DOE入門課程（課堂PPT）

1、0實驗設(shè)計（DOE）入門全球品管中心全球品管中心職級晉升系列之1活動活動p 案例說明：直升機飛行實驗案例說明：直升機飛行實驗FACTOR(-1)Level(1)LevelA2cm4cmB8cm10cmC2cm3cm虛線：對折虛線：對折實線：剪裁實線：剪裁B:機翼長度A:機翼寬度C:機身寬度參考設(shè)定值：8cm參考設(shè)定值：2cm裁剪方式：2什么是什么是DOE二二. DOE的原理和作用的原理和作用三三. DOE的種類和步驟的種類和步驟四四. DOE案例案例目錄目錄3p DOE是一種結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化的方法，能有效、快速地揭示多個過程變量(Xs)與輸出或質(zhì)量特性(Y)的因果關(guān)系，以確定影響過程響應(yīng)的最重要

2、的因子(Xs)，從而獲得最佳響應(yīng)(Y)。機身寬度機翼長度機翼寬度過程質(zhì)量特性 (飛行時間T)因子(X)響應(yīng) (Y)噪聲/不可控因子一一.什么是什么是DOE響應(yīng) (Y)=過程F（因子X）4p DOE的原理的原理工程實踐工程實踐統(tǒng)計原理統(tǒng)計原理二二. DOE的原理和作用的原理和作用l顯著因子？l實驗次數(shù)？l相互影響？.5Buffer PVX EtchBuffer PVX Etch后形成輕微表面小黑點形成輕微表面小黑點1st ITO刻蝕液浸泡小黑點變大小黑點變大PVX Etch后小黑點逐漸變大小黑點逐漸變大SD層GI層Buffer PVX EtchPower（W）Press（mT）SF6（sccm）

3、O2（sccm）He2（sccm）Time（s）改善前65001503000100050改善后3000753000100045PVX Etch改善前300015030045040086改善后250015050030060086lStep1:Buffer PVX Etch的Power由6500W3000W,改善不明顯lStep2：PVX Etch的Power由3000W2500W，改善明顯但工藝調(diào)整有限lStep3：DOE實驗p案例12“二二. DOE的原理和作用的原理和作用6p DOE的作用例：CELL 刻蝕 點類不良Issue! 二二. DOE的原理和作用的原理和作用7篩選實驗篩選實驗:田口

4、設(shè)計田口設(shè)計PlackettBurman設(shè)計設(shè)計6以上以上部分因子實驗部分因子實驗410全因子實驗全因子實驗25DOE 種類種類因子數(shù)量因子數(shù)量篩選重要因子篩選重要因子篩選重要因子篩選重要因子因子與因子與Y的關(guān)系的關(guān)系目的目的區(qū)分主效應(yīng)區(qū)分主效應(yīng)主效應(yīng)和主效應(yīng)和部分交互作用部分交互作用所有主效應(yīng)和所有主效應(yīng)和交互作用，交互作用，建立數(shù)學(xué)模型建立數(shù)學(xué)模型(線性效果）線性效果）作用作用低低現(xiàn)在工序現(xiàn)在工序了解程度了解程度高高響應(yīng)曲面實驗響應(yīng)曲面實驗23設(shè)定因子的設(shè)定因子的最佳條件最佳條件響應(yīng)變量的響應(yīng)變量的預(yù)測模型預(yù)測模型(曲線效果）曲線效果）要求要求三三.DOE的種類和步驟的種類和步驟8策劃響應(yīng)

5、策劃響應(yīng)變量變量“Y”策劃因子策劃因子“x”選擇合適的選擇合適的DOE方法方法實施實驗實施實驗&收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)分析結(jié)果分析結(jié)果&改善實施改善實施策劃實驗策劃實驗過程過程“F”明確問題明確問題和目標(biāo)和目標(biāo)WwhatCchooseDdoAanalysis-.陳述實際問題-.期望的改善方向？-.望大/小/目？-.計量/計數(shù)型？-.計量/計數(shù)型？-.水平如何？-.過程能力？-.因子數(shù)量如何？-.實驗經(jīng)費如何？-.數(shù)據(jù)有無異常？-.模型是否符合？-.繼續(xù)實驗 or實施改善？實驗設(shè)計階段分析改善階段PplanY=F（x）三三.DOE種類和步驟種類和步驟9四四.DOE案例案例p 案例說明：直升機飛行實驗案

6、例說明：直升機飛行實驗響應(yīng)設(shè)定：Y：飛行時間(秒)目標(biāo)飛行時間最大化最大化因子及水平定義：Material WingBody1-1-1-121-1-13-11-1411-15-1-1161-117-1118111StdOrderFactorsFACTOR(-1)Level(1)LevelMaterialCardPaperWingShortLongBodyshortLong1. 3因素因素2水平全因子實驗水平全因子實驗2. 重復(fù)一次，共重復(fù)一次，共16次實驗次實驗10p 創(chuàng)建設(shè)計創(chuàng)建設(shè)計Step.1 啟動軟件啟動軟件Step.2 創(chuàng)建設(shè)計創(chuàng)建設(shè)計四四.DOE案例案例11Step.2 設(shè)計方案設(shè)計

7、方案p 構(gòu)建全因子實驗矩陣構(gòu)建全因子實驗矩陣Step.1 因子數(shù)因子數(shù)Step.3 具體參數(shù)具體參數(shù)四四.DOE案例案例12Step.2 數(shù)據(jù)類型水平數(shù)據(jù)類型水平p 全因子水平選擇全因子水平選擇Step1.因子選擇因子選擇四四.DOE案例案例13p 數(shù)據(jù)填寫數(shù)據(jù)填寫標(biāo)準(zhǔn)序運行序中心點區(qū)組MaterialWingBodyTimer1Timer2平均值4111PaperLng WngSht Bdy2.632.532.5813211CardSht WngLng Bdy1.561.621.593311CardLng WngSht Bdy1.871.721.7956411PaperSht WngLng

8、Bdy2.252.162.2058511PaperLng WngLng Bdy2.782.622.710611PaperSht WngSht Bdy2.282.372.3251711CardSht WngSht Bdy1.631.721.67511811CardLng WngSht Bdy1.971.811.897911CardLng WngLng Bdy1.941.941.94121011PaperLng WngSht Bdy2.962.752.855141111PaperSht WngLng Bdy2.031.911.97151211CardLng WngLng Bdy1.721.631.

9、67551311CardSht WngLng Bdy1.441.531.48591411CardSht WngSht Bdy1.51.681.59161511PaperLng WngLng Bdy2.532.662.59521611PaperSht WngSht Bdy2.132.222.175Step1輸入響應(yīng)輸入響應(yīng)Step2 計算均值計算均值四四.DOE案例案例思考：采集的數(shù)據(jù)如何判定異常？思考：采集的數(shù)據(jù)如何判定異常？14p 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析Step1.統(tǒng)計統(tǒng)計時間序列時間序列時間序列圖時間序列圖Step2.時間序列圖時間序列圖簡單簡單Step3.時間序列時間序列圖圖序列序列四四.DO

10、E案例案例15p 時間序列圖分析時間序列圖分析判定正常：隨時間變化，平均值無明顯規(guī)律、無明顯異常點判定正常：隨時間變化，平均值無明顯規(guī)律、無明顯異常點四四.DOE案例案例16p 因子圖分析因子圖分析Step1：統(tǒng)計：統(tǒng)計 DOE 因子因子因子圖因子圖Step2：統(tǒng)計：統(tǒng)計 DOE 因子因子因子圖因子圖主效應(yīng)圖主效應(yīng)圖 統(tǒng)計統(tǒng)計 DOE 因子因子因子圖因子圖交互作用圖交互作用圖四四.DOE案例案例17PaperCard2.52.42.32.22.12.01.91.81.7Lng WngSht WngLng BdySht BdyMaterial平均值 的均值WingBody平均值 主效應(yīng)圖擬合均值

11、p 主效應(yīng)、交互效應(yīng)分析主效應(yīng)、交互效應(yīng)分析主效應(yīng)圖：分析因子分別取高低水平時，響應(yīng)的變化量；比較主效應(yīng)圖：分析因子分別取高低水平時，響應(yīng)的變化量；比較截距大小截距大小交互作用：如果因子交互作用：如果因子A的效應(yīng)依賴于因子的效應(yīng)依賴于因子B所處的水平，即稱為有所處的水平，即稱為有AB有交互作用，觀察有交互作用，觀察是否相交是否相交四四.DOE案例案例18p 分析因子設(shè)計分析因子設(shè)計Step1.統(tǒng)計統(tǒng)計DOE因子因子分析因子設(shè)計分析因子設(shè)計Step2.選擇響應(yīng)選擇響應(yīng)Step3.選擇分析圖形選擇分析圖形四四.DOE案例案例19p 分析因子設(shè)計分析因子設(shè)計Step1.顯著因子柏拉圖判定：顯著因子柏

12、拉圖判定：紅線以右紅線以右Step2.P指判定：指判定：P0.05，為顯著因子，上例判定，為顯著因子，上例判定Material/Wing為顯著因子為顯著因子四四.DOE案例案例20p 殘差分析殘差分析Step1.正態(tài)概率圖判定：殘差數(shù)據(jù)應(yīng)均勻分布，符合正態(tài)分布正態(tài)概率圖判定：殘差數(shù)據(jù)應(yīng)均勻分布，符合正態(tài)分布Step2.殘差與擬合值判定：應(yīng)在中心線附近波動，無明顯變化規(guī)律殘差與擬合值判定：應(yīng)在中心線附近波動，無明顯變化規(guī)律Step3.殘差與觀測值判定：應(yīng)隨機波動，無明顯變化趨勢殘差與觀測值判定：應(yīng)隨機波動，無明顯變化趨勢四四.DOE案例案例21p 響應(yīng)優(yōu)化器響應(yīng)優(yōu)化器Step：統(tǒng)計：統(tǒng)計 DOE 因子因子響