田口方法案例分享

1 田口方法案例分享 DFSS系列课程 2015. 10. 25 田口试验设计 2  经典DOE Model  Taguchi Model Process Yi Control Factor X1 Control Factor Xn … … Process Yi Control Factor X1 Control Factor Xn … … Noise Factor N1… Nm 2 阶段一:筛选试验 决定y 把有可能影响到y的x都要考虑并做实验，以 挑选出关键x 阶段二:最佳条件 决定y 针对已挑出的关键x，进行最佳条件的试验， 以决定最佳的x值 控制阶段 决定y 针对关键少数的x参数，进行持续的控制， 以spc监控其稳定性 田口试验的阶段设计 3  二阶段的试验步骤 在1953年，日本一个中等规模的瓷砖制造公司，花了200万元，从西 德买来一座新的隧道，窑本身有80公尺长，窑内有一部搬运平台车， 上面堆栈着几层瓷砖，沿着轨道缓慢移动，让瓷砖承受烧烤 问题是，这些瓷砖尺寸大小的变异，他们发现外层瓷砖，有50%以上 超出规格，则正好符合规格 引起瓷砖尺寸的变异，很明显地在制程中，是一个杂音因素。

解决问题，使得温度分布更均匀，只要重新设计整个窑就可以了，但 需要额外再花50万元，投资相当大 田口试验案例 4  一个瓷砖工厂的实验（经典案例） 3 内部瓷砖 外层瓷砖 (尺寸大小有变异) 上限 下限 尺 寸 大 小 改善前 改善前 外部瓷砖 内部瓷砖 田口试验案例 5 因子符号 控制因子 原设计值 A 石灰石含量 2% B 寿山石含量 55% C 寿山石种类 原来配方 D 烧粉含量 1.5% E 添加物颗粒大小 原颗粒 F 烧成次数 二次烧成 G 长石含量 3% H 粘土种类 K-Type与J-Type各一半 田口试验案例 6  瓷砖烧制过程问题陈述  瓷砖烧制参数原设定  瓷砖工厂生产出的瓷砖厚度不均  瓷砖厚度为望目特性，客户规格为10+/-0.15mm 4 符号 控制因子 Level-1 Level-2 Level-3 备注 A 石灰石含量 2% 2.5% —— 2水平 B 寿山石含量 53% 55% 57% 3水平 C 寿山石种类 新配方 原来配方 无添加 3水平 D 烧粉含量 1.0% 1.5% 2% 3水平 E 添加物颗粒 小一些 原颗粒 大一些 3水平 F 烧成次数 一次烧成 二次烧成 三次烧成 3水平 G 长石含量 2.7% 3% 3.3% 3水平 H 粘土种类 K-Type K-Type与J- Type各一半 J-Type 3水平 田口试验案例 7  瓷砖烧制参数试验设置 田口试验案例 8  创建田口试验  Mtb路径：统计→DOE →→田口→→创建田口设计 5 田口试验案例 9  创建田口试验  Mtb路径：统计→DOE →→田口→→创建田口设计  在“设计类型”部分选 取“混合水平设计”项  在“因子数”下拉选项 点取“8”  按下“设计”、“因子” 等设定按钮 田口试验案例 10  创建田口试验  “L18”选项中“18” 表示实验总运行数为18  其中“2**1”表示有1个 2水平因子，“3**7”表 示有7个3水平因子.  按下“确定”按钮  在“田口设计 — 设计”回话框下点选“L18” 6 田口试验案例 11  创建田口试验  在该回话框下可以进行 因子的命名和水平值的 设定.  为了方便，可直接选择 其代码化的预设名称和 水平值  按下“确定”按钮  在“田口设计 — 因子”回话框下默认其“分配因子”选项 田口试验案例 12  创建“内直交表”  建立“L18”直交表 7 直交表 13  直交表（Orthogonal array）为参数设计的实验数 据收集方式  使用直交表可使田口实验次数降至最低，以减少大 量的实验与检测成本  直交表可有效分析可控因子、噪音因子的单独影响 及其交互作用  可控因子置于“内直交表”  噪音因子置于“外直交表” 田口试验案例 14  台车不同位置(P1-P7)摆放的瓷砖烧制厚度测量.  上图：瓷砖烧制用的台车及不同位置瓷砖厚度测量 8 田口试验案例 15  创建外直交表  “外直交表”，每个运行测量7个不同位置的厚度数据。

田口试验案例 16  运行试验，收集数据  瓷砖制程实验数据：(数据已储存在“课程数据文件夹”) 9 田口试验案例 17  分析田口试验  Mtb路径：统计→DOE →→田口→→分析田口设计 田口试验案例 18  分析田口试验  Mtb路径：统计→DOE →→田口→→分析田口设计  在“响应数据位于” 栏选取P1-P7，按下 “选择”按钮  按下“图形”、“分 析”、“选项”、 “项”等设定按钮 10 田口试验案例 19  分析田口试验  打开“分析田口设计 — 图形”会话框  在“图形复选栏”点 选信噪比和均值  其它项保持默认状况  按下“确定”按钮 田口试验案例 20  分析田口试验  打开“分析田口设计 — 分析”会话框  在“复选栏”点选信 噪比和均值  按下“确定”按钮 11 田口试验案例 21  分析田口试验  打开“分析田口设计 — 选项”会话框  在“信噪比公式”栏 点选默认望目设定 (因为瓷砖厚度为望 目特性)  按下“确定”按钮 田口试验案例 22  分析田口试验  打开“分析田口设计 — 分析项”会话框  在“所选分析项”栏， 将 A、B、C、D、E、F、 G、H八项选入  按下“确定”按钮 12 田口试验案例 23  试验解析 (1/4) 线性模型分析线性模型分析: :信噪比信噪比 与与 A, B, C, D, E, F, G, H A, B, C, D, E, F, G, H 信噪比 的模型系数估计 项 系数 系数标准误 T P 常量 41.2190 0.2082 197.987 0.000 A 1 1.8834 0.2082 9.046 0.012 B 1 -0.9599 0.2944 -3.260 0.083 B 2 0.0165 0.2944 0.056 0.960 C 1 -0.7675 0.2944 -2.607 0.121 C 2 -0.5166 0.2944 -1.755 0.221 D 1 -1.1556 0.2944 -3.925 0.059 D 2 -0.3428 0.2944 -1.164 0.364 E 1 3.0528 0.2944 10.369 0.009 E 2 -1.1028 0.2944 -3.746 0.064 F 1 -0.1107 0.2944 -0.376 0.743 F 2 0.1678 0.2944 0.570 0.626 G 1 -0.7836 0.2944 -2.661 0.117 G 2 0.2596 0.2944 0.882 0.471 H 1 -1.3097 0.2944 -4.448 0.047 H 2 1.3410 0.2944 4.555 0.045 S = 0.8833 R-Sq = 99.3% R-Sq（调整） = 94.1% 田口试验案例 24  试验解析 (2/4) 信噪比信噪比 的方差分析的方差分析 来源 自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F P A 1 63.846 63.8462 63.8462 81.84 0.012 B 2 10.871 10.8708 5.4354 6.97 0.126 C 2 15.029 15.0286 7.5143 9.63 0.094 D 2 22.188 22.1876 11.0938 14.22 0.066 E 2 86.031 86.0312 43.0156 55.14 0.018 F 2 0.262 0.2620 0.1310 0.17 0.856 G 2 5.735 5.7355 2.8677 3.68 0.214 H 2 21.086 21.0864 10.5432 13.51 0.069 残差误差 2 1.560 1.5604 0.7802 合计 17 226.609 结论：对于S/N比而言，因子A、C、D、E、H在统计上是显著的. (以P-value值0.10做判断) 13 田口试验案例 25  试验解析 (3/4) 线性模型分析线性模型分析: :均值均值 与与 A, B, C, D, E, F, G, H A, B, C, D, E, F, G, H 均值 的模型系数估计 项 系数 系数标准误 T P 常量 9.98278 0.01084 920.580 0.000 A 1 0.03310 0.01084 3.052 0.093 B 1 -0.05325 0.01534 -3.473 0.074 B 2 0.01960 0.01534 1.278 0.329 C 1 0.00556 0.01534 0.362 0.752 C 2 0.00865 0.01534 0.564 0.630 D 1 0.00151 0.01534 0.098 0.931 D 2 -0.01325 0.01534 -0.864 0.479 E 1 0.01222 0.01534 0.797 0.509 E 2 0.03222 0.01534 2.101 0.170 F 1 0.09127 0.01534 5.951 0.027 F 2 -0.01040 0.01534 -0.678 0.568 G 1 -0.00492 0.01534 -0.321 0.779 G 2 -0.01540 0.01534 -1.004 0.421 H 1 0.04913 0.01534 3.203 0.085 H 2 0.03294 0.01534 2.148 0.165 S = 0.04601 R-Sq = 98.1% R-Sq（调整） = 84.2% 田口试验案例 26  试验解析 (4/4) 结论：对于均值而言，因子A、F、H在统计上是显著的. (以P-value值0.10做判断) 均值均值 的方差分析的方差分析 来源 自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F P A 1 0.019715 0.019715 0.019715 9.31 0.093 B 2 0.026116 0.026116 0.013058 6.17 0.139 C 2 0.001845 0.001845 0.000923 0.44 0.696 D 2 0.001895 0.001895 0.000948 0.45 0.691 E 2 0.018978 0.018978 0.009489 4.48 0.182 F 2 0.089872 0.089872 0.044936 21.23 0.045 G 2 0.004044 0.004044 0.002022 0.96 0.511 H 2 0.061396 0.061396 0.030698 14.50 0.065 残差误差 2 0.004233 0.004233 0.002117 合计 17 0.228096 1。