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Zunächst muss ein neues Messblatt angelegt werden. Der Messdatenmanager wird durch Auswahl des Punktes Neues Messdatenblatt unter Versuchsdaten oder über das entsprechende Icon in der Symbolleiste geöffnet.

Abbildung: Messdatenmanager

Im sich öffnenden Fenster Messdatenmanager können neue Messblätter angelegt werden, bestehende geladen, bearbeitet, gedruckt oder gelöscht werden und Messdaten von Excel importiert werden. Durch Anklicken des Button öffnet sich ein neues Messdatenblatt.

Steuerpfad: Hauptmenu > Versuchsdaten > Aktuelles Messdatenblatt öffnen…

Eine Zeile in dem neuen Messdatenblatt stellt eine Messreihe, d.h. die experimentellen Ergebnisse einer Messung, dar und eine Spalte steht für eine Messstelle des Prozesses.

Abbildung: Messdatenblatt

Das Fenster Messstelle bearbeiten, in dem man neue Messstellen anlegen kann, wird entweder mit dem entsprechenden Icon oder über Bearbeiten, Messstelle einfügen geöffnet. Zur Definition einer neuen Messstelle müssen in diesem Dialog der Name, der Typ (verschiedene Möglichkeiten wie z.B. Druck und Massetemperatur stehen zur Auswahl), die Einheit, die Position und die anzuzeigenden Nachkommastellen angegeben werden. Nach Eingabe der benötigten Daten müssen diese mit Ok bestätigt werden.

Steuerpfad: Exp.Datenmenu: Bearbeiten > Messstelle editieren

Abbildung: Fenster Messstelle

Das Einfügen einer neuen Messreihe erfolgt ebenfalls über das Anklicken des entsprechenden Icons oder über Bearbeiten, Messereihe einfügen. Durch Aktivieren des Kästchens rechts neben der jeweiligen Nummer der Messreihe kann ausgewählt werden, ob die entsprechende Messreihe angezeigt werden soll. Die Farbauswahl für eine Messreihe kann man mittels Klick in das entsprechende Kästchen (ebenfalls rechts neben der Messreihennummer) treffen.

Die experimentellen Daten können nun in der Tabelle direkt eingegeben werden und über das Disketten-Icon in der Symbolleiste oder über Datei, Sichern unter… gespeichert werden.

In der Ergebnisgrafik werden die Messreihen als Rauten im Diagramm angezeigt, und die Messstellen sind durch dunkelgrüne Pfeile direkt unterhalb der Schnecken- und Zylinderkonfiguration gekennzeichnet.

Abbildung: Anzeige von Messstellen und Messreihen im Prozessfenster

Steuerpfad: Hauptmenu: Versuchsdaten > Versuchsplanung…

Abbildung: Versuchsplanung 1: Auswahl der Zielgrößen

In der Abbildung ist der Dialog zur Erstellung eines Versuchsplans abgebildet. Während im linken Bereich das Design ausgewählt werden kann, definiert sich der Benutzer im rechten Bereich (oben) geeignete Steuergrößen und (unten) passende Zielgrößen.

Die Steuergrößen können aus einer Menge von unabhängigen Prozessvariablen mit dem Hinzufügen Button ausgewählt werden. In dem sich öffnenden Dialog sind alle unabhängigen Prozessvariablen in SIGMA aufgeführt. Durch Auswahl eines Eintrags und Drücken des OK-Buttons wird eine neue Steuergröße angelegt. Dabei unterscheidet SIGMA je nach gewählter Prozessvariable vier unterschiedliche Typen von Steuergrößen mit unterschiedlichen Eigenschaften, auf die in den folgenden Abschnitten näher eingegangen wird. Allen gemein ist ein benötigter Name, die Angabe der ursprünglichen unabhängigen Prozessvariablen (Pfad) sowie die Anzeige des momentanen Wertes dieser Prozessvariablen.

Entspricht der Wert der zugrunde liegenden Prozessvariablen einer reellen Zahl, so wird eine kontinuierliche Steuergröße erzeugt. Durch doppeltes Anklicken einer Tabellenzeile können Eigenschaften festgelegt werden.

Zur Definition der kontinuierlichen Steuergröße muss der Versuchsraum durch Angabe des minimalen und maximalen Wertes angegeben werden. Zur besseren Orientierung wird zusätzlich der momentan gesetzte Wert innerhalb des Prozesses angezeigt. Die Angabe von Stufen ist für kontinuierliche Faktoren optional. Wird jedoch eine Stufenanzahl vorgegeben, so muss das später auszuwählende Design auch mit dieser Stufenanzahl arbeiten. Der Wert auto bedeutet, dass die Stufenanzahl vom Design gewählt werden kann und der Anwender keinerlei Einschränkungen macht.

Besitzt die gewählte Prozessvariable ganzzahlige Werte so wird eine diskrete Steuergröße angelegt.

Der wesentliche Unterschied zu kontinuierlichen Steuergrößen ist, dass die Werte von diskreten Steuergrößen nur in ganzzahligen Schritten variiert werden können, wie z.B. die Gangzahl eines Förderelementes. Auch hier muss der Versuchsraum wieder durch Angabe der minimalen und maximalen Werte vorgegeben werden. Standardmäßig ist die Anzahl der Stufen eines diskreten Faktors 2, da ein solcher Faktor immer in 2 Stufen variiert werden kann. Es kann aber auch eine gewünschte Anzahl von Stufen vorgegeben werden. In diesem Fall muss der Anwender darauf achten, dass sich ganzzahlige Stufenwerte ergeben.

Damit auch der Einfluss verschiedener Schneckenkonfigurationen untersucht werden kann, können Steuergrößen definiert werden, die ein gegebenes Element austauschen. Es kann beispielsweise ein Knetblock durch einen exzentrischen Knetblock ausgetauscht.

Eine solche Steuergröße kann immer nur in zwei Stufen variiert werden, weshalb eine Angabe der Stufenanzahl entfällt. Zwei IDs bestimmen die jeweils zu verwendenden Schneckenelemente. Die erste ID entspricht dem Momentanwert der Prozessvariablen und die zweite ID kann aus den in der Maschine definierten Elementen ausgewählt werden.

Neben der oben beschriebenen Möglichkeit, den Einfluss einzelner Elemente zu untersuchen, kann man in SIGMA ebenfalls ganze Konfigurationen, oder andere Daten, die in einer Datei von SIGMA verwaltet werden, austauschen. Es kann beispielsweise das in der ersten Materialstufe verwendete Material ausgetauscht werden.

Auch solche Steuergrößen können nur in zwei Stufen variiert werden. Der Wert der ersten Stufe entspricht wiederum dem momentan gesetzten Wert und der zweite Dateiname kann über einen Dateiauswahldialog ausgewählt werden.

Mit Hilfe des Hinzufügen Buttons kann aus den vorhandenen Ergebnisverläufen ein geeigneter Typ für die Zielgröße ausgewählt werden. Mit Betätigen des OK-Buttons erzeugt SIGMA eine neue Zielvariable diesen Typs. Die Zielvariablen müssen näher definiert werden. Die Liste enthält eine Aufstellung aller bereits gewählten Zielgrößen. Durch doppeltes Anklicken einer Zielgröße in der Tabelle können Name, Einheit und Position der Zielgröße frei geändert werden. Die Position wird in Millimeter angegeben und muss innerhalb der Abmessungen der Schnecke des aktuellen Prozesses liegen. Alternativ kann auf die Angabe der Position verzichtet werden. Das ist zum Beispiel für Zielgrößen, welche die aufgenommene Leistung repräsentieren, der Fall. Sind alle Zielgrößen definiert kann mit dem Button OK unten rechts fortgefahren werden.

Sind alle Größen bestimmt, so kann im nächsten Schritt mit der Auswahl eines geeigneten Designs fortgefahren werden. Dieser Schritt der Versuchsplanung kann im linken Bereich des Dialoges durch die Auswahl eines geeigneten Designs definiert werden. Die benötigte Versuchsanzahl für dieses Design mit den gegenwärtigen Einstellungen wird direkt darunter angezeigt. Unterhalb der Designauswahl können weitere Einstellungen festgelegt werden. Die Grafik illustriert den Versuchsraum für dieses Design im $R^3$ (siehe Abbildung). Sind alle Einstellungen durchgeführt, so wird durch einen Klick auf den Button OK ein Messblatt generiert, das dem gewählten Design entspricht. Dabei wird jede Zielgröße durch eine Messstelle repräsentiert und gewählte Steuergrößen bilden spezielle Spalten, deren Zellen bereits mit den Werten des Versuchraumes gefüllt sind.

Dem Anwender stehen vier verschiedene Designs mit weiteren Einstellungen zur Verfügung, die im Folgenden erläutert werden.

In SIGMA können drei Arten von faktoriellen Designs generiert werden, die unterschiedliche Einschränkungen haben.

Vollfaktorielles $2^k$ Design: Es können beliebige Steuergrößen verwendet werden. Alle Faktoren werden auf zwei Stufen variiert.

Halbfaktionelles faktorielles $2^{k-1}$ Design: Es können beliebige Steuergrößen verwendet werden, die auf zwei Stufen variiert werden. Es müssen aber mindestens drei Steuergrößen definiert sein, um dieses Design nutzen zu können.

Vollfaktorielles $3^k$ Design: Alle benutzten Steuergrößen müssen auf drei Stufen variiert werden können.

Zentral zusammengesetzte Designs bestehen aus einem vollfaktoriellen $2^k$ Versuchsplan plus den Stern- und Zentrumspunkten. Die Anzahl der Zentrumspunkte kann vom Anwender vorgegeben werden. Weiterhin kann er zwischen orthogonalen, drehbaren und flächenzentrierten Plänen wählen. Für dieses Design müssen alle Steuergrößen kontinuierliche Werte besitzen, da die Sternpunkte, abhängig vom berechneten alpha außerhalb der Versuchsraumes liegen können.

Für das Box-Behnken Design kann nur die Anzahl der Zentrumspunkte definiert werden. Um dieses Design nutzen zu können, müssen alle Steuergrößen kontinuierlich variierbar sein.

Alle bisherigen Designs besitzen besondere Einschränkungen in Bezug auf die definierten Steuergrößen. In einem Multi-Level Design wird jeder Faktor mit der angegebenen Anzahl von Stufen variiert. In diesem Fall muss für kontinuierliche Faktoren ebenfalls eine Anzahl von Stufen angegeben werden.