第六章產品三次設計

三次設計簡介系統(tǒng)設計（屬于專業(yè)技術） 根據(jù)功能特性要求，選擇產品系統(tǒng)，研制樣機或樣品及其生產工藝。系統(tǒng)設計的內容涉及：總系統(tǒng)設計子系統(tǒng)設計零部件設計原材料設計組裝件設計系統(tǒng)結構設計生產設備設計生產工序設計專利技術使用安全性設計可靠性設計測量系統(tǒng)設計等等當前1頁，總共34頁。參數(shù)設計（屬于通用技術） 對系統(tǒng)設計中的各種參數(shù)(包括系統(tǒng)結構參數(shù)、原材料或零部件參數(shù)、生產過程的工藝參數(shù))，尋求各種參數(shù)中心值之間的最佳搭配。參數(shù)設計同時改進質量和成本，是三次設計的關鍵。數(shù)學模型其中：y為產品的特性值；X表示影響y的可控因素（或可控變量），涉及：系統(tǒng)結構參數(shù)，系統(tǒng)輸入參數(shù)，零部件參數(shù)，原材料參數(shù)，生產工序參數(shù)，等；Z表示產品在生產和使用過程中影響y的不可控因素（也稱為噪聲因素、隨機因素或隨機變量）。當前2頁，總共34頁。容差設計（對質量和成本進行折中） 參數(shù)中心值確定之后，來確定各種參數(shù)的容許誤差，使得質量和成本綜合起來達到最優(yōu)?；痉椒ú捎觅|量損失函數(shù)（田口方法）6Sigma方法：即容差D=6s（s為特性值y的標準差） 或s=D/6。當前3頁，總共34頁。第二節(jié)正交試驗設計概述“正交試驗設計”簡稱“正交設計”，是用正交表來安排試驗的一種試驗設計方法。正交設計是試驗設計的主要方法，使用最廣泛。正交設計的方法分兩大體系（在理論和方法上有很大不同），即在安排試驗時考慮交互作用和不考慮交互作用。前者源于英國統(tǒng)計學家R.A.Fisher，日本學者田口玄一和美國學者G.E.P.Box都有重要貢獻。后者是由中國學者張里千創(chuàng)立，是對前者的改進，其使用比較簡便，通常效率更高，又稱“正交法”或“正交優(yōu)化法”。當前4頁，總共34頁。正交表簡介 正交表是一種已經制作好的規(guī)格化的數(shù)表，是正交試驗的基本工具。它有兩個性質，例如，對于正交表L4(23)來說，它滿足：每縱列恰有2個“1”和2個“2”；任意兩列，（1，1）、（1，2）、（2，1）和（2，2）各出現(xiàn)1次。正交表L4(23)當前5頁，總共34頁。對于正交表L8(27)來說，也滿足這兩條性質，即：每縱列恰有4個“1”和4個“2”；任意兩列，（1，1）、（1，2）、（2，1）和（2，2）各出現(xiàn)2次。正交表L8(27)當前6頁，總共34頁。對于正交表L9(34)來說，也滿足這兩條性質：每縱列的各個數(shù)字都出現(xiàn)相同次數(shù)；任意兩列之間的各個數(shù)字搭配也都出現(xiàn)相同次數(shù)。正交表L9(34)當前7頁，總共34頁。正交表L8(41×24)和L18(61×36)，也滿足這兩條性質：每縱列的各個數(shù)字都出現(xiàn)相同次數(shù)；任意兩列之間的各個數(shù)字搭配也都出現(xiàn)相同次數(shù)。正交表L8(41×24)正交表L18(61×36)當前8頁，總共34頁。第三節(jié)正交試驗案例2,4-二硝基苯肼的工藝改進了解試驗問題，明確試驗目的： 二硝基苯肼是一種試劑產品，用于檢驗酮酸色層分析及肝功能試驗，其外形為重要的特性指標。紫色為不合格品，橘黃色為合格品。原工藝在氯代笨與乙醇的混合溶液中，加入水合肼進行攪拌，反應中途再追加200毫升乙醇。外形雖合格，但產率只有45%。當前9頁，總共34頁。挑因素、選位級（“位級”又稱“水平”） 在集思廣益的基礎上，得到該試驗的因素位級表：第一批試驗的因素位級表因素乙醇用量A水合肼用量B溫度C時間D水合肼純度E攪拌速度F位級1200毫升理論量的2倍回流4小時精品中快位級20毫升理論量的1倍60oC2小時粗品快速確定試驗方案 選用正交表L8(27)，因素順序上列，位級對號入座，得到試驗計劃或方案表。把試驗結果填入表中，并做統(tǒng)計分析（即所謂的“算一算”）。當前10頁，總共34頁。2,4-二硝基苯肼的第一批試驗注：Ⅰ=位級1對應試驗結果之和；Ⅱ=位級1對應試驗結果之和。（下同）當前11頁，總共34頁。找出好條件： 直接看的好條件： 第2號試驗的產率最高，但顏色為紫色，不合格。為弄清原因，對第2號試驗做重復試驗，結果出現(xiàn)橘黃色。猜想其原因可能跟加料速度，希望在以后試驗中做驗證。于是得到直接看的好條件：乙醇用量A水合肼用量B溫度C時間D水合肼純度E攪拌速度F0毫升理論量的2倍60oC2小時精品中快 算一算的好條件：乙醇用量A水合肼用量B溫度C時間D水合肼純度E攪拌速度F200毫升理論量的2倍60oC2小時粗品或精品快當前12頁，總共34頁。第二批試驗挑因素、選位級 固定第一批試驗中某些因素的位級量，即：乙醇用量為0毫升，水合肼為粗品，溫度為60oC，攪拌速度為快速。對其它3個因素（新增加了加料速度）繼續(xù)進行試驗。第二批試驗的因素位級表因素水合肼用量時間加料速度位級1理論量的1.7倍2小時快位級2理論量的2.3倍4小時慢確定第二批試驗方案 選用正交表L4(23)，因素順序上列，位級對號入座，得到試驗計劃表。把試驗結果填入表中，并做統(tǒng)計分析。當前13頁，總共34頁。2,4-二硝基苯肼的第二批試驗找出好條件 直接看和算一算的結果相同，即：水合肼用量為理論量的2.3倍，時間為2小時，加料速度為慢。若有必要，可繼續(xù)進行試驗當前14頁，總共34頁。卷發(fā)器產品的市場試銷設計因素位級表當前15頁，總共34頁。試驗方案及結果當前16頁，總共34頁。晶體退火工藝的改進試驗了解試驗問題，明確試驗目的：

檢驗癌細胞用到一種碘化納晶體，要求應力越小越好，希望不超過2度。北京綜合儀器廠經過30多爐試驗，采用如下圖所示工藝，各項指標都已合格，但應力未能低于7度。當前17頁，總共34頁。挑因素、選位級確定試驗方案當前18頁，總共34頁。晶體退火工藝的第一批試驗當前19頁，總共34頁。趨勢圖當前20頁，總共34頁。找出好條件：直接看好條件：算一算好條件：當前21頁，總共34頁。第二批試驗第二批試驗的因素位級表第二批試驗方案及試驗結果當前22頁，總共34頁。Vc二步發(fā)酵的配方試驗試驗目的：

捉高Vc(維生素丙)產量，降低成本。 生產Vc的二步發(fā)酵新工藝，是用某個菌種氧化山梨糖，得到中間體2-酮-L-古龍酸。為捉高Vc產量，降低成本，需選擇能提高假單孢菌氧化能力、又有利于產品的后處理、且成分簡單的發(fā)酵培養(yǎng)基。試驗方案及結果分析：第一批試驗的因素位級表當前23頁，總共34頁。第一批試驗方案及試驗結果當前24頁，總共34頁。極差修正系數(shù)表例如：六位級因素尿素的修正極差＝45.3×1.60＝72.48當前25頁，總共34頁。OTL中點電壓的三次設計系統(tǒng)設計當前26頁，總共34頁。系統(tǒng)設計其中，電阻A,B,C,D和E存在5%的波動，電感F存在50%的波動。當前27頁，總共34頁。參數(shù)設計因素ABCDEF位級12873061897649.38237.141271.173位級23480774989865.96316.231467.8102位級342170908521154.8421.701695.0143位級4510901100691539.9562.341957.3200位級5618971333522053.5749.892260.3280第一輪的因素位級表

當前28頁，總共34頁。當前29頁，總共34頁。當前30頁，總共34頁。誤差因素的位級確定方法： 位級1=