统计与品管DOE与Minitab经典培训定义管理资料
50页1、DOE 实验设计 与Minitab培训Roc Luo2011 01 26 课程目录 有关DOE与定义DOE的一般模式DOE的意义DOE的分类DOE常见术语DOE处方DOE方法演示 1 陈述问题和实验目标2 选择 Y 响应变量3 陈述因子和水平4 选择DOE5 实施实验及收据数据6 分析实验结果7 结论和计划 6a 为整个模型建立方差分析表 统计 DOE 因子 分析因子设计 6b 用简化模型重新分析实验6c 进行残值诊断 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6d 研究显著的交互作用 P 值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 DOE的关键因素a 确定实验限制条件b 设计实验 确定实验设计方法 统计 DOE 因子 创建因子设计 c 噪声变量d 分组与随机化e 重复与再现f 确定样本容量 DOE 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
2、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 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 有关DOE与定义 爱迪生的助手尼古拉 特勒撒说 我非常同情他的工作状况 如果有一点点理论和计算能帮助他的话 就将节省他90 的精力 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 天才靠的是1 的灵感和99 的汗 ThomasEdison 爱迪生的汗水 DOE的一般模式 因子的来源考虑 因果图 鱼骨图 FMEA 柏拉图 头脑风暴法 每个因子存在不同的水平 level 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 DOE的意义1 为什么需要试验设计 1 优化设计的必要性提高产量 减少变异性 与额定值或目标值更为一致 减少开发时间 减少总成本 DOE的意义2 2 实验设计的作用 DOE的分类 过程参数设计优化选择最佳的参数组合使产品对杂音最不敏感 应
3、用直交表进行原因检测和平均值的处理 应用直交表使变异最小 最低成本 田口试验是运用最多的好方法 DOE常见术语1 我们假定过程的结果当中 y1 y2 y3 是我们关心的输出变量 这些我们常常称之为响应 response 我们将影响响应的那些变量称为实验问题中的因子 其中x1 x2 x3是人们在实验中可以控制的因子 我们称为可控因子 controlledfactor 在影响过程和结果的因子中除了控制因子还包括一些不可控因子 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 不可控因子 噪音U 响应Y 可控因子X 可控因子是影响过程最终结果 响应 的输入变量 DOE常见术语2 响应 Response 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
4、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 1 低水平设定为 1 中心水平设定为 0 重复 Repetition 一种组合的反复 以得到相同水平的多个结果 也即在一个实验配置组合条件下测试数个样品 揭示短期有效性 再现 Replication 以随机的次序重复整个实验 而不是按同样的次序把实验再做一次 降低系统误差和随机误差 也即在一个时间序列上重做整个实验 揭示长期有效性 主效果 MainEffect 对单个因子而言 从一个水平到另一个水平的变化对输出的平均影响交互作用 Interaction 即一个因子A对Y的影响的影响 依赖于因子B所处的水平 则称A与B有交互作用 DOE常见术语3 实验次数 多水平实验次数 K1 K2 K3 K1 K2 K3为第K个因子的水平数 两水平实验次数 2K 三水平实验次数 3K 计量特性的种类 田口试验 望目特性 此特性具有一特定的目标值 愈近目标值愈好 例如尺寸 换档压力 间隙 粘度等 望小特性 目标的极端值是 值愈小愈好 例如磨耗 收缩 劣化
5、 杂音水准等望大特性 目标值为无限大 值愈大愈好 例如强度 寿命 燃料效率等 附 品质特性可分为二类计量特性 能以连续尺度量测 如厚度 浓度 时间等 计数特性 不能以连续尺度量测 但能按不连续分级尺度分类 常依主观而判定 如好 更好 最好 不合格 不合格品数等 DOE常见术语4 正交表 正交表 直交表 特点 每一列都是自我平衡 即每一列中各水准出现的频率相同 每两列间都是互相平衡 即在某一列中出现某水准的所有实验组 在另一列中出现各水准的频率相同 陈述实际问题和实验目的 选择 Y 响应变量 陈述因子和水平 选择DOE 实施实验及收集数据 分析实验结果 结论和计划 通过DOE想达到什么目的 Y是什么 计量型 计数型 如产出率 作业时间 清洁度等 如温度 100 150 重量 20 30 40kg 全因子实验 田口设计 2K因子实验或响应曲面设计等 收集实验结果的数据 运用Minitab进行实验数据分析 制定改善方案 DOE的处方 必要时重复实验 陈述问题和实验目的 选择 Y 响应变量 陈述因子和水平 选择DOE 实施实验及收集数据 分析实验结果 结论和计划 首先要明白实验的目的到底要什么
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