質(zhì)量管理技術(shù)1ppt課件

1、實 驗 設(shè) 計 基 礎(chǔ)Alexander MengSQA, SAE Magnetics Ltd.課程安排第一講：實驗設(shè)計中的正交實驗第二講：方差分析和2k因子、3k因子設(shè)計第三講：正交實驗的方差分析第四講：穩(wěn)健設(shè)計和產(chǎn)品的三階段設(shè)計第五講：可靠性設(shè)計.第一講：實驗設(shè)計中的正交實驗第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù)第二節(jié)：進(jìn)展實驗設(shè)計的意義及其開展過程第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法第四節(jié)：混合程度的正交實驗設(shè)計第五節(jié)：有交互作用的正交實驗設(shè)計.第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù)在掌握專業(yè)知識的根底上，一個優(yōu)秀的工程師至少該當(dāng)掌握以下的質(zhì)量管理技術(shù)：1. Cpk (過程才干指數(shù))2.

2、 GR&R (反復(fù)性和再現(xiàn)性)3. Correlation (相關(guān)性).4.SPC(統(tǒng)計過程控制)技術(shù)就是利用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段進(jìn)展監(jiān)控，從而到達(dá)改良與保證質(zhì)量的目的。SPC強(qiáng)調(diào)全過程的預(yù)防。居QC七工具中心位置的控制圖是SPC的重要工具，它包括計量值控制圖和計數(shù)值控制圖。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).5.CUSUM控制圖和EWMA控制圖CUSUM(累積和)控制圖的設(shè)計思想就是對數(shù)據(jù)的信息加以積累.它的實際根底是序貫分析原理中的序貫概率比檢驗，經(jīng)過對信息的累積，將過程的小偏移累加起來，到達(dá)放大的效果，提高檢測過程小偏移的靈敏度。CUSUM控制圖分別可用于計量性數(shù)據(jù)(正態(tài)分布

3、)不合格品數(shù)(泊松分布)，不合格品率(二項分布)。EWMA(指數(shù)加權(quán)滑動平均)控制圖中控制統(tǒng)計量同樣利用了歷史數(shù)據(jù),而且它可以對不同階段的數(shù)據(jù)取不同的權(quán)重，距今越近的數(shù)據(jù)權(quán)重越大，反之那么越小。EWMA控制圖設(shè)計的本質(zhì)就是尋覓最優(yōu)參數(shù)(入，K)組合的過程，所根據(jù)的原那么是：對給定的穩(wěn)態(tài)ARL(0)，使過程出現(xiàn)設(shè)定偏移量的偏移時具有最小失控的ARL。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).6.穩(wěn)健設(shè)計技術(shù)產(chǎn)品、工藝過程的穩(wěn)健設(shè)計方法和技術(shù)開發(fā)階段的穩(wěn)健技術(shù)開發(fā)方法統(tǒng)稱為穩(wěn)健設(shè)計技術(shù)，它是開發(fā)高質(zhì)量低本錢產(chǎn)品最有效的方法.在實踐消費(fèi)中，任何一種產(chǎn)品都存在一些噪聲要素影響其質(zhì)量，對待這些要素普通可

4、以有兩種態(tài)度：一是盡能夠消除這些要素，但實際上往往很難實現(xiàn)，即使能夠也需求破費(fèi)很大的代價，這是不值得的；二是盡量降低這些要素的影響，使產(chǎn)品特性對這些要素的變化不非常敏感。根本功能的性能穩(wěn)健取決于兩點(diǎn)：一是輸出質(zhì)量特性本身的動搖??；二是該質(zhì)量特性應(yīng)盡能夠接近設(shè)計目的值。 S/N可以比較準(zhǔn)確地反映這兩個目的。穩(wěn)健設(shè)計主要包括損失模型法、響應(yīng)面模型法、容差模型法和隨機(jī)模型法等。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù)7.質(zhì)量機(jī)能展開(QFD)QFD產(chǎn)生于日本，是一種在開發(fā)階段就對產(chǎn)品的適用性實施全方位保證，在產(chǎn)品的設(shè)計階段就確定制造過程中的質(zhì)量控制要點(diǎn)，以減

5、少消費(fèi)初期大量錯誤發(fā)生的系統(tǒng)方法。它從市場要求的情報出發(fā)，將其轉(zhuǎn)化為設(shè)計言語，繼而縱向經(jīng)過部件、零件展開至工序展開；橫向進(jìn)展質(zhì)量展開、技術(shù)展開、本錢展開的可靠性展開。方式上以大量的系統(tǒng)展開表和矩陣圖為特征，盡量將消費(fèi)中能夠出現(xiàn)的問題提早提示，以到達(dá)多元設(shè)計、多元保證的目的。最常用質(zhì)量功能展開的文件有：顧客要求謀劃矩陣；設(shè)計矩陣；最終產(chǎn)品特性展開矩陣；消費(fèi)、采購矩陣；過程方案和質(zhì)量控制表；作業(yè)指點(diǎn)書；.8.并行工程(或同步工程)現(xiàn)代企業(yè)面臨的主要課題是如何做好創(chuàng)新，但創(chuàng)新又面臨著兩個風(fēng)險:市場不確定性和技術(shù)不確定性。市場因顧客需求的變化和技術(shù)提高引起的競爭態(tài)勢的變化，要求產(chǎn)品的壽命周期縮短和更新

6、換代速度加快;技術(shù)上那么由于產(chǎn)品構(gòu)造的復(fù)雜化和新原理的采用，延伸了開發(fā)周期。而并行工程那么為企業(yè)如何以盡能夠短的開發(fā)周期推出顧客與社會需求的產(chǎn)品提供理處理思想和方法。并行工程是對產(chǎn)品及制造和輔助過程實施并行、一體化設(shè)計，促使開發(fā)者一直思索從概念構(gòu)成直到運(yùn)用后處置的產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的所有要素(包括質(zhì)量、本錢、進(jìn)度和運(yùn)用要求)的一種系統(tǒng)方法。并行工程中普遍采用質(zhì)量工程技術(shù)(如QFD、田口法、FMEA等)和計算機(jī)技術(shù)。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).9.程度比較 (Benchmarking)Benchmarking 是一個系統(tǒng)和延續(xù)的丈量過程，這個過程就是要針對世界范圍內(nèi)的領(lǐng)先企業(yè)和詳細(xì)

7、的領(lǐng)先過程進(jìn)展延續(xù)不斷的丈量和比較，以獲得協(xié)助公司采取改良展動的有效信息。程度比較可分為：內(nèi)部程度、競爭性程度、功能性程度、普通性水 平比較。程度比較的內(nèi)容：質(zhì)量、消費(fèi)率和時間(消費(fèi)率和時間反映了本錢問 題)。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).10.失效方式和效果分析 (FMEA)FMEA被運(yùn)用于產(chǎn)品設(shè)計和過程開發(fā)。它是一個重要的分析工具，有助于防止代價高的失效。它為設(shè)計小組提供了一個預(yù)期并消除這些失效的有效途徑。FMEA包括(設(shè)計)DFMEA和(過程)PFMEA。DFMEA應(yīng)從列出設(shè)計希望做什么以及不希望做什么開場，即設(shè)計意圖。期望的特性的定義越明確，就越容易識別潛在的失效方式，采取

8、糾正措施.PFMEA應(yīng)從整個過程的流程圖/風(fēng)險評價開場。流程圖應(yīng)確定與每個工序有關(guān)的產(chǎn)品/過程特性參數(shù)。假設(shè)能夠的話，還應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的DFMEA確定某些產(chǎn)品的影響后果。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).11.制造設(shè)計(DFM)和裝配設(shè)計(DFA)為優(yōu)化設(shè)計功能、可制造性、易于裝配之間關(guān)系所設(shè)計的同步工程.最主要的是要增進(jìn)對工藝變量與產(chǎn)品結(jié)果之間的關(guān)系的了解。在此根底上，設(shè)計者再在技術(shù)規(guī)范中確定必需在制造過程中加以控制的產(chǎn)品特性及其限制，以實現(xiàn)其運(yùn)用要求。這將有利于：1)改良產(chǎn)品的投產(chǎn)；2)改良現(xiàn)有制造過程才干；3)提供可用于主管和工人培訓(xùn)的信息；DFM和DFA通常由一個橫向職能小組來運(yùn)用

9、，這可以防止工程師設(shè)計超出裝配技術(shù)或產(chǎn)量才干的制造或裝配步驟。小組通常有其他領(lǐng)域的專家和顧客參與，以處理設(shè)計人員知識缺乏或未領(lǐng)悟某一重要設(shè)計特性。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).12.實驗設(shè)計(DOE)一種用于控制過程輸入以便更好地了解對過程輸出影響的實驗技術(shù).實驗設(shè)計的代表性方法包括傳統(tǒng)方法和田口方法。田口方法的目的是經(jīng)過設(shè)計保證質(zhì)量，它經(jīng)過確定和控制呵斥過程 / 產(chǎn)質(zhì)量量出現(xiàn)偏向的關(guān)鍵變量(或噪音)來到達(dá)目的。其整個概念可描畫為以下兩個根本點(diǎn)：1)應(yīng)該用相對于規(guī)定的目的值的偏向來衡量質(zhì)量，而不應(yīng)該由能否滿足預(yù)先設(shè)定的公差限制來衡量質(zhì)量。2)質(zhì)量不能先靠檢驗和返工來保證，必需經(jīng)過適

10、當(dāng)?shù)倪^程和產(chǎn)品設(shè)計來實現(xiàn)。設(shè)計循環(huán)分為三個階段：系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計、公差設(shè)計。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).13.運(yùn)動/人機(jī)工程學(xué)分析經(jīng)過對過程設(shè)計的評價，以確保與人的才干兼容。運(yùn)動分析是指與完成義務(wù)(如升、扭、延伸)有關(guān)的人的才干，以防止或減輕應(yīng)變、應(yīng)力、過度疲勞等問題。有關(guān)影響要素包括工人的人體尺寸、設(shè)計產(chǎn)品的布置、按扭 / 開關(guān)的位置，加在人身上的負(fù)荷，及諸如噪音振動、照明和空間等方面的環(huán)境影響。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).14.運(yùn)動/人機(jī)工程學(xué)分析經(jīng)過對過程設(shè)計的評價，以確保與人的才干兼容。運(yùn)動分析是指與完成義務(wù)(如升、扭、延伸)有關(guān)的人的才干，以防止或減輕應(yīng)

11、變、應(yīng)力、過度疲勞等問題。有關(guān)影響要素包括工人的人體尺寸、設(shè)計產(chǎn)品的布置、按扭 / 開關(guān)的位置，加在人身上的負(fù)荷，及諸如噪音振動、照明和空間等方面的環(huán)境影響。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).15.價值分析和價值工程(VA和VE)采用多種技術(shù)來正確地分析某一產(chǎn)品的功能，往往可以改良產(chǎn)品的性能，降低本錢，由于這樣可以找到并運(yùn)用其它的代用資料消費(fèi)方法。這種功能評價的過程叫做價值分析。美國那么將運(yùn)用價值分析過程以降低設(shè)計本錢稱之為價值工程。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).16.可靠性工程方案通常一個可靠性工程要具備三個必要條件：1). 產(chǎn)品設(shè)計：假設(shè)在產(chǎn)品設(shè)計中未對可靠性進(jìn)展足夠的

12、思索的話，任何諸如檢驗和實驗的其它的后續(xù)措施都不能彌補(bǔ)缺乏；2). 零件：用于制造產(chǎn)品的零件必需滿足功能要求，可以在經(jīng)過制造過程后而不致衰退，并且可以在其運(yùn)用的環(huán)境條件下正常運(yùn)轉(zhuǎn)而不至損壞；3). 質(zhì)量控制：必要的制造程序、過程和控制必需予以執(zhí)行和堅持；第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).17.蒙特卡洛方法Monte Carlo 方法也稱為隨機(jī)模擬方法，其根本思想是，為了求解數(shù)學(xué)、物理、工程技術(shù)以及消費(fèi)管理等方面的問題，首先建立一個概率模型或隨機(jī)過程，使它的參數(shù)等于問題的解；然后經(jīng)過對模型或過程的察看或抽樣實驗來計算所求參數(shù)的統(tǒng)計特征，最后給出所求解的近似值。第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的

13、質(zhì)量管理技術(shù).18.計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)它們可以將產(chǎn)品的詳細(xì)要求轉(zhuǎn)化為最終的實物產(chǎn)品，可以使設(shè)計者思索許多不同的設(shè)計方案，并大大縮短任務(wù)時間。如今常被用于以下領(lǐng)域：1)可靠性：為改良的低溫設(shè)計可靠性而進(jìn)展的設(shè)備的熱工設(shè)計；2)可維修性：工件位置，可到達(dá)間隔及其它與設(shè)計相關(guān)的人體需求 圖解；3)可實驗性：將實驗謀劃思索在設(shè)計過程中的總體實驗要求的分析;第一節(jié)：優(yōu)秀工程師該當(dāng)掌握的質(zhì)量管理技術(shù).為何要學(xué)習(xí)DOE？傳統(tǒng)的試驗周期長，試驗方法粗糙，能夠?qū)е略囼灡惧X大幅提高，而且往往經(jīng)過大量推理、統(tǒng)計分析的結(jié)論，其價值根本無法和試驗設(shè)計得出的結(jié)論相提并論。因為后者是建立在科學(xué)分析的事實基礎(chǔ)上的，所以

14、試驗設(shè)計在設(shè)計改善等各階段、領(lǐng)域都有宏大的應(yīng)用價值。.為何要學(xué)習(xí)DOE？因為統(tǒng)計試驗設(shè)計可在解決許多問題時發(fā)揮作用。特別在分析和改善階段特別有用，用以對大量輸入變量進(jìn)行篩選及確定關(guān)鍵的少數(shù)輸入變量并確定其對輸出變量的影響。統(tǒng)計試驗設(shè)計允許同時考慮一切疑心會對品質(zhì)問題產(chǎn)生影響的能夠要素，即使存在交互作用影響，也可對主要影響進(jìn)行評估。試驗設(shè)計是一種研討與處理多要素試驗的科學(xué)方法。試驗設(shè)計允許在同一時間存在多個輸入變量的變化，可同時對大量變量進(jìn)行簡單和迅速的處理。不過，目前國內(nèi)的大學(xué)教育都沒有涉及到系統(tǒng)的DOE培訓(xùn)課程，特別是實踐方面的訓(xùn)練尤為欠缺。.培訓(xùn)目的:通過對相關(guān)概念、理論的學(xué)習(xí)，使學(xué)員了解

15、DOE的基礎(chǔ)知識和運(yùn)作方法；結(jié)合實際操作練習(xí)使學(xué)員熟煉掌握DOE任務(wù)的根本方法，并應(yīng)用于日常任務(wù)，改善試驗效果，提高任務(wù)績效；提高SAE工程師的試驗程度，優(yōu)化、改善SAE產(chǎn)品品質(zhì)。.進(jìn)展實驗設(shè)計的意義:實驗設(shè)計方法是數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的運(yùn)用方法之一，在很多學(xué)科中得到廣泛的運(yùn)用。它的主要內(nèi)容是討論如何合理地安排實驗、獲得數(shù)據(jù)，然后進(jìn)展綜合的科學(xué)分析，從而到達(dá)盡快獲得最優(yōu)方案的目的。實驗設(shè)計在工程學(xué)領(lǐng)域是改良制造過程的性能的非常重要的手段。它在開發(fā)新工序中亦有著廣泛的運(yùn)用。在工序開發(fā)的早期運(yùn)用實驗設(shè)計方法能得出以下成果：1. 提高產(chǎn)量；2. 減少變異性，與額定值或目的值更為一致；3. 減少開發(fā)時間；4.

16、減少總本錢；第二節(jié)：進(jìn)展實驗設(shè)計的意義及其開展過程.對一個詳細(xì)實驗而言，實驗方法的優(yōu)劣主要表達(dá)在實驗方案的設(shè)計和對實驗結(jié)果的分析上。運(yùn)用實驗設(shè)計這一工具，就能對實驗進(jìn)展合理安排，對實驗結(jié)果進(jìn)展科學(xué)的分析，以較小的實驗規(guī)模(實驗次數(shù))、較短的實驗周期和較低的實驗本錢，獲得理想的實驗結(jié)果和正確的結(jié)論。一個完好的實驗包括實驗設(shè)計、實驗實施和實驗結(jié)果分析三個階段。第二節(jié)：進(jìn)展實驗設(shè)計的意義及其開展過程.實驗設(shè)計的根本原那么反復(fù)實驗原那么實驗順序隨機(jī)化原那么分塊實驗原那么(區(qū)組化原那么).前言 : 實驗設(shè)計在生產(chǎn)/制造過程中的位置.生產(chǎn)/ 制造 過程可控制要素 不可控制要素 資產(chǎn). 統(tǒng)計技術(shù)在 生產(chǎn)/制

17、造過程 中的應(yīng)用是對 過程中輸入 的變量 (人,機(jī),料,法,環(huán)) 進(jìn)行有目的地優(yōu)化, 使輸出的結(jié)果更加理想. 實驗設(shè)計 是其中較為有效的一種工程工具.通過實驗進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計通過實驗,控制其不良的影響程度.實驗設(shè)計在生產(chǎn)/制造過程中的位置ProcessXYY=f(x)建模過程DOE被看作一個以總本錢最低，獲得最杰出質(zhì)量的方法。.第二節(jié)：進(jìn)展實驗設(shè)計的意義及其開展過程實驗設(shè)計的開展過程:實驗設(shè)計方法始于本世紀(jì)20年代，其開展過程大致可分為三個階段：1. 早期的方差分析法。這種方法是在本世紀(jì)20年代由英國生物統(tǒng)計學(xué) 家、數(shù)學(xué)家費(fèi)歇(Fisher)提出的，開場主要運(yùn)用于農(nóng)業(yè)、生物學(xué)、遺 傳學(xué)方面，獲得了

18、豐盛成果。二戰(zhàn)期間，英、美采用這種方法在工 業(yè)消費(fèi)中獲得顯著效果；2. 傳統(tǒng)的正交實驗設(shè)計法。以日本的田口玄一為代表；3. 信噪比實驗設(shè)計法與三階段設(shè)計法。1957年，田口玄一提出信噪比 設(shè)計法和產(chǎn)品的三階段設(shè)計法。他把信噪比設(shè)計和正交表設(shè)計、方 差分析相結(jié)合，開辟了更為重要、更為廣泛的運(yùn)用領(lǐng)域。.為什么要進(jìn)展正交實驗:在實踐消費(fèi)中，影響實驗的要素往往是多方面的，我們要調(diào)查各因素對實驗影響的情況。在多要素、多程度實驗中，假設(shè)對每個要素的每個程度都相互搭配進(jìn)展全面實驗，需求做的實驗次數(shù)就會很多.比如對兩 個7程度的要素，假設(shè)兩要素的各個程度都相互搭配進(jìn)展全面實驗，就要做73=343次實驗，對6個

19、7程度的要素，進(jìn)展全面試驗要做76=117649次實驗。這顯然是不經(jīng)濟(jì)的。我們該當(dāng)在不影響實驗效果的前提下，盡能夠地減少實驗次數(shù)。正交設(shè)計就是處理這個問題的有效方法。正交設(shè)計的主要工具是正交表。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.右圖是一個比較典型的正交表.“L表示此為正交表, “8表示試驗次數(shù), “2表示兩程度, “7表示試驗最多可以有7個要素 (包括單個要素及其交互作用).第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法正交表:.正交表的表示方法:普通的正交表記為Ln(Mk)，n是表的行數(shù)， 也就是要安排的實驗次數(shù);k 是表中的列數(shù)，表示要素的個數(shù)；m 是各要素的程度數(shù)；常見的正交表:2程度的有 L4(23

20、), L8(27), L12(211), L16(215)等；3程度的有 L9(34), L27(313)等；4程度的有 L15(45);5程度的有 L25(56);第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法正交試驗所需求的試驗次數(shù).普通試驗所需求的試驗次數(shù)為什么說正交試驗節(jié)約本錢,提高效率:.正交表的兩條重要性質(zhì):1) 每列中不同數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)是相等的，如L9(34)中，每列中不同的 數(shù)字是1，2，3，它們各出現(xiàn)3次；第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法2) 在恣意兩列中，將同一行的兩個 數(shù)字看成有序數(shù)對時，每種數(shù)對 出現(xiàn)的次數(shù)是相等的，如L9(34)中 有序數(shù)對共有9個

21、: (1,1), (1,2), (1,3) (2,1), (2,2), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3), 它 們各出現(xiàn)一次。所以，用正交表來安排實驗時，各要素的各種程度的搭配是平衡的，這是正交表的優(yōu)點(diǎn)。.第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法正交實驗設(shè)計原理的解析 對一個三要素三程度的實驗，假設(shè)做全面實驗，需做33=27次，假設(shè)利用正交表L9(34)安排實驗，只需做9次。為什么正交實驗設(shè)計能大大減少實驗次數(shù)呢？解析如下：.第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法 圖中三個坐標(biāo)軸代表三個要素，坐標(biāo)軸上的點(diǎn)代表要素的程度，27個節(jié)點(diǎn)代表全面實驗的27個實驗方案，其中用紅色標(biāo)注的9個節(jié)點(diǎn)代表

22、用正交表L9(34)安排的9個實驗方案。 這9個點(diǎn)由圖中可知，在立方體的每個面上都有三個實驗點(diǎn)，而在立方體的每條線上都有一個實驗點(diǎn)，即這9個實驗點(diǎn)均勻地分布在整個立方體內(nèi)，這就是正交實驗的設(shè)計原理之一 - “均勻分散性。 另外，由于采用正交實驗設(shè)計法，能在B，C兩要素的程度變化的情況下對A要素的不同程度進(jìn)展比較，從而得知A要素對呼應(yīng)輸出的影響程度，這就是正交實驗的另外一個設(shè)計原理 -“整齊可比性。 正由于用正交表安排實驗具有“均勻分散性與“整齊可比性這兩個特點(diǎn)，所以它能大大的減少實驗的次數(shù)，甚至比簡單地比較全面實驗結(jié)果有能夠提供更多的信息。.例1：(單目的的分析方法)某煉鐵廠為提高鐵水溫度，需

23、求經(jīng)過實驗選擇最好的消費(fèi)方案經(jīng)初步分析，主要有3個要素影響鐵水溫度，它們是焦比、風(fēng)壓和底焦高度， 每個要素都 思索3個程度，詳細(xì)情況見表。問對這3個要素的3個程度如何安排，才干獲得最高的鐵水溫度?第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.解：假設(shè)每個要素的每個程度都相互搭配著進(jìn)展全面實驗，必須做實驗33=27次。如今我們運(yùn)用L9(34)正交表來安排實驗。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.我們按選定的9個實驗進(jìn)展實驗，并將每次實驗測得的鐵水溫度記錄下來：為了便于分析計算，我們把這些溫度值和正交表列在一同組成一個新表。另外，由于鐵水溫度數(shù)值較大，我們把每一個鐵水溫度的值都減去0，得到9個較小的數(shù)，這樣使計

24、算簡單。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.分析表第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.解釋：K1這一行的3個數(shù)分別是要素A, B, C的第1程度所在的實驗中對應(yīng)的鐵水溫度之和;K2這一行的3個數(shù)分別是要素A, B, C的第2程度所在的實驗中對應(yīng)的鐵水溫度之和;K3這一行的3個數(shù)分別是要素A, B, C的第3程度所在的實驗中對應(yīng)的鐵水溫度之和;k1, k2, k3這3行的3 個數(shù)，分別是K1, K2, K3這3行中的3個數(shù)的平均值；極差是同一列中， k1, k2, k33個數(shù)中的最大者減去最小者所得的差。極差越大，說明這個要素的程度改動時對實驗?zāi)康牡挠绊懺酱?。極差最大的那一列，就是那個要素的程度改動

25、時對實驗?zāi)康牡挠绊懽畲螅莻€要素就是我們要思索的主要要素.經(jīng)過分析可以得出：各要素對實驗?zāi)康?鐵水溫度)的影響按大小次序該當(dāng)是C (底焦高度) A (焦比) B (風(fēng)壓)；最好的方案該當(dāng)是C2A3B2。與此結(jié)果比較接近的是第9號實驗。為了最終確定上面找出的實驗方案是不是最好的，可以按這個方案再實驗一次，并同第9號實驗相比，取效果最正確的方案。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.例2：(多目的的分析方法- 綜合平衡法)為提高某產(chǎn)質(zhì)量量，要對消費(fèi)該產(chǎn)品的原料進(jìn)展配方實驗。要檢驗3項目的：抗壓強(qiáng)度、落下強(qiáng)度 和裂紋度，前2個目的越大越好，第3個目的越小越好。根據(jù)以往的閱歷，配方中有3個重要要素：水分、

26、粒度和堿度。它們各有3個程度。試進(jìn)展實驗分析，找出最好的配方方案。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.解：我們選用正交表L9(34)來安排實驗。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.A水分B粒度C堿度k3k3k3k3k3k3k3k3k3k1k1k1k1k1k1k1k1k1k2k2k2.分析：1) 粒度B對抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度來講，極差都是最大的，闡明它是影響最大的要素，而且以取8為最好；對裂紋度來講，粒度的極差不是最大，不是影響最大的要素，而且也以取8為最好；2) 堿度C對三個目的的極差都不是最大的，是次要的要素。對抗壓強(qiáng)度和裂紋度來講，堿度取1.1最好；對落下強(qiáng)度，取1.3最好，但取1.1也不是太差

27、，綜合思索堿度取1.1；3) 水分A對裂紋度來講是最大的要素，以取9為最好；但對抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度來講，水分的極差都是最小的，是影響最小的要素。綜合思索水分取9；最后較好的實驗方案是B3C1A2第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.例3：(多目的的分析方法- 綜合評分法)某廠消費(fèi)一種化工產(chǎn)品，需求檢驗兩下目的：核酸一致純度和回收率，這兩個目的都是越大越好。有影響的要素有4個，各有3個程度。試經(jīng)過實驗分析找出較好的方案解：這是4要素3程度的實驗，可以選用正交表L9(34)。實驗結(jié)果如表。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法總分 = 4 x 純度 + 1 x 回收率.分析

28、：1) 根據(jù)綜合評分的結(jié)果，直觀上第1號實驗的分?jǐn)?shù)最高，應(yīng)進(jìn)一步分析它是不是最好的實驗方案；2) 經(jīng)過直觀分析法可以得知，最好的實驗方案是A1B3C2D1。A，D 兩個要素的極差都很大，是對實驗影響較大的兩個要素；3) 分析出來的最好方案，在曾經(jīng)做過的9個實驗中是沒有的?？梢园催@個方案再實驗一次，看能不能得出比第一號實驗更好的結(jié)果，從而確定出真正最好的實驗方案；綜合評分法是將多目的的問題，經(jīng)過加權(quán)計算總分的方法化成一個目的的問題，使對結(jié)果的分析計算都比較方便、簡單。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.利用正交表進(jìn)展實驗的步驟：1) 明確實驗?zāi)康模_定要考核的實驗?zāi)康模?) 根據(jù)實驗?zāi)康?，確定要調(diào)

29、查的要素和各要素的程度；要經(jīng)過對實踐問題的詳細(xì)分析選出主要要素，略去次要要素；3) 選用適宜的正交表，安排實驗方案；4) 根據(jù)安排的方案進(jìn)展實驗，測定各實驗?zāi)康模?) 對實驗結(jié)果進(jìn)展計算分析，得出合理的結(jié)論；以上這種方法普通稱為直觀分析法。第三節(jié)：正交實驗、正交表及其用法.混合程度正交表及其用法:混合程度正交表就是各要素的程度數(shù)不完全相等的正交表。譬如：L8(41 x 24)就是一種混合程度的正交表。這張表有兩 個重要特點(diǎn)：1) 每一列中不同數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)是一樣的；2) 每兩列各種不同的程度搭配出現(xiàn)的次數(shù)是一樣的。但要留意，每兩列不同程度的搭配的個數(shù)是不完全一樣的。第四節(jié)：混合程度的正交實驗設(shè)

30、計.例4：(直接利用混合程度正交表)某農(nóng)科站進(jìn)展種類實驗，共有4個要素：A(種類)、B(氮肥量)、C(氮、磷、鉀比例)、D(規(guī)格)。要素A是4程度的，另外3個要素是2程度的。實驗?zāi)康氖钱a(chǎn)量，數(shù)值越大越好。第四節(jié)：混合程度的正交實驗設(shè)計.解：分析結(jié)果見下表。第四節(jié)：混合程度的正交實驗設(shè)計.例5：(擬程度法)今有一實驗，實驗?zāi)康闹恍枰粋€，它的數(shù)值越小越好，這個試驗有4個要素，其中要素C是2程度的，其他3個要素都是3程度的，試安排實驗。解：我們從第1、第2兩個程度中選一個程度讓它反復(fù)一次作為第3程度，這就叫虛擬程度。普通應(yīng)根據(jù)實踐閱歷，選取一個較好的程度。第四節(jié)：混合程度的正交實驗設(shè)計.分析結(jié)果見下

31、表。第四節(jié)：混合程度的正交實驗設(shè)計.總結(jié)：擬程度法是將程度少的要素歸入程度數(shù)多的正交表中的一種處理問題的方法。在沒有適宜的混合程度的正交表可用時，擬水平法是一種比較好的處置多要素混合程度實驗的方法。它不僅可以對一個要素虛擬程度，也可以對多個要素虛擬程度。第四節(jié)：混合程度的正交實驗設(shè)計.無交互作用的正交實驗安排和分析當(dāng)確認(rèn)因子間沒有交互作用時，利用正交表進(jìn)展實驗設(shè)計很簡單，只需因子數(shù)小于正交表的列數(shù)，把選定的因子恣意地分配給正交表的各列即可。.什么是交互作用：在多要素實驗中，各要素不僅各自獨(dú)立地在起作用，而且各因素還經(jīng)常結(jié)合起來起作用。也就是說，不僅各個要素的程度改變時對實驗?zāi)康挠杏绊懀腋饕?/p>

32、素的結(jié)合搭配對實驗?zāi)康囊灿杏绊憽＿@后一種影響就叫做要素的交互作用。要素A和要素B的交互作用記為A X B.第五節(jié)：有交互作用的正交實驗設(shè)計. 單個因子的影響與其交互作用的影響的比較 30 m50Kg 磷25 m50Kg 鉀20kg 磷30kg 鉀40 m交互作用 = 總效果 - (20kg 磷的效果 + 30kg 鉀的效果).交互作用表(以正交表L8(27)：用正交表安排有交互作用的實驗時，我們把兩個要素的交互作用當(dāng)成一個新的要素來看，讓它占有一列，叫交互作用列。第五節(jié)：有交互作用的正交實驗設(shè)計.例6：(程度數(shù)一樣)我們用一個3要素2程度的有交互作用的例子來闡明某產(chǎn)品的產(chǎn)量取決于3個要素A，B

33、，C，每個要素都有兩個水平。每兩個要素之間都有交互作用，實驗?zāi)康臑楫a(chǎn)量，越高越好。詳細(xì)如下：第五節(jié)：有交互作用的正交實驗設(shè)計.解：這是3要素2程度的實驗。3個要素A, B, C要占3列，它們之間的交互作用A x B, B x C, A x C 又占3列?？捎谜槐鞮8(27).第五節(jié)：有交互作用的正交實驗設(shè)計.分析：從極差大小看，影響最大的要素是C，以2程度為好；其次是AxB，以2程度為好，第3是要素A，以1程度為好，第4是要素B以1程度為好。由于要素B影響較小，1程度和2程度差別不大但思索到AxB是2 程度好，它的影響比B大，所以要素B取2程度。AxC 和 BxC的極差很小，對實驗的影響很小

34、，忽略不計。綜合分析，最好的方案應(yīng)是C2A1B2。從實驗結(jié)果看出，這個方案確實是8個實驗中最好的一個實驗。第五節(jié)：有交互作用的正交實驗設(shè)計.有交互作用的正交實驗設(shè)計對于因子之間有交互作用時的正交實驗設(shè)計，首先應(yīng)分配有交互作用的因子，并利用交互作用表達(dá)它們之間交互作用的列(此列不能分配給其他因子)，然后才干進(jìn)展沒有交互作用的因子的分配。.正交實驗(實例) 運(yùn)用舉例 例：HSA超聲波焊線工序最正確任務(wù)參數(shù)設(shè)定實驗。 根據(jù)已積累的閱歷，決議選取的要素與程度表為： 假定各個要素之間能夠存在一級交互作用： 功率X壓力，功率X時間， 壓力X時間。 實驗?zāi)康氖翘岣吆妇€拉力。 .正交實驗(實例)第一步：選取正