Produkt- und Prozessentwicklung (Subject) / 6. Diagnostics (Lesson)

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  • Modell -Was beinhaltet es? -Vorhersage? -beinhaltet alle signifikanten Einflussfaktoren -über Modell kann Antwortgröße vorhergesagt werden
  • Wodurch werden Messwerte bestimmt? -Signal  -Rauschen
  • Was ist die Differenz zwischen Messwerten und vorhergesagten Werten? Schwankung, die nicht durch Modell erklärt werden kann Residuen
  • Wie werden Versuchspläne ausgewertet? mit/ohne ZP -ist abhängig von Versuchsdesign -mit Zentralpunkten: Krümmung, pure error, lack of fit -ohne: nur Residuen Modellabweichungen
  • Wie hängt die Wahl der Faktorstufen mit dem Signal-Rausch-Verhältnis zusammen? klein/groß -zu kleiner Abstand Faktorstufen: oft wird auch signifikanter Faktor nicht identifiziert -zu groß:  signifikant aber oft unrealistische Annahmen
  • Was ist das Problem, wenn es keine Wiederholungsversuche gibt? Warum ZP? -bei jedem Versuch Faktor unterschiedliche Ausprägung => pure error nicht berücksichtigt -bei ZPs zusätzlich Krümmung
  • Was sind Vorrausetzungen für ANOVA? Wann wird dies geprüft und wieso? -Normalverteilung Residuen, konstante Varianz -nach ANOVA; kann erst mit Schätzfunktion passieren Vergleich Vorhersage mit MW
  • Def Residuen Bild Formel e = y - ȳ Abweichung der Messwerte vom vorhergesagten Wert Fehler nicht durch Modell erklärt
  • Wie können die Residuen auf Normalverteilung getestet werden? -Normal plot of residuals  Die Residuen der Größe nach auftragen => sie sollten auf linearisierten Normalverteilung liegen => leichte S-Form akzeptabel
  • Wie können Residuen auf konstante Varianz geprüft werden? -Schwankungen bei kleinen und großen Werten gleiche Schwankungsbreite => Residuen werden gegen Schätzwert und gegen Faktorstufen
  • Was wenn Annahmen nicht erfüllt? Transformation
  • 3 Bestimmtheitsmaße -Bestimmtheitsmaß -korrigiertes Bestimmtheitsmaß -Bestimmtheitsmaß Vorhersage
  • Definition R2 normales Bestimmtheitsmaß R2  = SSModell / SSGesamt SSModell Abweichung vorhergesagter Werte vom Mittelwert SSGesamt Abweichung der gesamten Werte vom MW
  • Erklärte und unerklärte Abweichung Bestimmtheitsmaß -erklärt: Anteil von Gesamt an Modell -Rest: ungeklärter Anteil Modell
  • Graphische Darstellung und Interpretation Bestimmtheitsmaß -Gegenüberstellung Vorhersage und Messwerte -im Idealfall auf einer Linie
  • Was sieht man zusätzlich bei graphischer Darstellung R2? ob der Fehler normalverteilt ist
  • Was ist das Problem bei dem normalem R2? Je größer Anpassung desto besser R2 es wird nicht berücksichtigt wieviele Regressionskoeff Je mehr, desto höher R2
  • korrigiertes Bestimmtheitsmaß SInn Def -berücksichtigt Anzahl Faktoren, indem SS durch DF geteilt wird R2 = 1 - MSFehler / MSGesamt Je mehr Faktoren, desto geringer => Rausnehmen unnötiger => Verbesserung
  • Bestimmtheitsmaß der Vorhersage Aussage, Fragestellung Def Aussage darüber, wie gut Modell Messwerte beschreibt Ist Regressionsgleichung geeignet, Werte vorherzusagen? R2 = 1 - PRESS / SSGesamt
  • Normierung PRESS-Wert PRESS umso größer, je mehr Messwerte R2 (pred) = 1 - PRESS / SSgesamt
  • Je besser man mit Modell Werte vorhersagen kann... desto größer ist R2 predicted
  • Was bedeutet ein negatives R2 pred? der Mittelwert sagt Werte besser voraus Abweichung vom Modell ist größer als vom MW
  • Welche 5 weiteren Kenngrößen gibt es? -Standardabweichung -Mittelwert -Variationskoeffizient -PRESS -adeq. Pecision
  • Residual vs Run Prinzip Aussage Gründe Grenzen es werden Residuen gegen Runs aufgetragen => systematische Fehler im Verlauf -randomisierte Reihenfolge Gründe: Ermüdung Sensorik -keine Werte außerhalb roter Linien
  • Leverage vs. Run -Was ist Leverage? -Was gibt es an? -Leverage = 1? Grenze -Leverage ist die Gewichtung -gibt an, wie stark ein Messwert die Modellanpassung beeinflusst -Leverage = 1: -Modell muss durch diesen Punkt gehen -Grenze rote Linie
  • Deletion Diagnostics Grundprinzip 4 Diagnostics Ein Messwert wird aus der Regression rausgenommen und Veränderung betrachtet -externally studentized residuals -DFFITS -DFBETAS -Cooks Distance
  • externally studentized residuals -Prinzip -Parameter und Einheit -Grenze -Wert weglassen, erneute Regression -Unterschied Messwert und neuer Schätzwert  -in SD: wieviele SD dazwischen -rote Linie
  • Frage bei DFFITS und DFBETAs? Wie ändert sich Anpassung / Regressionskoeffizienten wenn jeweils ein Wert rausgenommen wird
  • DFFITS -Def -Sinn -Grenze -Unterschied Schätzwert mit allen Werten zu Schätzwert ohne herausgenommen Wert -einzelne Werte sollten Anpassung nicht zu stark beeinflussen: kleine Differenze es gibt Liniengrenzen
  • DFBETAS -Def -Was wird getestet -Grenzen Unterschied der Regressionskoeffizienzen, wenn einzelner Wert aus Auswertung rausgenommen wird -Test für Achsenabschnitt und jeden Koeff einzelne Grafik -in Grenzen
  • Cooks distance Def wenn Punkte gleich gewichtet Grenzen Kombi aus Leverage und externally studentized residuals allle Punkte gleich gewichtet => Ausreißer auch in grenzen
  • Was tun wenn Messwert in Diagnostics abweicht? Ausreißer -Tippfehler -Fehler Versuchsdurchführung -nicht identifizierte Einflüsse
  • Auffälligkeiten in DFBETAS, DFFITS? -ggf bestimmte Effekte -bei zu hoher Gewichtung => schlechte Versuchsplanwahl Reduktion durch Wiederholungsversuche und andere Faktorstufen