實(shí)驗(yàn)設(shè)計計劃

實(shí)驗(yàn)設(shè)計計劃AnalyzeImproveMeasureControl學(xué)習(xí)目標(biāo)瀏覽實(shí)驗(yàn)設(shè)計的應(yīng)用場合與優(yōu)點(diǎn)及常用術(shù)語

討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計計劃中的步驟及思考點(diǎn)

提供實(shí)驗(yàn)設(shè)計計劃樣表

實(shí)驗(yàn)設(shè)計….是一產(chǎn)生有效信息事件的系統(tǒng)的方法

輸入輸出產(chǎn)品或過程X1X2X3Y1Y2…有目的地改變輸入以研究它們對輸出的效應(yīng)

舉例(彈射器DOE)81804rubber

X1=后拉距離X2=銷子高度X3=小球類型

Y1=彈射距離

設(shè)計安排這是哪一類設(shè)計?處理組合或試驗(yàn)運(yùn)行

試驗(yàn)順序(標(biāo)準(zhǔn)順序)后拉距離銷子高度小球類型11602Nerf21802nerf31604nerf41804nerf51602rubber61802rubber71604rubber彈射實(shí)驗(yàn)設(shè)計術(shù)語響應(yīng)變量(ResponseVariable)-被測量或觀測的輸出變量

因素(Factor)-可控或不可控的輸入變量

水平(Level)-一因素的規(guī)定數(shù)值或設(shè)置

效應(yīng)(Effect)-一因素從一個水平變?yōu)榱硪凰綍r響應(yīng)變量的變化量

互交作用(Interaction)-一因素對響應(yīng)變量的效應(yīng)取決于另一因素的水平設(shè)置

重復(fù)(Repetition)-在同一試驗(yàn)條件設(shè)置下進(jìn)行多次采樣(見后例)反復(fù)(Replication)-按時間順序重復(fù)整個試驗(yàn)序列(見后例)隨機(jī)化(Randomization)-通過隨機(jī)數(shù)決定試驗(yàn)運(yùn)行順序重復(fù)(Repetition)PullBack:LLLHHHLLLHHHLLLHHHLLLHHHPinHeight:LLLLLLHHHHHHLLLLLLHHHHHHBallType:LLLLLLLLLLLLHHHHHHHHHHHHTestSequence重復(fù)反復(fù)(Replication)TestSequence第二次反復(fù)

第一次反復(fù)PullBack:LHLHLHLHLHLHLHLHLHLHLHLHPinHeight:LLHHLLHHLLHHLLHHLLHHLLHHBallType:LLLLHHHHLLLLHHHHLLLLHHHH實(shí)驗(yàn)設(shè)計涉及的典型問題哪一因素對響應(yīng)的效應(yīng)最大?

哪些因素影響響應(yīng)均值?

哪些因素影響響應(yīng)方差?

輸入變量的最佳設(shè)置是什么?

哪些因素?zé)o效應(yīng)?

輸入變量與輸出變量的關(guān)系如何?[Y=f(X)]篩選特征化優(yōu)化對實(shí)驗(yàn)設(shè)計計劃的建議團(tuán)隊(duì)合作充實(shí)知識用績效指標(biāo)來定義問題(RTY,COPQ,Cp,etc.)目標(biāo)值應(yīng)能明確度量….提高產(chǎn)量20%….達(dá)到6s

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)….確定材料波動對產(chǎn)品可靠性的影響….確定廉價材料對產(chǎn)品性能的影響

實(shí)驗(yàn)計劃應(yīng)包含所有階段的執(zhí)行方案(包括確認(rèn)階段)

對數(shù)據(jù)采集及分析分配足夠的資源

樣本量應(yīng)正確記錄各方建議并討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計計劃樣表舉例(彈射器DOE)定義輸出(響應(yīng))變量輸出變量是定性數(shù)據(jù)還是定量數(shù)據(jù)?(建議采用定量數(shù)據(jù),為什么?)所測量的輸出變量是否是客戶要求的或關(guān)心的?(不只是因?yàn)樗菀诇y量)目標(biāo)是什么:對中,減少波動,還是兩者兼有?當(dāng)前的基準(zhǔn)水平是什么?(均值與標(biāo)準(zhǔn)差)輸出變量是否統(tǒng)計受控?輸出變量是否穩(wěn)定?希望能檢測出多大的輸出變量波動?如何測量輸出變量?測量系統(tǒng)能力是否足夠?預(yù)期的輸出變量波動是多大?是否是多變量輸出?他們的優(yōu)先權(quán)如何?因素選擇如何選擇實(shí)驗(yàn)因素?因素來源:流程圖

因果表FMEA多變量分析結(jié)果文獻(xiàn)腦力激蕩科學(xué)原理操作工經(jīng)驗(yàn)客戶/供應(yīng)商輸入評價方法回顧各個變量,并選擇實(shí)驗(yàn)因素因素分類因素可分為:噪聲因素

(N’s)--不受控因素,不可控或控制成本很高的因素例如:天氣,班次,供應(yīng)商,用戶機(jī)器壽命等.可控因素

(X’s)--這些因素改變時,能相應(yīng)的觀察到對輸出的效應(yīng)常定因素(C’s)或標(biāo)準(zhǔn)操作程序(SOP’s)--是對標(biāo)準(zhǔn)流程的描述,包括在實(shí)驗(yàn)時需固定,監(jiān)控及保持的因素水平設(shè)置因素水平選擇確定了最終的實(shí)驗(yàn)因素表后,下一步就是確定每個因素的水平因素水平選擇時常見的兩類錯誤:因素水平太接近不能產(chǎn)生足夠的波動或差異用于分析(測量系統(tǒng)分辨率不足以識別這種差異)高,低水平結(jié)果混雜在一起,無法分離因素水平間距太大

會產(chǎn)生不現(xiàn)實(shí)的波動或差異每一因素都有可能被認(rèn)為是顯著的,導(dǎo)致錯誤結(jié)論會因忽略非線性關(guān)系而導(dǎo)致錯誤通常,水平數(shù)越多,產(chǎn)生的信息也越多,各個水平之間的距離應(yīng)相等.

因素水平選擇

(基于不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康?篩選

目的:從眾多輸出變量中確定少數(shù)關(guān)鍵輸入水平距離相對而言較大當(dāng)輸入變量設(shè)置為極端值時,如果其確有效應(yīng),就會從輸出上反映出來風(fēng)險-會夸大波動,無法檢測較復(fù)雜的關(guān)系,其它?通常每個因素選擇2個水平大水平距離舉例定性因素:方法

A對方法

B;材料1對材料2定量因素:300oF對400oF;每日曲線對3日曲線通常選用分式析因?qū)嶒?yàn)用于篩選目的的實(shí)驗(yàn)設(shè)計因素水平選擇

(基于不同實(shí)驗(yàn)?zāi)康?特征化

目的:進(jìn)一步了解輸入變量與輸出變量的關(guān)系以及因素間的互交作用建議按前期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果確定相應(yīng)的因素水平一旦確定關(guān)鍵輸入變量,通常應(yīng)縮小水平間距通常選用析因?qū)嶒?yàn)或高分辨度分式析因?qū)嶒?yàn)用于特征化目的的實(shí)驗(yàn)設(shè)計優(yōu)化目的:確定過程輸出優(yōu)化所對應(yīng)的各輸入變量的運(yùn)行位置和范圍,即確定最優(yōu)值對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)空間因素水平通常很接近通常實(shí)驗(yàn)因素數(shù)量較少,但是各因素的水平數(shù)會增加(3個或3個以上)通常選用析因設(shè)計或其它特殊的優(yōu)化設(shè)計(如中心復(fù)合設(shè)計或Box-Behnken設(shè)計)實(shí)驗(yàn)計劃需考慮的問題實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何度量?是否與企業(yè)運(yùn)作績效指標(biāo)相關(guān)?實(shí)驗(yàn)成本是多少?如何確定樣本容量?如何考慮隨機(jī)化,重復(fù)及反復(fù)?隨機(jī)化是否受限制(有些因素要實(shí)現(xiàn)隨機(jī)化很困難)?是否與內(nèi)部客戶討論過?實(shí)驗(yàn)時間多大?如何進(jìn)行數(shù)據(jù)分析?是否安排“預(yù)運(yùn)行”?可發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)流程,數(shù)據(jù)登錄表的錯誤,并確保每一實(shí)驗(yàn)參與者完全了解各自的任務(wù)實(shí)驗(yàn)中是否要其它實(shí)驗(yàn)方法?(分式析因,析因等)實(shí)驗(yàn)中是否要安排中心點(diǎn)運(yùn)行?(所有因素水平位置為中點(diǎn)時的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行)目的是什么?實(shí)驗(yàn)建議建議表內(nèi)容問題描述與績效指標(biāo)相關(guān)(RTY,COPQ,Cp,etc.)目的輸出變量測量系統(tǒng)分析精度重復(fù)性與再現(xiàn)性穩(wěn)定性偏差輸入變量可控變量:水平噪聲變量:如何處理?設(shè)計與流程回顧資金與期限組員與各階段任務(wù)總體建議不要試圖通過一次實(shí)驗(yàn)回答所有的問題,應(yīng)進(jìn)行一系列逐步深入的實(shí)驗(yàn)初期實(shí)驗(yàn)用2-水平設(shè)計計劃和設(shè)計實(shí)驗(yàn)的最佳時機(jī)是在前一次實(shí)驗(yàn)完成后.

首次實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用應(yīng)小于25%的總費(fèi)用后序?qū)嶒?yàn)中每一步都要確認(rèn)結(jié)果數(shù)據(jù)需有主動精神-DOE是