Design of

Experiments

Casi studio

Il Design of Experiment (DoE) è un sistema di metodi statistici che guidano la definizione di un piano sperimentale.

Grazie al DoE è possibile individuare quel ristretto gruppo di prove sperimentali altamente informative, cioè in grado di catturare la variabilità del fenomeno in esame, e ottenere le risposte ai quesiti iniziali pur restando nei limiti di tempo e di budget stabiliti.

Gli ambiti in cui abbiamo applicato le nostre competenze in DoE variano dal settore chimico industriale all’ambito medico.

Le Nostre Soluzioni

Sfida

Ogni settore ha le proprie peculiarità e ciascun dipartimento di Ricerca e Sviluppo deve affrontare problematiche e verifiche di tipo diametralmente opposto. Tutti hanno una cosa in comune: per qualsiasi laboratorio la raccolta di dati per tutte le possibili combinazioni delle caratteristiche in esame al fine di sottoporle a verifiche con significatività statistica è insostenibile. L’identificazione dell’approccio da seguire per il design del progetto sperimentale e la selezione delle prove sperimentali da eseguire richiede competenze in ambito statistico oltre che di settore.

Cosa facciamo

Una volta analizzato il caso insieme al cliente, stabiliamo cosa considerare nello studio del fenomeno di interesse e, tra le molteplici tecniche disponibili, gli forniamo la soluzione che più si adatta alle sue esigenze specifiche.

La scelta della metodologia da usare nella creazione del disegno sperimentale dipende infatti dalla quantità di fattori che devono essere manipolati durante la sperimentazione, da quante declinazioni doverse può assumere ogni fattore e dalla tipologia degli stessi: ad esempio nei problemi che riguardano miscele è necessario gestire i vincoli dettati dalla formulazione.

Un buon disegno sperimentale permette di effettuare la sperimentazione risparmiando tempo e denaro, in quanto le prove da effettuare sono in numero ridotto ma molto informative. In sintesi, accompagnamo i nostri clienti nel processo di innovazione e ricerca rendendogli più rapido ed economico il percorso verso nuovi prodotti.

Settore della BIO-plastica

Una società produttrice di bio-plastiche ricerca nuove formulazioni per la realizzazione di prodotti biologici caratterizzati dalle stesse proprietà di elasticità, solidità e resistenza delle formulazioni plastiche tradizionali.

Per questo progetto sono stati realizzati due disegni sperimentali:

un primo disegno per miscele, con vincoli su 8 componenti e 1 vincolo di tipo lineare su 4 di esse;

un secondo disegno per miscele in presenza di vincoli sulle 9 componenti in esame più due vincoli di tipo lineare.

L’obiettivo del DoE era lo studio di proprietà di interesse del materiale in esame, fra cui modulo elastico, allungamento a rottura, carico di snervamento e MFI.

Progetto di ricerca sui semiconduttori

All’interno di un progetto di ricerca su guaine e semiconduttori per lo sviluppo di materiali innovativi, siamo stati incaricati di formulare il design di 12 sperimentazioni.

Tre di esse riguardavano la progettazione di cavi elettrici per bassa tensione e, in particolare, lo studio della guaina e del semiconduttore mediante disegni per miscele con 9 componenti e la progettazione del cavo, con una sperimentazione su 5 fattori di interesse, avvenuta mediante l’ottimizzazione di un disegno full factorial.

La seconda tranche di progetti sperimentali era volta a studiare mescole di nano-cariche antifiamma disperse in poliolefine funzionalizzate e basi polimeriche, modificando le concentrazioni di 7 componenti della miscela.

A completamento del progetto, il team Kode ha seguito l’intera fase di analisi dei risultati sperimentali per supportare la valutazione della migliore soluzione fra quelle prese in esame.

Progetto di ricerca sulle fibre ottiche

All’interno di un progetto di ricerca volto a valutare la facilità di manipolazione di geometrie innovative per l’assemblaggio del cavo di fibra ottica, siamo stati incaricati dello sviluppo di tre progetti sperimentali e dell’analisi dei risultati emersi dallo svolgimento delle prove previste.

I disegni hanno preso in considerazione gli spessori dei vari strati delle guaine e quelli delle fibre, così come il metodo di assemblaggio: i dati raccolti durante la sperimentazione sono stati esplorati inizialmente mediante analisi delle componenti principali per l’individuazione di eventuali legami tra i fattori modificati, dopodichè è stato adattato un modello di regressione lineare per valutare il legame fra i vari fattori in studio e il numero di fibre che possono essere inserite all’interno del cavo, con l’obiettivo di massimizzarne il numero senza diminuirne la manipolabilità.

Industria cartaria

Un’importante industria cartaria ha richiesto la creazione di disegni sperimentali per lo studio di fattori ritenuti legati alla generazione di vibrazioni sulle macchine durante la produzione di tessuto non tessuto.

Obiettivo del progetto era l’identificazione delle combinazioni rischiose così da poterle evitare e, di conseguenza, ottimizzare il processo produttivo eliminando i difetti di produzione e i relativi sprechi.

Il team Kode ha strutturato e seguito l’esecuzione dei disegni sperimentali progettati, per assicurarne la corretta realizzazione e la conseguente correttezza dei risultati della ricerca.

Progetto di ricerca sui bio-sensori

Nel quadro di una ricerca su pazienti con malattie neuromuscolari a diversi stadi, è stata richiesta la creazione di un disegno per la sperimentazione dell’uso di sensori volti ad oggettivare la valutazione della capacità di estensione e flessione dell’arto dominante durante la sessione col fisioterapista.

Kode si è occupata dell’analisi dei dati raccolti ed ha integrato i risultati ottenuti in una piattaforma che ha realizzato a supporto del fisioterapista e dei tecnici per la calibrazione dei sensori e l’elaborazione dei dati da essi inviati via wireless.