695 0,290315 0,778154 Soubor C 153,8125 15,715695 9,78719 4,28E-06 Soubor AB -12,9375 15,715695-0,823222 0,431654 Soubor BC -14,3125 15,715695-0,910714 0,386188 Soubor AC -76,9375 15,715695-4,895584 0,000853 Z výsledků vyplývá, že získaný regresní model má koeficient determinace 0,934. Hodnoty t statistiky a pravděpodobnosti P určují faktory A, C a interakci AC jako statisticky významné (α=1). 1.3.2 Výpočet efektů a interakcí Ke zjištění význmnosti jednotlivých faktorů A, B, C a jejich interakcí lze použít i některých grafických diagnostik. predikovaná Y 1000 800 600 400 200 0 y = 0,9339x + 37,27 R 2 = 0,9339 0 200 400 600 800 1000 naměřená Y Obr. 1.1 Regresní model 900 800 700 600 500 400 300 200 0 1 2 3 4 5 6 7 index A B C první druhý třetí Obr. 1.2 Hlavní efekty 5

650,0 600,0 550,0 AB BC AC 500,0 450,0 0 1 2 3 4 5 6 7 index Obr. 1.3 Párové interakce 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 Obr. 1.4 Polonormální graf Z grafu Hlavních efektů (obr. 1.2) je patrné, že nejvýznamnější je vliv efektu C a také jako významný se jeví i efekt A, efekt B je nevýznamný. Z grafu párových interakcí (obr. 1.3) je zřejmé, že interakce AC je významná a interakce AB a AC jsou nevýznamné a přibližně stejné. To je v souladu s grafickou diagnostikou Polonormální graf (obr. 1.4), kde body A, AC a C jsou odlehlé od ostatních. 1.3.3 Anova test Test významnosti jednotlivých faktorů a interakcí můžeme provést rovněž pomocí ANOVY. Výsledky analýzy rozptylu efektů a interakcí jsou uvedeny v následující tabulce: Tabulka 1.10 Anova Faktor volnost SS MS F test. Závěr testu A 1 22575 22575,0625 5,644559391 Významný B 1 333 333,0625 0,083277336 Nevýznamný C 1 378533 378532,5625 94,64645028 Významný AB 1 2678 2678,0625 0,669609789 Nevýznamný BC 1 3278 3277,5625 0,819505868 Nevýznamný AC 1 94710 94710,0625 23,68084574 Významný ABC 1 3570 3570,0625 0,892641153 Nevýznamný Chyba 8 31996 3999,4375 Celkem 15 537672 A AC C Hodnota kritického kvantitu F rozdělení: 4,54308 6

vysvětlivky N,2 2 = = ( y 1, 1, ) i k i k c Celkem = µ kde µ c je celkový průměr absolutních hodnot dolních a horních úrovní. Ostatní hodnoty SS = Celkem- součet čtverců odchylek sloupců dolních a horních úrovní od sloupcových průměrů. Chyba je rozdíl mezi Celkem a sumou hodnot SS faktorů a interakcí F test. je hodnota testovacího kritéria a jde o poměr MS (SS/volnost) a Chyba F rozdělení spočteno v Excelu pomocí funkce FINV (0,05; 1; 15) U faktorů A, C a interakce AC jsou hodnoty testovacího kriteria F test. větší než hodnoty kritického kvantitu F rozdělení, jde tedy o významné hodnoty (zamítáme primární hypotézu H 0 o jejich nevýznamnosti na hladině významnosti α=0,05). To je v souladu se závěry z regrese a grafických diagnostik. 1.4 Souhrn a závěr Na rychlost plazmového leptání mají vliv tyto faktory: mezera anoda/katoda (negativní vliv) napětí na katodě (pozitivní vliv) Jako další z interakcí mezi faktory vyplývá, že velikost napětí na elektrodách závisí na vzdálenosti anoda/katoda. 7