实验设计思路.pdf

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1、CompanyNameDept.NameDOE实验设计方法工艺部张惠2011.01.18CompanyNameDept.Name目录DOE简介正交实验基础指标、因素、水平正交表及其特点正交实验设计及分析JMP中DOE使用田口设计（TaguchiArrays）August5,2011CompanyNameDept.NameDOE简介DOE:DesignofExperiment实验设计实验设计是研究如何制定适当实验方案以便对实验数据进行有效的统计分析的数学理论与方法，通过有目的地改变一个系统的输入来观察输出（响应）的改变情况。实验设计的意义：1.确定哪些参数对

2、响应的影响最大；2.确定哪些参数设定在什么水平，以便响应达到或尽可能达到希望值（ontarget）；3.确定应把有影响的参数设定在什么水平，以便响应的分散度（或方差）尽可能减小；4.确定应把有影响的参数设定在什么水平，以便不可控参数（噪声参数）对响应的影响尽可能减小。在工序开发的早期应用实验设计方法能够提高产量；减少变异性，与额定值或目标值更为一致；减少开发时间；降低总成本。August5,2011CompanyNameDept.Name实验设计在生产/制造过程中的位置：可控制因素生產/制造過程不可控制因素August5,2011CompanyNameDept.Name

3、通过实验，进行优化设计统计技术在生产/制造过程中的应用是对过程中输入的变量（人、机、料、法、环）进行有目的地优化，使输出的结果更加理想。实验设计是其中较为有效的一种工程工具。通过实验，控制其不良的影响程度August5,2011CompanyNameDept.Name正交实验基础实验设计大致可以分为四种类型：析因设计、区组设计、回归设计和均匀设计，析因设计又分为全面实施法和部分实施法。析因设计就是我们常说的正交实验设计。为什么要进行正交实验：在实际生产中，影响试验的因素往往是多方面的，我们要考察各因素对试验影响的情况。在多因素、多水平试验中，如果对每个因素的每个水平都互

4、相搭配进行全面试验，需要做的试验次数就会很多。比如对3因素7水平的试验，如果3因素的各个水平都互相搭配进行全面试验，就要做73=343次试验，对6因素7水平，进行全面试验要做76=117649次试验。这显然是不经济的。我们应当在不影响试验效果的前提下，尽可能地减少试验次数。正交设计就是解决这个问题的有效方法。正交设计的主要工具是正交表。August5,2011CompanyNameDept.Name所谓正交实验设计就是利用一种规格化的表——正交表来合理地安排实验，利用数理统计的原理科学地分析实验结果，处理多因素实验的科学方法。这种方法的优点是，能通过代表性很强的少量实验

5、找到最佳的工艺条件或设计参数。作用：1.合理安排实验，减少实验次数，因素越多时，这一优越性能约突出；2.在众多影响因素中，分清因素主次，抓住主要矛盾；3.找出最优的设计参数和工艺条件；4.指出进一步实验方向。August5,2011CompanyNameDept.Name指标、因素、水平指标定义：在实验中，根据实验目的而确定的衡量实验结果的特征量称为指标。它可以是产品的质量参数，也可以是成本、数量、效率等。分类：定量指标、定性指标在实验设计中，通常采用将定性指标定量化的方法（如评分法）将定性指标化为定量指标进行考核和分析。August5,2011CompanyNa

6、meDept.Name指标、因素、水平因素定义：在试验中，影响试验结果的试验条件称为因素。分类：可控因素：在试验中可以人为地加以调节和控制的因素。不可控因素：由于自然、技术和设备等条件的限制，暂时还不能为人们控制和调节的因素。在正交试验中，所考察的因素都是可控因素，被考察因素通常以大写英文字母A、B、C…表示。August5,2011CompanyNameDept.Name指标、因素、水平水平因素在试验中所处的各种状态和条件称为因素的水平。在试验中往往要考虑某因素的集中状态，那么就称该因素为几水平因素。August5,2011CompanyNameDept.Nam

7、e正交表及其特点1.定义：是一种规格化的、特别的表格，是根据组合理论，按照一定规律构造成的矩形表格。它是正交试验设计的基本工具。2.代号：正交表列数（最多安排因素数，包括交互作用、误差等）L(Km)n字码数（水平数）正交表符号正交表横行数（试验次数）August5,2011CompanyNameDept.Name正交表及其特点正交表的两条重要特征:1)每列中不同数字出现的次数是相等的，如L9(34)中，每列中不同的数字是1，2，3，它们各出现3次；2)在任意两列中，将同一行的两个数字看成一个有序数对，则每一数对出现的次数是相等的，如L9(