MINITAB軟件操作及應(yīng)用課件

MINITAB軟件操作及應(yīng)用1MINITAB軟件操作及應(yīng)用1目錄培訓(xùn)目的MINITAB基本簡介MINITAB菜單功能常用工具介紹描述性統(tǒng)計常用圖表制作假設(shè)檢驗相關(guān)與回歸分析方差分析測量系統(tǒng)分析(MSA)控制圖(管制圖)過程(制程)能力分析試驗設(shè)計(DOE)可靠性分析柏拉圖因果圖(魚骨圖)直方圖箱線圖散點圖(散布圖)時間序列圖多變異圖2目錄培訓(xùn)目的描述性統(tǒng)計柏拉圖2試驗設(shè)計(DOE)3試驗設(shè)計(DOE)3DOE的基本概念試驗設(shè)計（DesignofExperiment，簡稱DOE），是對過程或產(chǎn)品進(jìn)行改善或優(yōu)化，找出最佳關(guān)鍵因子的方法。4DOE的基本概念試驗設(shè)計（DesignofExperimDOE的益處合理使用DOE能夠：減少實驗次數(shù)，降低成本；可按方案要求擴(kuò)大或縮小實驗規(guī)模；量化變量的影響力，了解變量之間的相互聯(lián)系；優(yōu)化產(chǎn)品或過程的性能。5DOE的益處合理使用DOE能夠：5DOE的基本策略確定問題建立目標(biāo)選擇因變量Y選擇自變量X選擇因子水平選擇實驗收集數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)作出結(jié)論6DOE的基本策略確定問題建立目標(biāo)選擇因變量Y選擇自變量X選擇DOE家族篩選

描述優(yōu)化FractionalFactorialsFullFactorialsResponseSurface7DOE家族篩選描述優(yōu)化7DOE術(shù)語因子(Xs):輸出或者響應(yīng)變量(Y):因子水平:試驗順序:主效應(yīng):交互效應(yīng):係數(shù):8DOE術(shù)語因子(Xs):82K因子定義:2k是指共有k個因子,每個因子只有2個水平.優(yōu)點:運行次數(shù)較少,計算分析相對較容易;適合於早期試驗,更是相對複雜試驗的基礎(chǔ).92K因子定義:9主因子作用-1+1YA的主效應(yīng)-所有觀測值在高水平(+)平均值所有觀測值在低水平(-)平均值=主效應(yīng)10主因子作用-1+1YA的主效應(yīng)-所有觀測值在高水平(+)平均交互作用

–A*B交互效應(yīng)在高水平(+)平均值A(chǔ)*B交互效應(yīng)在低水平(-)平均值11交互作用–A*B交互效應(yīng)在高水平(+)平均值A(chǔ)*B交互效系數(shù)-1+1Effect系數(shù)反映直線的斜率12系數(shù)-1+1Effect系數(shù)反映直線的斜率12符號說明238-IV8Factors2-3=1/8fraction;Since8–3=5,thedesignhas25=32runs;32is1/8of256(fullfactorial=28=256runs)2LevelsResolutionIVmeans:nMaineffectconfoundedwith3-factorinteractions(1+3=4)n2-factorinteractionsconfoundedwithother2-factorinteractions(2+2=4)13符號說明238-IV8Factors2-3=1/8frDOE案例某產(chǎn)品開發(fā)過程中,QA為了探求該產(chǎn)品流出溶液的最大量,依照以往經(jīng)驗認(rèn)為“ShavingSpeed(rpm)”和“Ice類型”這兩個因素對流出溶液的數(shù)量有關(guān)系,根據(jù)實際情況,這兩個因素各選取了兩個水平:ShavingSpeed(rpm):(1水平)429/(-1水平)336Ice類型:(1水平)Wateryice/(-1水平)5Hice每種組合各做5次實驗,共進(jìn)行了20次實驗,請用兩水平因子實驗設(shè)計判斷這兩個因子是否是顯著因子,何種情況流出溶液才是最大量.資料來源:2水平2因子DOE.MTW14DOE案例某產(chǎn)品開發(fā)過程中,QA為了探求該產(chǎn)品流出溶液的最大首先創(chuàng)建因子設(shè)計創(chuàng)建因子設(shè)計的路徑15首先創(chuàng)建因子設(shè)計創(chuàng)建因子設(shè)計的路徑15輸入5輸入兩個因子名稱選擇“隨機(jī)化運行順序”16輸入5輸入兩個因子名稱選擇“隨機(jī)化運行順序”16生成兩水平因子實驗設(shè)計按“運行序”的次序進(jìn)行實驗記錄結(jié)果17生成兩水平因子實驗設(shè)計按“運行序”的次序進(jìn)行實驗記錄結(jié)果17分析因子設(shè)計分析因子設(shè)計的路徑18分析因子設(shè)計分析因子設(shè)計的路徑18選擇所需的項輸入'重量(g)'19選擇所需的項輸入'重量(g)'19選擇所需的圖形20選擇所需的圖形20分析因子設(shè)計的結(jié)果分析這兩個因子均顯著,但它們的交互作用不顯著主效應(yīng)顯著21分析因子設(shè)計的結(jié)果分析這兩個因子均顯著,但它們的交互作用不顯因子圖因子圖的路徑22因子圖因子圖的路徑22選擇“主效應(yīng)圖”“交互作用圖”選擇相關(guān)資料23選擇“主效應(yīng)圖”“交互作用圖”選擇相關(guān)資料23選擇相關(guān)資料24選擇相關(guān)資料24圖形分析均選擇水平1時,流出溶液的平均量是最大的.圖形顯示這兩個因子不存在交互作用.25圖形分析均選擇水平1時,流出溶液的平均量是最大的.圖形顯示這響應(yīng)優(yōu)化器響應(yīng)優(yōu)化器的路徑26響應(yīng)優(yōu)化器響應(yīng)優(yōu)化器的路徑26選擇C4重量(g)選擇“望大”,輸入期望流出溶液量27選擇C4重量(g)選擇“望大”,輸入期望流出溶液量27結(jié)果分析當(dāng)ShavingSpeed(rpm)選擇429,Ice類型選擇Wateryice時,流出溶液量是最大的,預(yù)計是555.8(g)28結(jié)果分析當(dāng)ShavingSpeed(rpm)選擇429,2水平因子設(shè)計的功效案例根據(jù)分析因子設(shè)計的計算結(jié)果,計算其功效是多少?292水平因子設(shè)計的功效案例根據(jù)分析因子設(shè)計的計算結(jié)果,計算其功2水平因子設(shè)計的功效的路徑302水平因子設(shè)計的功效的路徑30輸入因子數(shù)2輸入仿行數(shù)5輸入標(biāo)準(zhǔn)差16.8553輸入角點數(shù)4輸入效應(yīng)10031輸入因子數(shù)2輸入仿行數(shù)5輸入標(biāo)準(zhǔn)差16.8553輸入角點數(shù)4結(jié)果分析功效=1,意味著我們有100%的可靠度認(rèn)為ShavingSpeed(rpm)”和“Ice類型”這兩個因素是顯著因子.32結(jié)果分析功效=1,意味著我們有100%的可靠度認(rèn)為Shavi可靠性分析33可靠性分析33MINITAB在可靠性分析的作用Minitab的“分布分析”可以了解產(chǎn)品、部件等的壽命特徵。例如:估計某個產(chǎn)品在不同條件下能夠持續(xù)使用多長時間。Minitab的“檢驗計劃”可以在確定估計模型參數(shù)時,驗證滿足指定的可靠性需要多少樣本數(shù)量或檢驗時間。例如:需要選取多少樣本進(jìn)行實驗才能確保在95%的置信度下95%的產(chǎn)品壽命達(dá)到2000小時.34MINITAB在可靠性分析的作用Minitab的“分布分析觀測值類型觀測值類型說明示例確切失效時間確切知道發(fā)生故障的時間產(chǎn)品剛好在1000小時發(fā)生故障右刪失只知道故障會在特定時間之後發(fā)生產(chǎn)品在1000小時尚未發(fā)生故障左刪失只知道故障會在特定時間之前發(fā)生產(chǎn)品在1000小時之前的某個時間發(fā)生故障區(qū)間刪失只知道故障會在兩個特定時間之間發(fā)生產(chǎn)品在800~1000小時的某個時間發(fā)生故障35觀測值類型觀測值類型說明示例確切失效時間確切知道發(fā)生故障的分布分析的分布ID圖分布分析的分布ID圖主要用于確定MINITAB提供的11種常見參數(shù)分布中,哪一種參數(shù)分布與你所提供的數(shù)據(jù)擬合得最好,同時得出不同分布的可靠性分析,亦分右刪失和任意刪失這兩種類型.36分布分析的分布ID圖分布分析的分布ID圖主要用于確定MINI分布ID圖的類型及應(yīng)用分布ID圖類型應(yīng)用案例右刪失資料由確切失效和右刪失觀測值構(gòu)成

壽命測試.MTW任意刪失資料由確切失效和各種刪失方案（包括右刪失、左刪失和區(qū)間刪失）構(gòu)成37分布ID圖的類型及應(yīng)用分布ID圖類型應(yīng)用案例右刪失資料由任意刪失壽命測試案例某新產(chǎn)品開發(fā)過程中,QA為了判斷該產(chǎn)品的確實壽命時間,隨機(jī)選取14個樣本做700小時的壽命測試,測試人員在500小時後才開始檢查樣本,此後每隔100小時會檢查一次,請用任意刪失分布分析判斷該產(chǎn)品的壽命情況.資料來源:壽命測試.MTW38任意刪失壽命測試案例某新產(chǎn)品開發(fā)過程中,QA為了判斷該產(chǎn)品的任意刪失分布分析的路徑39任意刪失分布分析的路徑39選擇“使用所有分布”分別輸入'起始時間(h)''結(jié)束時間(h)''失效樣本數(shù)(個)'輸入標(biāo)題及相關(guān)資料40選擇“使用所有分布”分別輸入'起始時間(h)''結(jié)束時間(結(jié)果分析Weibull和最小極值的相關(guān)系數(shù)最大,分別為0.989和0.993,表明該產(chǎn)品的壽命數(shù)據(jù)服從這兩種分布可能性很大.若服從Weibull,99%的產(chǎn)品壽命可能達(dá)到401小時;若服從最小極值,99%的產(chǎn)品壽命可能達(dá)到364小時.41結(jié)果分析Weibull和最小極值的相關(guān)系數(shù)最大,分別為0.9三種類型的檢驗計劃驗證檢驗計劃--確定在一定的置信水準(zhǔn)下，驗證可靠性超過給定標(biāo)準(zhǔn)所需的樣本數(shù)量或檢驗時間;估計檢驗計劃--確定估計具有指定精度的百分位數(shù)或可靠性所需的檢驗單元數(shù);加速壽命試驗計劃--確定要檢驗的單元數(shù)以及如何在各個應(yīng)力水準(zhǔn)之間為加速壽命試驗分配這些單元.42三種類型的檢驗計劃驗證檢驗計劃--確定在一定的置信水準(zhǔn)下，驗?zāi)承庐a(chǎn)品開發(fā)過程中,客戶要求95%的產(chǎn)品壽命需達(dá)到1000小時,QA根據(jù)以往經(jīng)驗,認(rèn)為該類型產(chǎn)品的壽命服從Weibull分布(形狀是2),由于樣本數(shù)量有限,只能選取5個樣本做測試,若不允許有樣本失效,請用驗證檢驗計劃確定這5個樣本需做多長時間才能確保95%的產(chǎn)品壽命能達(dá)到1000小時.驗證檢驗計劃案例43某新產(chǎn)品開發(fā)過程中,客戶要求95%的產(chǎn)品壽命需達(dá)到1000小驗證檢驗計劃的路徑44驗證檢驗計劃的路徑44分別輸入“0.95”“1000”分別輸入“0”“5”選擇“Weibull”輸入“2”45分別輸入“0.95”“1000”分別輸入“0”“5”選擇結(jié)果分析若選擇5個樣本進(jìn)行測試,在不允許有樣本失效的情況下,這5個樣本最少需通過3417.72小時的測試.46結(jié)果分析若選擇5個樣本進(jìn)行測試,在不允許有樣本失效的情況下,加速壽命試驗計劃案例某新產(chǎn)品開發(fā)過程中,客戶要求95%的產(chǎn)品壽命需達(dá)到2000小時,產(chǎn)品的額定電壓為110V,QA為了加速產(chǎn)品的壽命測試,計劃于115V和125V電壓下進(jìn)行測試,同時要求125V電壓下95%的產(chǎn)品壽命需達(dá)到1500小時.根據(jù)以往經(jīng)驗,認(rèn)為該類產(chǎn)品的壽命服從Weibull分布(形狀是2),產(chǎn)品的電壓與壽命服從常規(guī)加速率定律.由于樣本數(shù)量有限,目前總共只能選取10個樣本做測試,預(yù)計每個樣本的測試時間為500小時,請用加速壽命試驗計劃分析如何分配這10個樣本進(jìn)行測試,可以允許有多少個樣本失效?47加速壽命試驗計劃案例某新產(chǎn)品開發(fā)過程中,客戶要求95%的產(chǎn)品加速壽命試驗計劃的路徑48加速壽命試驗計劃的路徑48輸入5輸入樣本數(shù)10選擇Weibull選擇“常規(guī)加速”輸入2分別輸入2000和1500分別輸入5分別輸入110和125輸入50050049輸入5輸入樣本數(shù)10選擇Weibull選擇“常規(guī)加速”輸入2輸入設(shè)計應(yīng)力110輸入檢驗應(yīng)力11512550輸入設(shè)計應(yīng)力110輸入檢驗應(yīng)力11512550結(jié)果分析我們選擇第1個最佳“優(yōu)化”分配檢驗計劃,其中,115V的測試樣本是7個,125V的測試樣本是3個,在測試的500小時內(nèi),這10個樣本都不能失效.51結(jié)果分析我們選擇第1個最佳“優(yōu)化”分配檢驗計劃,其中,115謝謝52謝謝52MINITAB軟件操作及應(yīng)用53MINITAB軟件操作及應(yīng)用1目錄培訓(xùn)目的MINITAB基本簡介MINITAB菜單功能常用工具介紹描述性統(tǒng)計常用圖表制作假設(shè)檢驗相關(guān)與回歸分析方差分析測量系統(tǒng)分析(MSA)控制圖(管制圖)過程(制程)能力分析試驗設(shè)計(DOE)可靠性分析柏拉圖因果圖(魚骨圖)直方圖箱線圖散點圖(散布圖)時間序列圖多變異圖54目錄培訓(xùn)目的描述性統(tǒng)計柏拉圖2試驗設(shè)計(DOE)55試驗設(shè)計(DOE)3DOE的基本概念試驗設(shè)計（DesignofExperiment，簡稱DOE），是對過程或產(chǎn)品進(jìn)行改善或優(yōu)化，找出最佳關(guān)鍵因子的方法。56DOE的基本概念試驗設(shè)計（DesignofExperimDOE的益處合理使用DOE能夠：減少實驗次數(shù)，降低成本；可按方案要求擴(kuò)大或縮小實驗規(guī)模；量化變量的影響力，了解變量之間的相互聯(lián)系；優(yōu)化產(chǎn)品或過程的性能。57DOE的益處合理使用DOE能夠：5DOE的基本策略確定問題建立目標(biāo)選擇因變量Y選擇自變量X選擇因子水平選擇實驗收集數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)作出結(jié)論58DOE的基本策略確定問題建立目標(biāo)選擇因變量Y選擇自變量X選擇DOE家族篩選

描述優(yōu)化FractionalFactorialsFullFactorialsResponseSurface59DOE家族篩選描述優(yōu)化7DOE術(shù)語因子(Xs):輸出或者響應(yīng)變量(Y):因子水平:試驗順序:主效應(yīng):交互效應(yīng):係數(shù):60DOE術(shù)語因子(Xs):82K因子定義:2k是指共有k個因子,每個因子只有2個水平.優(yōu)點:運行次數(shù)較少,計算分析相對較容易;適合於早期試驗,更是相對複雜試驗的基礎(chǔ).612K因子定義:9主因子作用-1+1YA的主效應(yīng)-所有觀測值在高水平(+)平均值所有觀測值在低水平(-)平均值=主效應(yīng)62主因子作用-1+1YA的主效應(yīng)-所有觀測值在高水平(+)平均交互作用

–A*B交互效應(yīng)在高水平(+)平均值A(chǔ)*B交互效應(yīng)在低水平(-)平均值63交互作用–A*B交互效應(yīng)在高水平(+)平均值A(chǔ)*B交互效系數(shù)-1+1Effect系數(shù)反映直線的斜率64系數(shù)-1+1Effect系數(shù)反映直線的斜率12符號說明238-IV8Factors2-3=1/8fraction;Since8–3=5,thedesignhas25=32runs;32is1/8of256(fullfactorial=28=256runs)2LevelsResolutionIVmeans:nMaineffectconfoundedwith3-factorinteractions(1+3=4)n2-factorinteractionsconfoundedwithother2-factorinteractions(2+2=4)65符號說明238-IV8Factors2-3=1/8frDOE案例某產(chǎn)品開發(fā)過程中,QA為了探求該產(chǎn)品流出溶液的最大量,依照以往經(jīng)驗認(rèn)為“ShavingSpeed(rpm)”和“Ice類型”這兩個因素對流出溶液的數(shù)量有關(guān)系,根據(jù)實際情況,這兩個因素各選取了兩個水平:ShavingSpeed(rpm):(1水平)429/(-1水平)336Ice類型:(1水平)Wateryice/(-1水平)5Hice每種組合各做5次實驗,共進(jìn)行了20次實驗,請用兩水平因子實驗設(shè)計判斷這兩個因子是否是顯著因子,何種情況流出溶液才是最大量.資料來源:2水平2因子DOE.MTW66DOE案例某產(chǎn)品開發(fā)過程中,QA為了探求該產(chǎn)品流出溶液的最大首先創(chuàng)建因子設(shè)計創(chuàng)建因子設(shè)計的路徑67首先創(chuàng)建因子設(shè)計創(chuàng)建因子設(shè)計的路徑15輸入5輸入兩個因子名稱選擇“隨機(jī)化運行順序”68輸入5輸入兩個因子名稱選擇“隨機(jī)化運行順序”16生成兩水平因子實驗設(shè)計按“運行序”的次序進(jìn)行實驗記錄結(jié)果69生成兩水平因子實驗設(shè)計按“運行序”的次序進(jìn)行實驗記錄結(jié)果17分析因子設(shè)計分析因子設(shè)計的路徑70分析因子設(shè)計分析因子設(shè)計的路徑18選擇所需的項輸入'重量(g)'71選擇所需的項輸入'重量(g)'19選擇所需的圖形72選擇所需的圖形20分析因子設(shè)計的結(jié)果分析這兩個因子均顯著,但它們的交互作用不顯著主效應(yīng)顯著73分析因子設(shè)計的結(jié)果分析這兩個因子均顯著,但它們的交互作用不顯因子圖因子圖的路徑74因子圖因子圖的路徑22選擇“主效應(yīng)圖”“交互作用圖”選擇相關(guān)資料75選擇“主效應(yīng)圖”“交互作用圖”選擇相關(guān)資料23選擇相關(guān)資料76選擇相關(guān)資料24圖形分析均選擇水平1時,流出溶液的平均量是最大的.圖形顯示這兩個因子不存在交互作用.77圖形分析均選擇水平1時,流出溶液的平均量是最大的.圖形顯示這響應(yīng)優(yōu)化器響應(yīng)優(yōu)化器的路徑78響應(yīng)優(yōu)化器響應(yīng)優(yōu)化器的路徑26選擇C4重量(g)選擇“望大”,輸入期望流出溶液量79選擇C4重量(g)選擇“望大”,輸入期望流出溶液量27結(jié)果分析當(dāng)ShavingSpeed(rpm)選擇429,Ice類型選擇Wateryice時,流出溶液量是最大的,預(yù)計是555.8(g)80結(jié)果分析當(dāng)ShavingSpeed(rpm)選擇429,2水平因子設(shè)計的功效案例根據(jù)分析因子設(shè)計的計算結(jié)果,計算其功效是多少?812水平因子設(shè)計的功效案例根據(jù)分析因子設(shè)計的計算結(jié)果,計算其功2水平因子設(shè)計的功效的路徑822水平因子設(shè)計的功效的路徑30輸入因子數(shù)2輸入仿行數(shù)5輸入標(biāo)準(zhǔn)差16.8553輸入角點數(shù)4輸入效應(yīng)10083輸入因子數(shù)2輸入仿行數(shù)5輸入標(biāo)準(zhǔn)差16.8553輸入角點數(shù)4結(jié)果分析功效=1,意味著我們有100%的可靠度認(rèn)為ShavingSpeed(rpm)”和“Ice類型”這兩個因素是顯著因子.84結(jié)果分析功效=1,意味著我們有100%的可靠度認(rèn)為Shavi可靠性分析85可靠性分析33MINITAB在可靠性分析的作用Minitab的“分布分析”可以了解產(chǎn)品、部件等的壽命特徵。例如:估計某個產(chǎn)品在不同條件下能夠持續(xù)使用多長時間。Minitab的“檢驗計劃”可以在確定估計模型參數(shù)時,驗證滿足指定的可靠性需要多少樣本數(shù)量或檢驗時間。例如:需要選取多少樣本進(jìn)行實驗才能確保在95%的置信度下95%的產(chǎn)品壽命達(dá)到2000小時.86MINITAB在可靠性分析的作用Minitab的“分布分析觀測值類型觀測值類型說明示例確切失效時間確切知道發(fā)生故障的時間產(chǎn)品剛好在1000小時發(fā)生故障右刪失只知道故障會在特定時間之後發(fā)生產(chǎn)品在1000小時尚未發(fā)生故障左刪失只知道故障會在特定時間之前發(fā)生產(chǎn)品在1000小時之前的某個時間發(fā)生故障區(qū)間刪失只知道故障會在兩個特定時間之間發(fā)生產(chǎn)品在800~1000小時的某個時間發(fā)生故障87觀測值類型觀測值類型說明示例確切失效時間確切知道發(fā)生故障的分布分析的分布ID圖分布分析的分布ID圖主要用于確定MINITAB提供的11種常見參數(shù)分布中,哪一種參數(shù)分布與你所提供的數(shù)據(jù)擬合得最好,同時得出不同分布的可靠性分析,亦分右刪失和任意刪失這兩種類型.88分布分析的分布ID圖分布分析的分布ID圖主要用于確定MINI分布ID圖的類型及應(yīng)用分布ID圖類型應(yīng)用案例右刪失資料由確切失效和右刪失觀測值構(gòu)成

壽命測試.MTW任意刪失資料由確切失效和各種刪失方案（包括右刪失、左刪失和區(qū)間刪失）構(gòu)成89分布ID圖的類型及應(yīng)用分布ID圖類型應(yīng)用案例右刪失資料由任意刪失壽命測試案例某新產(chǎn)品開發(fā)過程中,QA為了判斷該產(chǎn)品的確實壽命時間,隨機(jī)選取14個樣本做700小時的壽命測試,測試人員在500小時後才開始檢查樣本,此後每隔100小時會檢查一次,請用任意刪失分布分析判斷該產(chǎn)品的壽命情況.資料來源:壽命測試.MTW90任意刪失壽命測試案例某新產(chǎn)品開發(fā)過程中,QA為了判斷該產(chǎn)品的任意刪失分布分析的路徑91任意刪失分布分析的路徑39選擇“使用所有分布”分別輸入'起始時間(h)''結(jié)束時間(h)''失效樣本數(shù)(個)'輸入標(biāo)題及相關(guān)資料92選擇“使用所有分布”分別輸入'起始時間(h)''結(jié)束時間(結(jié)果分析Weibull和最小極值的相關(guān)系數(shù)最大,分別為0.989和0.993,表明該產(chǎn)品的壽命數(shù)據(jù)服從這兩種分布可能性很大.若服從Weibull,99%的產(chǎn)品壽命可能達(dá)到401小時;若服從最小極值,99%的產(chǎn)品壽命可能達(dá)到364小時.93結(jié)果分析Weibull和最小極值的相關(guān)系數(shù)最大,分別為0.9三種類型的檢驗計劃驗證檢驗計劃--確定在一定的置信水準(zhǔn)下，驗證可靠性超過給定標(biāo)準(zhǔn)所需的樣本數(shù)量或檢驗時間;估計檢驗計劃--確定估計具有指定精度的百分位數(shù)或可靠性所需的檢驗單元數(shù);加速壽命試驗計劃--確定要檢驗的單元數(shù)以及如何在各個應(yīng)力水準(zhǔn)之間為加速壽命試驗分配這些單元.94三種類型的檢驗計劃驗證檢驗計劃--確定在一定的置