正交实验(田口)与Minitab应用.ppt

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1、2021/8/31执行（正交）田口设计试验可能包括以下步骤：1开始使用Minitab之前，需要先完成所有预试验计划。例如，选择控制因子，选择噪声因子。控制因子是可以进行控制以优化过程的因子。噪声因子是可以影响系统性能但在预期的产品使用过程中不受控制的因子。请注意，虽然在过程或产品使用中不能控制噪声因子，但是为了进行试验必须能够控制噪声因子。2使用创建田口设计生成田口设计（正交表）。3创建设计后，可以使用修改设计来重命名因子、更改因子水平、向静态设计中添加信号因子、忽略现有信号因子（将设计作为静态设计处理）以及为

2、现有信号因子添加新水平。4创建设计后，可以使用显示设计来更改Minitab在工作表中表示因子所用的单位（已编码或未编码）。5执行试验并收集响应数据。然后在Minitab工作表中输入数据。6使用“分析田口设计”分析试验数据。7使用“预测结果”预测所选新因子设置的信噪比和响应特征。2021/8/322021/8/33静态田口设计示例-01例1背景：您是高尔夫球制造商，现在正在进行一项旨在使球的飞行距离最大化的新设计。您确定了四个控制因子，每个因子有两个水平：●核心材料（液体与钨）●核心直径（118与156）●波纹数

3、（392与422）●表层厚度（0.03与0.06）您还想检验核心材料与核心直径之间的交互作用。响应为球的飞行距离（以英尺计）。噪声因子为两种类型的高尔夫球棍：长打棒和5号铁头球棒。测量每种球棍打出球的距离，在工作表中形成两个噪声因子列。由于目标是使飞行距离最大化，因此选择望大信噪比。步骤1:陈述实际问题使球的飞行距离最大化的新设计。步骤2:陈述重要的因子和水平控制因子：核心材料（液体与钨）；核心直径（118与156）；波纹数（392与422）；表层厚度（0.03与0.06）噪声因子：长打棒和5号铁头球棒2

4、021/8/34静态田口设计示例-02步骤3:设计试验—田口正交表Minitab中:统计>DOE>田口>创建田口设计(步骤图）最后点击‘确定’，生成田口正交表2021/8/35静态田口设计示例-03步骤3：试验设计（续）--Minitab输出正交表在Minitab“田口设计”主对话框上点击“确定”，生成如下实验表格步骤4:做实验/收集数据以上为两种不同的棒打出的结果，即噪声因子1、2的值②①2021/8/36静态田口设计示例-041保存上述工作表为“高尔夫球.MTW”2选择统计>DOE>田口>分析田口设计。3

5、在响应数据位于中，输入长打棒和铁头球棒。4单击分析。5在显示响应表为与拟合线性模型为下，选中信噪比和均值。单击确定。6单击项。7使用箭头按钮或通过双击将项AB移至所选项中。单击确定。8单击选项。9在信噪比下，选择望大。在每个对话框中单击确定。步骤5:分析静态田口设计2021/8/37静态田口设计示例-05步骤5:分析静态田口设计（续）（步骤流程图）最后点击‘确定’，生成田口分析结果图、表2021/8/38静态田口设计示例-06步骤5:分析静态田口设计（续）（会话窗口的输出）解释结果每个线性模型分析都提供每个因子

6、低水平的系数、其p值以及方差分析表。使用这些结果可以确定因子是否与响应数据显著相关以及每个因子在模型中的相对重要性。按绝对值排列的系数顺序表示每个因子对响应的相对重要性；系数最大的因子影响也最大。方差分析表中的连续平方和和调整平方和也表示每个因子的相对重要性；平方和最大的因子影响也最大。这些结果反映了响应表中的因子秩。在此示例中，为信噪比和均值生成了结果。对于信噪比，所有因子和交互作用项在a水平为0.10时都是显著的。对于均值，核心材料(p=0.045)、核心直径(p=0.024)以及材料与直径的交互作用(p=

7、0.06)的p值小于0.10，因此它们都是显著的。但由于交互作用中涉及两个因子，因此需要先了解交互作用，然后才能分别考虑每个因子的效应。2021/8/39静态田口设计示例-07步骤5:分析静态田口设计（续）（图形窗口的输出1）结果解释：在此示例中，秩表明核心直径对信噪比和均值的影响最大。对于信噪比，表层厚度的影响次之，然后是核心材料和波纹。对于均值，核心材料的影响次之，然后是波纹和表层厚度对于此示例，由于目标是增加球的飞行距离，因此您需要的是能产生最高均值的因子水平。在田口试验中，始终都需要使信噪比最大化。响应

8、表中的水平平均值表明，当核心材料为液体、核心直径为118、有392个波纹以及表层厚度为0.06时，信噪比和均值达到最大。检查主效应图和交互作用图可以确证这些结果。交互作用图表明，球核使用液体时，飞行距离在核心直径为118时达到最大。2021/8/310静态田口设计示例-08步骤5:分析静态田口设计（续）（图形窗口的输出2）2021/8/311静态田口设计示例-09步骤6:预测田口结果材