经典DOE教学.pdf

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1、课程目录DOE的关键因素u有关DOE与定义a)确定实验限制条件b)设计实验--确定实验设计方法uDOE的一般模式●统计>DOE>因子>创建因子设计…c)噪声变量uDOE的意义1.陈述问题和实验目标d)分组与随机化e)重复与再现uDOE的分类2.选择“Y”-响应变量f)确定样本容量3.陈述因子和水平uDOE常见术语4.选择DOE6a.为整个模型建立方差分析表5.实施实验及收据数据●统计>DOE>因子>分析因子设计…uDOE处方6.分析实验结果6b.用简化模型重新分析实验7.结论和计划6c.进行残值诊

2、断，保证模型适合●统计>回归>回归…●统计>DOE>因子>分析因子设计-图形uDOE方法演示6d.研究显著的交互作用（P-值<0.05)-首先从高阶入手●统计>DOE>因子>因子图…●统计>方差分析>交互作用图…6e.研究显著的主效果（P-值<0.05)●统计>DOE>因子>因子图…●统计>方差分析>交互作用图…6f.获得的数学模型Y=f(X),计算%SS的影响和评估实际的重要性DOETraining-1-有关DOE与定义爱迪生的汗水v爱迪生的助手尼古拉.特勒撒说：“我非常同情他的工作状况，如果有

3、一点点理论和计算能帮助他的话，就将节省他90%的精力。”v爱迪生是靠苦干拼出来的，他是在边试验边分析后确定下次试验该怎幺做的。这种方法速度太慢，已经无法适应快速发展的需求了。v天才靠的是1%的灵感和99%的汗！--ThomasEdisonDOE:即实验设计(DesignofExperimental)--是对实验方案进行优化设计、以降低实验误差和生产费用，减少实验工作量并对实验结果进行科学分析的一种科学研究方法；是一种藉用实验的手段来决定最佳设计或生产的方法。Minitab软件：是为DOE、质量改善

4、、教育和研究应用领域提供统计软件和服务的先导。MINITAB被许多世界一流的公司与四千多所院校所采用。DOETraining-2-DOE的一般模式Ø因子的来源考虑:因果图(鱼骨图),FMEA,柏拉图,头脑风暴法…Ø每个因子存在不同的水平(level)<工程或系统的一般模型>Ø观测值可能受到噪音的影响,DOE将通过不同的试验,以得到实际的X和Y的关系.DOETraining-3-DOE的意义1为什么需要试验设计1、优化设计的必要性l提高产量；l减少变异性，与额定值或目标值更为一致；l减少开发时间；l

5、减少总成本；DOETraining-4-DOE的意义22、实验设计的作用基本研究1、发现相关问题工艺研发5、优化变化2、明了技术要点6、改善过程中心7、减少生产周期产品设计1、灵敏度分析8、降低坏品率2、建立可靠性的公差9、改善产品的可靠性3、特征组件4、特征结构5、包括低成本组件工艺改善1、解决问题6、包括低等级物料2、明了变量及过程之关系7、最小的变化3、进行过程能力研究8、性能的改善4、设备及方法比较工艺研发1、变量研究计量1、进行测量系统研究2、变量的优化设置2、判定误差的主要来源3、建立

6、可靠公差3、最小测量误差4、发现降低成本的解决办法DOETraining-5-DOE的分类l全因子实验过程参数设计优化Kl2因子设计l选择最佳的参数组合使产品对杂音最不敏感；l2K因子与中心点l应用直交表进行原因检测和平均值的处理；l应用直交表使变异最小；l随机化区组实验l最低成本l部分因子实验设计l响应曲面设计l田口设计田口试验是运用l混料设计最多的好方法DOETraining-6-DOE常见术语1l我们将影响响应的那些变量称为实验问题l我们假定过程的结果当中，中的因子。其中x1,x2,x3是人

7、们在实验中y1，y2，y3……是我们关心可以控制的因子，我们称为可控因子（的输出变量，这些我们常常controlledfactor）称之为响应（response）可控因子X响应Y可控因子是影响过程最终结果（响应）的输入变量。不可控因子l在影响过程和结果的因子中除了控制因子还包括一些-噪音U不可控因子（uncontrolledfactor）：u1,u2……,他们通常包括环境、操作员、材料批次等，对于这些变量我们通常很难把它们控制在某个精确值上。DOETraining-7-DOE常见术语2响应（Res

8、ponse):实验输出的结果，即因变量，通常用“Y”表示。因子（Factor):影响实验输出结果的不同输入变量，即自变量，通常用“X”表示。水平（Level):实验中对因子的不同设定值。噪音（Noise):不可控制的因子/因素。分组（Blocking):也叫做模块化，将噪音的干扰最小化的方法。随机化（Randomization)：以一种随机的次序做试验。（消除噪音变量或随机误差的影响）编码（Code）:用简单的符号或数字来代替“X”的时间的水平的方法。通常把计量型因子的高水平设定为