拋射器的性能設計與改進課程設計報告

1、鄭州航空工業(yè)管理學院課 程 設 計 報 告 2009 級 工業(yè)工程 專業(yè) 班級課程名稱 質量工程課程設計 題 目 拋射器的性能設計與改進 姓 名 姚小龍 學號 090507235 指導教師 禹建麗 職稱 教授 二一二 年 十一 月 十八 日課 程 設 計 任 務 書一、設計題目拋射器的性能設計與改進二、設計依據(jù)1、拋射器的性能設計與改善要求：認真閱讀和學習六西格瑪?shù)闹R，了解六西格瑪改進流程DMAIC步驟，了解拋射器的組成部分和影響拋射器的射程的因素，進行拋射試驗和測量、記錄實驗數(shù)據(jù)，對測量數(shù)據(jù)進行分析，找出主要因素，并對拋射器的性能進行新的設計和改善。2、六西格瑪改進流程DMAIC步驟及要求

2、；3、六西格瑪改進流程DMAIC案例。三、設計內(nèi)容質量工程課程設計的主要目標是：培養(yǎng)學生運用所學專業(yè)知識進行分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有質量系統(tǒng)的問題所在，以及應采用何種方法對其進行改進，還要對改進的結果做出初步的預測。本次課程設計的主要內(nèi)容有：1、了解DMAIC流程五個步驟的含義；2、掌握DMAIC流程改進的方式和技術工具MINITAB；3、完成對所選案例的改進；2012年11月18日目 錄課 程 設 計 報 告0課 程 設 計 任 務 書1一、設計題目1二、設計依據(jù)1三、設計內(nèi)容1目 錄2拋射器的性能設計與改進3序、課程設計簡介3一、界定階段(Define)4二、量測階段(Measure)5三、分析階段

3、(Analyze)9四、改進階段(Improve)11五、控制階段(Control)12六、總結13參 考 文 獻14課程設計 答辯評語1516 / 17文檔可自由編輯打印拋射器的性能設計與改進學號：090507235 姓名：姚小龍 序、課程設計簡介本課程設計是與質量工程學配套的實踐環(huán)節(jié)之一。在完成理論教學基礎上，對學生進行一次全面的實操性鍛煉，采用制造企業(yè)的實際案例和數(shù)據(jù)，要求學生完成某一方面的實際設計內(nèi)容，包括統(tǒng)計過程控制、試驗設計等內(nèi)容。通過本環(huán)節(jié)的設計鍛煉，讓學生加深對本課程理論與方法的掌握，同時具備分析和解決生產(chǎn)運作系統(tǒng)問題的能力，改變傳統(tǒng)的理論教學與生產(chǎn)實際脫節(jié)的現(xiàn)象。同時學生應掌

4、握以下技能：(1)能正確運用工業(yè)工程基本原理及有關專業(yè)知識，應用DMAIC改進流程和質量控制方法對產(chǎn)品的質量相關方面進行分析；(2)通過本次設計，熟悉6質量管理工具MINITAB在DMAIC改進流程中的應用，學會怎樣運用這個工具對產(chǎn)品性能進行分析，對生產(chǎn)流程進行改進；(3)通過此次課程設計，樹立正確的設計思想，培養(yǎng)學生運用所學專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力。能正確運用質量工程基本原理及有關專業(yè)知識，應用DMAIC改進流程和質量控制方法對產(chǎn)品的質量相關方面進行分析。通過本次設計，熟悉6質量管理工具MINITAB在DMAIC改進流程中的應用，學會怎樣運用這個工具對產(chǎn)品性能進行分析，對生產(chǎn)流程進行

5、改進。一、界定階段(Define)1、項目選擇如下圖-1示為拋射器示意圖，為獲取最遠拋射距離，優(yōu)化并簡化實驗程序，決定對此試驗進行正交試驗設計，進而用高效率高標準高質量獲取最遠拋射距離這一實驗的設計目標。圖-1 拋射器示意圖2、項目實施全面析因實驗設計是研究多因素多水平的一種設計方法，它是根據(jù)選取所有因素的所有水平組合，進行全面實驗的設計，最終選出最優(yōu)組合的方法。分析影響獲取最遠拋射距離這一試驗設計目標的各種因素。通過仔細觀察，可以了解影響拋射物飛行距離的因素共有A、B、C三個，各個因素各有4、6、5三個水平，可以以此來進行全面析因實驗，并針對各個因素進行方差分析，最后對最優(yōu)組合進行檢驗。二、

6、量測階段(Measure)進行全面析因實驗，分別設計在A1、A2、A3、A4水平下B、C因素的全析因實驗，每個組合進行三次實驗并求出平均值，記錄以下實驗數(shù)據(jù)，如表-1、表-2、表-3、表-4所示。（單位：cm）表-1 A1水平下的實驗數(shù)據(jù)A1C1C2C3C4C5B1184.9186.2141.3141.0101.6101.268.368.536.537.3187.4140.8100.768.938.5186.2140.9101.468.237.0B2338.0339.1272.0273.4213.6212.9161.5160.9114.8114.3339.6274.5212.7159.3115

7、.1339.8273.6212.3161.9113.1B3427.4428.3351.3351.3281.1281.8222.9221.3165.2166.5429.4351.7282.6220.8167.8428.2351.0281.6220.2166.5B4443.8443.3374.7375.3308.3311.2248.9251.4198.9199.5442.9375.7313.7252.7198.4443.3375.4311.5252.6201.3B5257.2261.6237.9237.9217.5217.6191.3191.2168.5168.8263.9238.1217.619

8、1.4168.9263.7237.6217.8190.9169.1B6173.5175.9171.2171.3160.4160.4153.2153.2138.6138.7173.5171.3160.5153.4138.8180.6171.5160.4153.1138.8A1水平下的最優(yōu)組合為A1B4C1=443.3表-2 A2水平下的實驗數(shù)據(jù)A2C1C2C3C4C5B1113.2113.081.882.756.155.935.636.09.710.1113.083.255.535.710.0112.983.256.036.810.5B2240.6240.3192.0191.8148.3148.

9、6111.2111.376.076.0240.3192.5149.7111.576.2240.1191.0147.8111.175.9B3322.7324.2267.1267.4213.0213.5166.5167.4124.4124.3323.9267.2215.2167.1126.2325.9267.9212.4168.7122.4B4358.6358.7301.6301.7249.5251.7203.7204.6161.1161.5358.4301.8253.1206.7161.6359.0301.7252.4203.5161.9B5234.2234.2216.7216.9193.519

10、3.5174.2174.2149.9150.1234.4216.9193.6174.0150.4234.1217.1193.3174.3149.9B6170.6170.5161.4161.4150.9151.0144.0143.8130.5130.4170.5161.5151.2143.7130.5170.4161.4150.9143.8130.2A2水平下的最優(yōu)組合為A2B4C1=358.7表-3 A3水平下的實驗數(shù)據(jù)A3C1C2C3C4C5B152.652.77.88.314.014.61.72.19.810.253.08.115.02.110.052.49.114.92.410.8B21

11、55.8156.5123.8124.294.395.068.368.756.256.4157.2124.995.669.756.8156.5124.095.168.056.3B3232.7234.6193.1193.5152.7153.8119.3121.587.587.6235.0192.5153.1122.487.7236.2195.0155.7122.987.7B4281.2280.5238.8238.6200.2199.3162.2161.5127.5127.6281.5238.4198.5160.8126.5278.8238.5199.3161.6128.8B5209.9210.11

12、93.9191.0173.1173.2152.9152.6134.8134.8210.0189.4172.9152.5134.5210.5189.6173.5152.5135.0B6158.6176.3150.0150.1144.9145.0133.6133.5124.2124.3158.5150.2145.1133.3124.5211.8150.0145.0133.6124.2A3水平下的最優(yōu)組合為A3B4C1=280.5表-4 A4水平下的實驗數(shù)據(jù)A4C1C2C3C4C5B16.36.35.35.527.926.724.724.232.632.86.05.424.824.032.96.55

13、.727.523.932.8B288.789.168.368.749.149.012.212.613.913.488.869.249.211.613.489.868.648.713.912.8B3160.3159.0127.6128.5106.2104.077.277.154.856.4158.6128.0102.677.854.5158.0130.0103.176.459.8B4212.1211.8177.7178.6150.3149.7122.3122.497.196.7211.6180.4149.3122.196.6211.7177.8149.6122.796.3B5184.5185.3

14、166.1166.4148.5149.6133.8133.8115.4114.8184.0166.5151.4133.9113.6187.4166.7149.0133.8115.3B6150.4150.3141.8141.8132.6132.5125.5125.4113.4113.6150.1142.0132.5125.3113.8150.3141.7132.4125.4113.7A4水平下的最優(yōu)組合為A4B4C1=211.8至此發(fā)現(xiàn)，全因素全水平下，最優(yōu)組合為A1B4C1=443.3三、分析階段(Analyze)對A、B、C三個因素分別進行方差分析。考慮數(shù)據(jù)參差不齊，舍棄其中數(shù)值較小的A4、

15、B1、B2、B6、C4、C5水平，整理數(shù)據(jù)，分別對A、B、C進行單因子方差分析?？傮w均值為264.6，查表有F（0.01）=5.61，F(xiàn)（0.05）=3.40。分別對三個因素計算，制表如下；表-5 單因子A的方差分析表水平樣 本 數(shù) 據(jù)均值A1428.3351.3281.8443.3375.3311.2261.6237.9217.6323.1A2324.2267.4213.5358.7301.7251.7234.2216.9193.5262.4A3234.6193.5153.8280.5238.6199.3210.1191.0173.2208.3來源離差平方和自由度方差F顯著性A59428.2

16、229714.18.0E89462.3243727.6T148890.526表-6 單因子B的方差分析表水平樣 本 數(shù) 據(jù)均值B3428.3351.3281.8324.2267.4213.5234.6193.5153.8272.0B4443.3375.3311.2358.7301.7251.7280.5238.6199.3306.7B5261.6237.9217.6234.2216.9193.5210.1191.0173.2215.1來源離差平方和自由度方差F顯著性B38492.8219246.44.2E110397.7244599.9T148890.526表-7 單因子C的方差分析表水平樣

17、本 數(shù) 據(jù)均值C1428.3443.3261.6324.2358.7234.2234.6280.5210.1308.4C2351.3375.3237.9267.4301.7216.9193.5238.6191.0263.7C3281.8311.2217.6213.5251.7193.5153.8199.3173.2221.7來源離差平方和自由度方差F顯著性C33801.9216901.03.5E115088.6244795.4T148890.526由以上分析，不難看出：因素A對實驗結果影響十分顯著，因素B和C對實驗結果影響較為一般。這一點從原始數(shù)據(jù)中也可以看得出來，如在A1水平下的實驗數(shù)據(jù)（表

18、-1）要明顯好于A2、A3、A4水平下的實驗數(shù)據(jù)（表-2、表-3、表-4）。四、改進階段(Improve)通過以上的實驗以及分析，我們著手考慮對實驗過程就行改進。1、關于全析因實驗方法的改進本實驗共有三個因素，分別有4、6、5個水平，也就是說全面實驗存在120種組合，而每個組合要進行不止一次的多次實驗，以每個組合進行三次試驗為例，全面實驗要不斷調(diào)整拋射360次，是一個比較繁瑣的過程。很容易考慮到要進行部分析因的正交實驗法，但是這樣的4*5*6正交表并非易于獲得，進而難以實施。因此我們可以考慮舍去部分明顯結果數(shù)值很小的因素水平，比如A4等。舍棄部分水平后，我們便可以嘗試如3*3*3或4*4*4之

19、類的正交實驗法，可以減少很多的實驗次數(shù)。2、關于單因子方差分析法的改進此次共進行了三次方差分析，由于采用的是單因子方差分析法，所以我們可以考慮在B因素和C因素水平確定情況下針對A的不同水平進行試驗，這樣出現(xiàn)的顯著性結果會更有說服力，但這樣A就可以進行6*5=30次單因子方差分析，但由于試驗次數(shù)太多，難以實施，所以進行A的方差分析時，不再考慮B因素和C因素的水平，融合所有試驗數(shù)據(jù)進行分析，這樣更全面，也易于操作。五、控制階段(Control)首先，我們針對A1B4C1水平進行30*3次實驗，并記錄數(shù)據(jù)表-8。表-8 A1B4C1實驗數(shù)據(jù)子組12345678910數(shù)據(jù)443.2445.0443.1

20、442.4443.2443.2443.4443.3444.9443.5445.0443.4443.1443.2444.0442.5443.1443.9443.7443.2443.3443.4443.7443.5443.5442.3443.5442.4443.2444.9子組11121314151617181920數(shù)據(jù)442.4443.4444.9445.0443.2443.2444.2443.8444.4444.2443.2443.1443.7443.4445.0443.1444.1443.5442.9444.1443.5443.5443.2443.4443.3443.8443.5443.64

21、42.8443.5子組21222324252627282930數(shù)據(jù)443.3443.2443.2444.2443.2443.2444.4445.0443.2444.9443.9442.5443.1444.1442.5445.0442.9443.4444.0443.7442.4442.3443.8443.5442.3443.3442.8443.4443.5443.2將90個數(shù)據(jù)輸入Minitab中的C1列,選擇統(tǒng)計控制圖子組的變量控制圖Xbar-R(B)，子組大小選擇3，確定。圖-2 A1B4C1水平下的Xbar-R控制圖觀察控制圖，圖-2 Minitab數(shù)據(jù)處理得到如下控制圖，見圖-3；圖-3 A1B4C1水平下的Xbar-R控制圖表明實驗過程未出現(xiàn)異常，可以認為A1B4C1水平下的均值為443.514。六、總結本次課程設計不同于往次，沒有分組，獨立完成。這使得我能貫穿于課程設計的首尾，給了自己更大的發(fā)揮空間。通過這次課程設計，我受益匪淺：進一步加強了制作課程設計報告的能力;切實感受了質量工程學在實際操作中的指導意義;知道了在實驗設計時需要考慮的方方面面，通觀整個課程設計的內(nèi)容包含了質量工程學、統(tǒng)計學、系統(tǒng)工程等，一系列所學的知識。系統(tǒng)展開了質量工程學在一個設計改善中發(fā)揮的作用，從產(chǎn)品的研發(fā)加工、組裝、等，所有環(huán)節(jié)都應考慮質量的重