Метою даної роботи було проведення оптимізації процесу оброблення тертям з перемішуванням поверхневих композитів на основі AA6063/$n$-графену для одержання поліпшених механічних властивостей за допомогою методики Тагучі в поєднанні з сірою реляційною аналізою (СРА). Параметрами процесу, обраними для цього дослідження, є швидкість обертання інструменту (об./хв.), швидкість переміщення інструменту (мм/хв.) і кут нахилу (°). Загальновідомі механічні характеристики, а саме, твердість і міцність на розрив, вважаються вихідними характеристиками. Експерименти проводилися для мінімальної серії, розробленої за факторіяльною схемою ортогональної матриці Тагучі $L_{9}$. СРА використовувалася для оптимізації параметрів процесу з багаторазовим відгуком. Встановлено, що зразок, синтезований зі швидкістю обертання інструменту у 1200 об./хв., швидкістю ходу у 40 мм/хв. і кутом нахилу у 1,5°, демонструє виняткові механічні властивості. Дисперсійну аналізу виконано для вивчення домінувального чинника, що впливає на міцність оброблених композитів. Аналіза сканувальною електронною мікроскопією із енергодиперсійним рентґенівським спектром проводиться для вивчення морфологічних характеристик одержаних композитів.