Analyse de la variance

Une technique importante pour analyser l'effet de facteurs qualitatifs sur une réponse est l'analyse de la variance. Une ANOVA décompose la variabilité de la réponse en fonction des différents facteurs. En fonction du type d'analyse, il peut être important de déterminer : (a) les facteurs significatifs qui ont un effet sur la réponse et/ou (b) la part de la variabilité de la réponse qui peut être attribuée à chacun des facteurs.

STATGRAPHICS Centurion propose plusieurs procédures pour mettre en oeuvre l'analyse de la variance:

  1. Analyse de variance à un facteur - utilisée lorsqu'il n'y a qu'un unique facteur qualitatif. Equivalent à la comparaison de plusieurs groupes.

  2. Analyse de variance à plusieurs facteurs - utilisée lorsqu'il y a plusieurs facteurs qualitatifs dans un plan croisé. Lorsque les facteurs sont croisés, les niveaux d'un facteur apparaissent à plus d'un des niveaux des autres facteurs.

  3. Analyse de variance à facteurs imbriqués - utilisée lorsqu'il y a plusieurs facteurs arrangés de façon hiérarchique. Dans un tel plan, chaque facteur est imbriqué dans le facteur au-dessus de lui.

  4. Modèle linéaire général - utilisé lorsqu'il y a à la fois des facteurs croisés et imbriqués, que certains facteurs sont fixes et d'autres aléatoires et que des facteurs qualitatifs et quantitatifs sont présents.

Analyse de variance à un facteur

Une analyse de la variance à un facteur est utilisée lorsque les données sont divisées en groupes en fonction d'un unique facteur. Les questions intéressantes sont en général : (a) existe-t-il des différences significatives entre les groupes, (b) si oui, quels groupes sont différents les uns des autres ? Des tests statistiques sont mis à disposition pour comparer les moyennes et les médianes des groupes ainsi que les écarts-types. Lors de la comparaison des moyennes, des tests des étendues multiples sont utilisés, le plus populaire d'entre eux étant le test HSD de Tukey. Pour des échantillons de tailles égales, les différences significatives entre les groupes peuvent être déterminées en examinant le graphique des moyennes et les intervalles de confiance qui ne se superposent pas.

Analyse de variance à plusieurs facteurs

Lorsqu'il y a plus d'un facteur et que les facteurs sont croisés, une analyse de variance à plusieurs facteurs est appropriée. A la fois les effets directs et les interactions entre les facteurs peuvent être estimés. Le rapport inclut un tableau de l'ANOVA et une ANOVA graphique telle que définie dans la dernière édition du livre 'Statistics for Experimenters' de Box, Hunter et Hunter (Wiley, 2005). Dans une ANOVA graphique, les points sont affichés dans une échelle telle que tous les niveaux qui diffèrent de plus que la distribution affichée des résidus sont significativement différents.

Analyse de variance à facteurs imbriqués

Une analyse de variance à facteurs imbriqués est classiquement utilisée pour déterminer le niveau auquel la variabilité est introduite dans un produit. Un expérience typique peut utiliser plusieurs lots, plusieurs échantillons issus de chaque lot et plusieurs tests sur chaque échantillon. Le but est de déterminer les pourcentages relatifs de la variabilité globale du procédé qui sont introduits à chaque niveau.

Modèle linéaire général

Le modèle linéaire général est utilisé lorsque les procédures ci-dessus décrites ne sont pas appropriées. Il peut être mis en oeuvre avec des modèles comportant des facteurs croisés et imbriqués, des modèles dans lesquels une ou plusieurs variables sont aléatoires plutôt que fixes et lorsque des facteurs quantitatifs doivent être combinés avec des facteurs qualitatifs. Les plans qui peuvent être analysés par la procédure GLM sont notamment les plans partiellement imbriqués, les plans à mesures répétées, les plans split-plot et bien d'autres. Par exemple, en pages 536 à 540 du livre 'Design and Analysis of Experiments' (6ème édition) de Douglas Montgomery (Wiley, 2005), on trouve un exemple d'un plan d'expériences comportant à la fois des facteurs croisés et imbriqués. Pour ces données, la procédure GLM fournit divers tableaux importants dont les estimations des composants de la variance pour les facteurs aléatoires.

Analyse de la variance pour Assembly Time

Source

Sum of Squares

Df

Mean Square

F-Ratio

P-Value

Model

243.7

23

10.59

4.54

0.0002

Residual

56.0

24

2.333

 

 

Total (Corr.)

299.7

47

 

 

 

Somme des carrés de type III

Source

Sum of Squares

Df

Mean Square

F-Ratio

P-Value

Layout

4.083

1

4.083

0.34

0.5807

Operator(Layout)

71.92

6

11.99

2.18

0.1174

Fixture

82.79

2

41.4

7.55

0.0076

Layout*Fixture

19.04

2

9.521

1.74

0.2178

Fixture*Operator(Layout)

65.83

12

5.486

2.35

0.0360

Residual

56.0

24

2.333

 

 

Total (corrected)

299.7

47

 

 

 

Moyennes quadratiques attendues

Source

EMS

Layout

(6)+2.0(5)+6.0(2)+Q1

Operator(Layout)

(6)+2.0(5)+6.0(2)

Fixture

(6)+2.0(5)+Q2

Layout*Fixture

(6)+2.0(5)+Q3

Fixture*Operator(Layout)

(6)+2.0(5)

Residual

(6)

Composants de la variance

Source

Estimate

Operator(Layout)

1.083

Fixture*Operator(Layout)

1.576

Residual

2.333

 

Copyright © 2012 - Christian R. CHARLES - Tous droits réservés