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1、深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -0-深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -1-課程目錄課程目錄u有關(guān)有關(guān)DOEDOE與定義與定義uDOEDOE的一般模式的一般模式uDOEDOE的意義的意義uDOEDOE的分類的分類uDOEDOE常見術(shù)語常見術(shù)語uDOEDOE處方處方uDOE方法演示方法演示1.1.陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)2.2.選擇選擇“Y Y”- -響應(yīng)變量響應(yīng)變量3.3.陳述因子和水平陳述因子和水平4.4.選擇選擇DOEDOE5.5.實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收據(jù)數(shù)據(jù)6.6.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)

2、結(jié)果7.7.結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃6a.6a.為整個(gè)模型建立方差分析表為整個(gè)模型建立方差分析表 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)DOEDOE因子因子 分析因子設(shè)計(jì)分析因子設(shè)計(jì)6b.6b.用簡化模型重新分析實(shí)驗(yàn)用簡化模型重新分析實(shí)驗(yàn)6c.6c.進(jìn)行殘值診斷，保證模型適合進(jìn)行殘值診斷，保證模型適合 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì) 回歸回歸 回歸回歸 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)DOEDOE因子因子 分析因子設(shè)計(jì)分析因子設(shè)計(jì) - - 圖形圖形6d.6d.研究顯著的交互作用（研究顯著的交互作用（P-P-值值0.05)-DOEDOE因子因子 因子圖因子圖 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì) 方差分析方差分析 交互作用圖交互作用圖6e.6e.研究顯著的主效果（研究顯著的主效果（P-P-值值0.05

3、)DOEDOE因子因子 因子圖因子圖 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì) 方差分析方差分析 交互作用圖交互作用圖6f.6f.獲得的數(shù)學(xué)模型獲得的數(shù)學(xué)模型Y=f(X),Y=f(X),計(jì)算計(jì)算%SS%SS的影響和評估實(shí)際的重要性的影響和評估實(shí)際的重要性DOE的關(guān)鍵因素的關(guān)鍵因素a)確定實(shí)驗(yàn)限制條件確定實(shí)驗(yàn)限制條件b)b)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)DOEDOE因子因子 創(chuàng)建因子設(shè)計(jì)創(chuàng)建因子設(shè)計(jì)c)噪聲變量噪聲變量d)分組與隨機(jī)化分組與隨機(jī)化e)重復(fù)與再現(xiàn)重復(fù)與再現(xiàn)f)確定樣本容量確定樣本容量深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -2-DOE:DOE:即實(shí)驗(yàn)

4、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)( (D Design esign o of f E Experimental)-xperimental)-是對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、以降低實(shí)驗(yàn)誤差和生產(chǎn)費(fèi)用，減少實(shí)驗(yàn)工作量并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析的一種科學(xué)研究方法；是一種藉用實(shí)驗(yàn)的手段來決定最佳設(shè)計(jì)或生產(chǎn)的方法。Minitab軟件：軟件：是為DOE、質(zhì)量改善、教育和研究應(yīng)用領(lǐng)域提供統(tǒng)計(jì)軟件和服務(wù)的先導(dǎo)。MINITAB 被許多世界一流世界一流的公司與四千多所院校所采用。有關(guān)有關(guān)DOEDOE與定義與定義v愛迪生的助手尼古拉.特勒撒說：“我非常同情他的工作狀況，如果有一點(diǎn)點(diǎn)理論和計(jì)算能幫助他的話，就將節(jié)省他90%的精力?！眝愛迪生是靠

5、苦干拼出來的，他是在邊試驗(yàn)邊分析后確定下次試驗(yàn)該怎幺做的。這種這種方法速度太慢，已經(jīng)無法適應(yīng)快速發(fā)展的需求了方法速度太慢，已經(jīng)無法適應(yīng)快速發(fā)展的需求了。v 天才靠的是1%的靈感和99%的汗！ -Thomas Edison 愛迪生的愛迪生的汗水汗水深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -3-DOE的一般模式的一般模式因子的來源考慮: 因果圖(魚骨圖), FMEA , 柏拉圖, 頭腦風(fēng)暴法每個(gè)因子存在不同的水平(level)觀測值可能受到噪音的影響,DOE 將通過不同的試驗(yàn),以得到實(shí)際的X和Y的關(guān)系. 深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Tr

6、aining -4-DOEDOE的意義的意義1 1為什么需要試驗(yàn)設(shè)計(jì)為什么需要試驗(yàn)設(shè)計(jì)1、優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性、優(yōu)化設(shè)計(jì)的必要性l提高產(chǎn)量；l減少變異性，與額定值或 目標(biāo)值更為一致；l減少開發(fā)時(shí)間；l減少總成本；深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -5-DOEDOE的意義的意義2 2基本研究基本研究1、發(fā)現(xiàn)相關(guān)問題2、明了技術(shù)要點(diǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)1、靈敏度分析2、建立可靠性的公差3、特征組件4、特征結(jié)構(gòu)5、包括低成本組件6、包括低等級物料7、最小的變化8、性能的改善工藝研發(fā)工藝研發(fā)1 、變量研究2、變量的優(yōu)化設(shè)置3、建立可靠公差4、發(fā)現(xiàn)降低成本的解決辦法 2

7、2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作用、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作用工藝研發(fā)工藝研發(fā)5、優(yōu)化變化6、改善過程中心7、減少生產(chǎn)周期8、降低壞品率9、改善產(chǎn)品的可靠性工藝改善工藝改善1、解決問題2、明了變量及過程之關(guān)系3、進(jìn)行過程能力研究4、設(shè)備及方法比較計(jì)量計(jì)量1、進(jìn)行測量系統(tǒng)研究2、判定誤差的主要來源3、最小測量誤差深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -6-DOEDOE的分類的分類l全因子實(shí)驗(yàn)全因子實(shí)驗(yàn)l2 2K K 因子設(shè)計(jì)因子設(shè)計(jì)l2K因子與中心點(diǎn)因子與中心點(diǎn) l隨機(jī)化區(qū)組實(shí)驗(yàn)隨機(jī)化區(qū)組實(shí)驗(yàn) l部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)l響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)l田口設(shè)計(jì)田口設(shè)計(jì)l混料設(shè)計(jì)混料設(shè)

8、計(jì)過程參數(shù)設(shè)計(jì)過程參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化優(yōu)化l選擇最佳的參數(shù)組合使產(chǎn)品選擇最佳的參數(shù)組合使產(chǎn)品對雜音最不敏感對雜音最不敏感；l應(yīng)用直交表應(yīng)用直交表進(jìn)行原因檢測和平均值的處理；進(jìn)行原因檢測和平均值的處理；l應(yīng)用直交表使變異最小；應(yīng)用直交表使變異最??；l最低成本最低成本田口試驗(yàn)田口試驗(yàn)是運(yùn)用最多的好方法深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -7-DOEDOE常見術(shù)語常見術(shù)語1 1l我們假定過程的結(jié)果當(dāng)中，y1，y2，y3是我們關(guān)心的輸出變量，這些我們常常稱之為響應(yīng)（響應(yīng)（responseresponse）l我們將影響響應(yīng)的那些變量稱為實(shí)驗(yàn)問題中的因子。其中x1,x2,x3

9、是人們在實(shí)驗(yàn)中可以控制的因子，我們稱為可控因子（可控因子（controlled factorcontrolled factor）l在影響過程和結(jié)果的因子中除了控制因子還包括一些不可控因子不可控因子（uncontrolled factor）：u1,u2,他們通常包括環(huán)境、操作員、材料批次等，對于這些變量我們通常很難把它們控制在某個(gè)精確值上。不可控因子不可控因子-噪音噪音U響應(yīng)響應(yīng)Y可控因子可控因子X可控因子可控因子是影響過程最終結(jié)果（響應(yīng)響應(yīng)）的輸入變量。深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -8-DOEDOE常見術(shù)語常見術(shù)語2 2響應(yīng)（響應(yīng)（Response

10、):Response):實(shí)驗(yàn)輸出的結(jié)果，即因變量，通常用“Y”表示。因子（因子（Factor):Factor):影響實(shí)驗(yàn)輸出結(jié)果的不同輸入變量，即自變量，通常用“X”表示。水平（水平（Level):Level):實(shí)驗(yàn)中對因子的不同設(shè)定值。噪音（噪音（Noise):Noise):不可控制的因子/因素。分組（分組（Blocking):Blocking):也叫做模塊化，將噪音的干擾最小化的方法。隨機(jī)化（隨機(jī)化（Randomization)Randomization)：以一種隨機(jī)的次序做試驗(yàn)。（消除噪音變量或隨機(jī)誤差的影響消除噪音變量或隨機(jī)誤差的影響）編碼（編碼（CodeCode）:用簡單的符號或數(shù)字

11、來代替“X”的時(shí)間的水平的方法。通常把計(jì)量型 因子的高水平設(shè)定為“+1”，低水平設(shè)定為“-1”，中心水平設(shè)定為“0”。重復(fù)（重復(fù)（Repetition):Repetition):一種組合的反復(fù)，以得到相同水平的多個(gè)結(jié)果。也即在一個(gè)實(shí)驗(yàn)配置組 合條件下測試數(shù)個(gè)樣品（揭示短期有效性揭示短期有效性）再現(xiàn)再現(xiàn)(Replication): 以隨機(jī)的次序重復(fù)整個(gè)實(shí)驗(yàn)，而不是按同樣的次序把實(shí)驗(yàn)再做一次。 （降低系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差降低系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差）。也即在一個(gè)時(shí)間序列上重做整個(gè)實(shí)驗(yàn)（揭示長期有效性揭示長期有效性）主效果（主效果（Main Effect):Main Effect):對單個(gè)因子而言，從一個(gè)水

12、平到另一個(gè)水平的變化對輸出的平均影響交互作用（交互作用（Interaction):Interaction):即一個(gè)因子A對Y的影響的影響，依賴于因子B所處的水平。 則稱A與B有交互作用。深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -9-DOEDOE常見術(shù)語常見術(shù)語3 3實(shí)驗(yàn)次數(shù)實(shí)驗(yàn)次數(shù): :多水平實(shí)驗(yàn)次數(shù)=K1*K2*K3(K1,K2,K3為第K個(gè)因子的水平數(shù)）。 兩水平實(shí)驗(yàn)次數(shù)=2K;三水平實(shí)驗(yàn)次數(shù)=3K。p計(jì)量特性的種類（田口試驗(yàn)）計(jì)量特性的種類（田口試驗(yàn)）l 望目望目特性特性：此特性具有一特定的目標(biāo)值(愈近目標(biāo)值愈好愈近目標(biāo)值愈好)，例如尺寸、換檔壓力、 間

13、隙、 粘度等。l 望小望小特性特性：目標(biāo)的極端值是(值愈小愈好值愈小愈好)，例如磨耗、收縮、劣化、雜音水準(zhǔn)等l 望大望大特性特性：目標(biāo)值為無限大(值愈大愈好值愈大愈好)，例如強(qiáng)度、壽命、燃料效率等。p附：附：品質(zhì)特性可分為品質(zhì)特性可分為二二類類l 計(jì)量特性計(jì)量特性：能以連續(xù)尺度量測。如厚度、濃度、時(shí)間等。l 計(jì)數(shù)特性計(jì)數(shù)特性：不能以連續(xù)尺度量測，但能按不連續(xù)分級尺度分類。常依主觀而判定，如 好、更好、最好、不合格、不合格品數(shù)等。深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -10-DOEDOE常見術(shù)語常見術(shù)語4-4-正交表正交表正交表（直交表）特點(diǎn)：正交表（直交表）

14、特點(diǎn)：-每一列都是自我平衡，即每一列中每一列都是自我平衡，即每一列中各水準(zhǔn)出現(xiàn)的頻率相同。各水準(zhǔn)出現(xiàn)的頻率相同。-每兩列間都是互相平衡每兩列間都是互相平衡 ，即在某一，即在某一列中出現(xiàn)某水準(zhǔn)的所有實(shí)驗(yàn)組，在列中出現(xiàn)某水準(zhǔn)的所有實(shí)驗(yàn)組，在另一列中出現(xiàn)各水準(zhǔn)的頻率相同。另一列中出現(xiàn)各水準(zhǔn)的頻率相同。深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -11-陳述實(shí)際問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰧?shí)際問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^通過DOE 想想達(dá)達(dá)到到什么目的什么目的? Y是什么？計(jì)量型？計(jì)數(shù)型？是什么？計(jì)量型？計(jì)數(shù)型？如產(chǎn)出率如產(chǎn)出率, 作業(yè)時(shí)間作業(yè)時(shí)間, 清潔度等清潔度等 如溫度如溫度(100,

15、150),重量重量(20,30,40kg) 全因子全因子實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn), 田口田口設(shè)計(jì)設(shè)計(jì), 2K因子因子實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)或或響響應(yīng)應(yīng)曲面曲面設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)等等 收集收集實(shí)驗(yàn)結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的果的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 運(yùn)運(yùn)用用Minitab進(jìn)進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析據(jù)分析制定改善方案制定改善方案 DOEDOE的處方的處方必要時(shí)重復(fù)實(shí)驗(yàn)必要時(shí)重復(fù)實(shí)驗(yàn)深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -12-陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰡栴}和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇選擇“Y”響應(yīng)變量響應(yīng)變量陳述因子和水平陳述因子和水平選擇選擇DOE實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃2 首先要明白實(shí)驗(yàn)

16、的目的到底要什么？首先要明白實(shí)驗(yàn)的目的到底要什么？ 把握把握Vital Few Xs(Vital Few Xs(少數(shù)關(guān)鍵少數(shù)關(guān)鍵X X）的影響程度）的影響程度 把握選定的重要把握選定的重要X X之間的交互作用之間的交互作用 建立建立X X和和Y Y的預(yù)測模型的預(yù)測模型 決定決定Y Y最佳化的最佳化的X X的條件的條件: :DOEDOE處方處方-1.-1.陳述實(shí)際問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰧?shí)際問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康纳钲谒倮藬?shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -13-2選擇響應(yīng)變量選擇響應(yīng)變量“Y Y”( (特性值特性值) ) 響應(yīng)變量的定義響應(yīng)變量的定義 - 改善的目的是什么? 目

17、標(biāo)值(平均)/散布水準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)偏差) - 響應(yīng)變量隨著時(shí)間變嗎? 響應(yīng)變量是否具備正態(tài)分布? - 希望能發(fā)現(xiàn)出多大的響應(yīng)變量的變化程度? - MSA（測量分析系統(tǒng)）是否可靠? - 希望得到多個(gè)輸出響應(yīng)變量嗎? 計(jì)數(shù)型與計(jì)量型數(shù)據(jù)的比較計(jì)數(shù)型與計(jì)量型數(shù)據(jù)的比較? ? 計(jì)數(shù)型屬性數(shù)據(jù)（合格/不合格率）的有效性不及計(jì)量型數(shù)據(jù)（連續(xù)測量數(shù)據(jù)）， 這表明需要大量的數(shù)據(jù)才能得出數(shù)據(jù)有效的統(tǒng)計(jì)結(jié)論。所 以盡量選擇計(jì)量型數(shù)據(jù)作為Y,以避免收集大量數(shù)據(jù) 陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰡栴}和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇選擇“Y”響應(yīng)變量響應(yīng)變量陳述因子和水平陳述因子和水平選擇選擇DOE實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)

18、驗(yàn)結(jié)果結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃DOEDOE處方處方-2.-2.選擇選擇“Y Y”響應(yīng)變量響應(yīng)變量深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -14-陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰡栴}和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇選擇“Y”響應(yīng)變量響應(yīng)變量陳述因子和水平陳述因子和水平選擇選擇DOE實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃DOEDOE處方處方-3.-3.陳述因子和水平陳述因子和水平2 決定因子決定因子選擇選擇“X X”因子，盡量為計(jì)量型，可以從以下來因子，盡量為計(jì)量型，可以從以下來 ： - 因果圖 - 頭腦風(fēng)暴法 - 流程圖 - 專家意見 - 供應(yīng)商輸入

19、- 競爭性分析 - 分析階段結(jié)果 寧缺毋濫！寧缺毋濫！ 處理噪音變量（不可控因子）的方法處理噪音變量（不可控因子）的方法 - 利用隨機(jī)化 - 試圖把噪音變量維持為常數(shù)的方法 - 利用Block化 - 反復(fù)實(shí)驗(yàn) 深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -15-陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰡栴}和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇選擇”Y”響應(yīng)變量響應(yīng)變量陳述因子和水平陳述因子和水平選擇選擇DOE實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃2 決定因子的水平?jīng)Q定因子的水平 按因子數(shù)及影響的特性選擇水平數(shù)按因子數(shù)及影響的特性選擇水平數(shù) - - 因子多時(shí),用2水

20、平 - 只有線形影響時(shí),用2水平 - 估計(jì)有曲線影響時(shí),用3水平 水平的范圍設(shè)定水平的范圍設(shè)定: : -選擇選擇“X X” ” 變量，要有足夠的范圍以體現(xiàn)差異變量，要有足夠的范圍以體現(xiàn)差異。 - 不可脫離實(shí)現(xiàn)可能性的范圍(但可以超出當(dāng)前 Process的范圍)。 - 對計(jì)量性數(shù)據(jù)的輸入變量的水平設(shè)定,大體上 要考慮當(dāng)前條件的界限。DOEDOE處方處方-3.-3.陳述因子和水平陳述因子和水平深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -16-陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰡栴}和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇選擇“Y” 響應(yīng)變量響應(yīng)變量陳述因子和水平陳述因子和水平選擇選擇DOE實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)

21、據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃考慮實(shí)驗(yàn)的目的和預(yù)算等選擇考慮實(shí)驗(yàn)的目的和預(yù)算等選擇DOEDOEDOEDOE處方處方-4.-4.選擇選擇DOEDOE當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要考慮如下關(guān)當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要考慮如下關(guān)鍵因素鍵因素a)實(shí)驗(yàn)限制條件b)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法c)噪聲變量d)隨機(jī)化和分組e)重復(fù)和反復(fù)f)樣本容量深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -17-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素(1)(1)DOEDOE處方處方-4.-4.選擇選擇DOEDOE4a)確定實(shí)驗(yàn)限制條件確定實(shí)驗(yàn)限制條件確定實(shí)驗(yàn)可采用方案數(shù)與實(shí)驗(yàn)次數(shù)的限制條件。

22、實(shí)驗(yàn)限制條件可以是時(shí)間，金錢，人力資源，物質(zhì)限制等。決定你將做多少次實(shí)驗(yàn)。結(jié)合你的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，選擇最佳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及你可以采用的最多的實(shí)驗(yàn)次數(shù)。注意：注意：1.不要在第一次實(shí)驗(yàn)中用完你所有的資源2.成功的DOE是一個(gè)反復(fù)的過程，不是一次實(shí)驗(yàn)就能完成的！深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -18-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素(2)(2)DOEDOE處方處方-4.-4.選擇選擇DOEDOE4b)4b)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法篩選實(shí)驗(yàn)篩選實(shí)驗(yàn)6 6以上以上部分因子實(shí)驗(yàn)部分因子實(shí)驗(yàn)410410全因子實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1515田口設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)221 1

23、3 3DOE 種類種類因子數(shù)量因子數(shù)量選別重要因子選別重要因子選別重要因子選別重要因子因子與因子與Y Y的關(guān)系的關(guān)系尋找因子的尋找因子的最佳條件組合最佳條件組合目的目的區(qū)區(qū)分主效果分主效果主效果和主效果和部分交互作用部分交互作用所有主效果和所有主效果和交互作用交互作用( (線性效果）線性效果）設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)或工序或工序參數(shù)優(yōu)參數(shù)優(yōu)化化作用作用低低現(xiàn)在現(xiàn)在工序知識工序知識狀態(tài)狀態(tài)高高響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)2323設(shè)定因子的設(shè)定因子的最佳條件最佳條件反應(yīng)變量的反應(yīng)變量的預(yù)測模型預(yù)測模型( (曲線效果）曲線效果）效果效果深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -19-4

24、c)噪聲變量噪聲變量 噪聲變量會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是我們不能控制它或選擇對其不進(jìn)行控制。此類變量為已知或未知。范例：范例：-季節(jié)因素，溫度、濕度-設(shè)備-操作人員-原材料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素(3)(3)DOEDOE處方處方-4.-4.選擇選擇DOEDOE通?？梢酝ㄟ^分組和隨機(jī)化來通?？梢酝ㄟ^分組和隨機(jī)化來降低噪聲變量的影響！降低噪聲變量的影響！深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -20-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素(4)(4)4d)分組（分組（Blocking) 將數(shù)據(jù)分成類似的幾組，以將噪聲或潛伏變量的影響降到最小。實(shí)例：在四把槍（A

25、、B、C和D)及四個(gè)戰(zhàn)士測試槍好不好。A A A AB B B BC C C CD D D DA B C DB C D AC D A BD A B C戰(zhàn)士1戰(zhàn)士2戰(zhàn)士3戰(zhàn)士4造成改變的原因是槍還是戰(zhàn)士？4d)隨機(jī)化（隨機(jī)化（Randomizing)通過分組方法對槍和戰(zhàn)士進(jìn)行獨(dú)立測試減少包括噪聲和潛伏變量在內(nèi)的其他變量的影響。隨機(jī)化： -運(yùn)行順序 -測量順序DOEDOE處方處方-4.-4.選擇選擇DOEDOE深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -21-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素(5)(5)4e)重復(fù)（重復(fù)（Repetition)在不重新設(shè)置的情況下

26、，對每次實(shí)驗(yàn)運(yùn)行測量多個(gè)樣本。如AABBCC-更好地估計(jì)短期短期變差再現(xiàn)（再現(xiàn)（Replication)完全重新設(shè)置整個(gè)實(shí)驗(yàn)，以得到相同水平的多個(gè)結(jié)果。如ABCABC-更好地估計(jì)長期長期變差壓力：L L L L H H H H溫度：L L H H L L H H壓力：L L H H L L H H溫度：L H L H L H L HDOEDOE處方處方-4.-4.選擇選擇DOEDOE深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -22-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素(6)(6)DOEDOE處方處方-4.-4.選擇選擇DOEDOE4f)確定樣本容量確定樣本容量因

27、為觀測值會(huì)有變化，我們知道不能總相信測試一個(gè)樣本得出的結(jié)果?？紤]以下因素：Y的標(biāo)準(zhǔn)差（），通常通過歷史數(shù)據(jù)得到。實(shí)驗(yàn)結(jié)果要得到的重要的差異的大小（）， =目標(biāo)值-現(xiàn)在值確定適當(dāng)樣本數(shù)量的置信水平（，）通常取=0.05， =0.10.成本（ ）測試大數(shù)量樣本可能耗費(fèi)較高的資金和時(shí)間成本。有時(shí)較大量的樣本也不容易（ 或不可能）收集。目標(biāo)是以較低成本測試足量的樣本，以使結(jié)果擁有充分的置信度。同時(shí)達(dá)到兩個(gè) 目標(biāo)并不總是可能。樣本量的收集幾乎總是在精確度和成本之間進(jìn)行權(quán)衡。通常經(jīng)驗(yàn)做法是實(shí)驗(yàn)Replication的次數(shù)取2次以上。深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training

28、-23-2實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù) 確保進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前應(yīng)設(shè)計(jì)好數(shù)據(jù)記錄表（可以利用可以利用MinitabMinitab）， 以保證在設(shè)計(jì)好的表格內(nèi)記錄所有數(shù)據(jù)。 在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中應(yīng)一直在場一直在場，因?yàn)槟銦o法預(yù)料會(huì)發(fā)生什么 樣的情況！準(zhǔn)備數(shù)據(jù)收集計(jì)劃. 保留實(shí)驗(yàn)樣本將會(huì)對你有所幫助，如果某一測量值出現(xiàn)問題， 你可以重新測量該樣本。 訓(xùn)練數(shù)據(jù)收集者. 有必要可以示范運(yùn)營. 實(shí)施實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù).陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰡栴}和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇選擇“Y”響應(yīng)變量響應(yīng)變量陳述因子和水平陳述因子和水平選擇選擇DOE實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃DOEDO

29、E處方處方-5.-5.實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -24-陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰡栴}和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇選擇“Y”響應(yīng)變量響應(yīng)變量陳述因子和水平陳述因子和水平選擇選擇DOE實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃DOEDOE處方處方-6.-6.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果6a.為整個(gè)模型建立方差分析表 統(tǒng)計(jì)DOE因子分析因子設(shè)計(jì)6b.簡化模型（去除不顯著的項(xiàng)或平方和影響低的項(xiàng)）3.進(jìn)行殘值診斷，保證模型適合 統(tǒng)計(jì)回歸回歸4.研究顯著的交互作用（P-值DOE因子因子圖 統(tǒng)計(jì)方差分析交互

30、作用圖5.研究顯著的主效果（P-值DOE因子因子圖 統(tǒng)計(jì)方差分析交互作用圖6.陳述獲得的數(shù)學(xué)模型Y=f(X),計(jì)算%SS的影響和評估實(shí)際的重要性深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -25-DOEDOE處方處方-6.-6.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行殘差診斷，進(jìn)行殘差診斷，保證模型適合保證模型適合 四合一圖的判斷方法：四合一圖的判斷方法：1)正態(tài)概率圖正態(tài)概率圖：觀察殘差的正態(tài)性檢驗(yàn)圖：是否符合正態(tài)分布.2)殘差殘差與擬合值與擬合值圖：圖：觀察殘差對于以各自變量為橫軸的散點(diǎn)圖：是否有彎曲趨勢。3)直方圖直方圖：觀察殘差對于以響應(yīng)變量擬合預(yù)測值為橫軸的散點(diǎn)圖：

31、等方差性，即是否 有“漏斗型”或“喇叭型”。4)殘差殘差與順序與順序圖圖：觀察殘差對于以觀測值順序?yàn)闄M軸的散點(diǎn)圖：是否隨機(jī)波動(dòng)。深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -26-需回答的問題：需回答的問題： Y是否存在改善跡象？ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有統(tǒng)計(jì)顯著性？ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否具有實(shí)際顯著性？ 我們是否需要運(yùn)行附加實(shí)驗(yàn)？ 重新驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠再現(xiàn)嗎？ 以后應(yīng)該如何應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果控制該工程？總結(jié)與計(jì)劃：總結(jié)與計(jì)劃： 利用所有已知的情報(bào)解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果 設(shè)定對輸出變量的預(yù)測模型并決定最佳因子水平 追加實(shí)驗(yàn)確認(rèn)結(jié)論 (再現(xiàn)性實(shí)驗(yàn)) 沒有得到較好的結(jié)果應(yīng)制定對策(必要的話實(shí)施

32、追加實(shí)驗(yàn)) 將模型轉(zhuǎn)換為真實(shí)的流程設(shè)置，下結(jié)論 對結(jié)論和改善方案制作成報(bào)告書 提議復(fù)制最佳狀態(tài)，計(jì)劃下一步實(shí)驗(yàn)并將變化制度化。結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃陳述問題和實(shí)驗(yàn)?zāi)康年愂鰡栴}和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇選擇”Y”響應(yīng)變量響應(yīng)變量陳述因子和水平陳述因子和水平選擇選擇DOE實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)實(shí)施實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果DOEDOE處方處方-7.-7.結(jié)論和計(jì)劃結(jié)論和計(jì)劃深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -27-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例q 一名工程師想要了解合金鋼硬度隨著熱處理工藝變化的變化。q 他設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用兩種不同的溫度(低和高)，

33、兩個(gè)時(shí)間(短和長)，來自兩個(gè)不同制造商的爐子。但他只有足夠做一次復(fù)制實(shí)驗(yàn)的資源。q 步驟步驟1: 陳述實(shí)際問題 該工程師想要了解合金鋼的硬度。q 步驟步驟2:選擇”Y”響應(yīng)變量 合金鋼的硬度HRCq 步驟步驟3:陳述重要的因子和水平 溫度:1 & 2；時(shí)間:1 & 2；爐子:A & B深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -28-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例步驟熱處理實(shí)例步驟4：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)q選擇樣本尺寸 已知: 重復(fù)一次(有多少種實(shí)驗(yàn)組合?)深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -29

34、-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例步驟熱處理實(shí)例步驟4：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（續(xù)）（續(xù)）深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -30-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例步驟熱處理實(shí)例步驟4：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（續(xù)）（續(xù)）深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -31-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例步驟熱處理實(shí)例步驟4：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)（續(xù)）（續(xù)）數(shù)據(jù)附在本培訓(xùn)資料的文件夾目錄下（根據(jù)上表安排根據(jù)上表安排8組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)）深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -32-DOE方法演示方法演

35、示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例步驟步驟6：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（先打開（先打開MinitabMinitab軟件，從軟件，從文文件件 打開工作表打開工作表.打開）打開）6a.6a.為整個(gè)模型建立方差分析表為整個(gè)模型建立方差分析表 深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -33-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例步驟步驟6：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)）（續(xù)）6a.6a.為整個(gè)模型建立方差分析表為整個(gè)模型建立方差分析表 深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -34-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例步驟步驟6：

36、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)）（續(xù)）6a.6a.為整個(gè)模型建立為整個(gè)模型建立方差分析表方差分析表 深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -35-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例步驟步驟6：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)（續(xù)）6a.6a.為整個(gè)模型建立為整個(gè)模型建立方差分析表方差分析表 深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -36-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例步驟步驟6：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)）（續(xù)）6a.6a.為整個(gè)模型建立方差分析表為整個(gè)模型建立方差分析表 深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪

37、數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -37-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例步驟步驟6：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)）（續(xù)）6b.6b.用簡化模型重新分析實(shí)驗(yàn)用簡化模型重新分析實(shí)驗(yàn)(去除不顯著的項(xiàng)或平方和影響低的項(xiàng)）深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -38-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例步驟步驟6：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)）（續(xù)）6b.6b.用簡化模型重新分析實(shí)驗(yàn)用簡化模型重新分析實(shí)驗(yàn)(存儲預(yù)測值和殘值）深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DOE Training -39-DOE方法演示方法演示-熱處理實(shí)例熱處理實(shí)例步驟步驟6：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果（續(xù)）（續(xù)）6b.6b.用簡化模型重新分析實(shí)驗(yàn)用簡化模型重新分析實(shí)驗(yàn)(Minitab計(jì)算結(jié)果-簡化模型）深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司深圳速浪數(shù)字技術(shù)有限公司DO