《试验DOE设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《试验DOE设计（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Page:Page:1 1培训教材培训教材试验试验DOE设计设计主讲主讲主讲主讲: : 伊贤斌伊贤斌伊贤斌伊贤斌试验设计试验设计Page:Page:2 2培训教材培训教材第一章第一章 DOEDOE基础基础一、一、DOEDOE基本术语基本术语二、二、DOEDOE基本目的基本目的三、三、DOEDOE基本原则基本原则四、四、DOEDOE类别划分类别划分五、五、DOEDOE基本步骤基本步骤课程内容课程内容Page:Page:3 3培训教材培训教材一一 DOEDOE基本术语基本术语1 1、因子：可控因子与非可控因子；、因子：可控因子与非可控因子；2 2、水平及处理；、水平及处理；3 3、试验单元与试验环
2、境；、试验单元与试验环境；4 4、模型与误差；、模型与误差；5 5、主效应与交互效应；、主效应与交互效应；DOE=Design of Experience(DOE=Design of Experience(试验设计）试验设计）Page:Page:4 4培训教材培训教材一一 DOEDOE基本术语基本术语1 1、因子：可控因子与非可控因子、因子：可控因子与非可控因子过程过程y y1 1y y2 2y yj jx x1 1x x2 2x xi iu u1 1u u2 2u uh h因子因子= =影响过程或过程输出变量影响过程或过程输出变量( (yjyj) )的输入变量的输入变量可控因子可控因子不可控
3、因子不可控因子因因子子= =可以加以控制的那部分输入变量可以加以控制的那部分输入变量( (x xi i) )= = 不可以加以控制的那部分输入变量不可以加以控制的那部分输入变量( (u u1 1) )如加水量如大气压案例中电压、电流、压力等均为因子且可控。案例中电压、电流、压力等均为因子且可控。Page:Page:5 5培训教材培训教材一一 DOEDOE基本术语基本术语2 2、水平及处理、水平及处理设置设置= = 因子所处的状态因子所处的状态水平水平= =安排安排= = 所有因子水平的组合所有因子水平的组合处理处理= =中心点电压电流压力t1t2t301.5331.1532311.0251.5
4、054112.0251.5010512.0250.8014111.0401.5050501.5331.1532312.0401.5014111.0400.8014511.0250.8050511.0250.8010101.5331.1532312.0400.8050112.0251.5050112.0250.8054511.0401.5010111.0400.8054112.0401.5054512.0400.8010511.0251.5014501.5331.15323T1T1有多少有多少个水平？个水平？整个表中整个表中有多少个有多少个处理？处理？Page:Page:6 6培训教材培训教材一
5、一 DOEDOE基本术语基本术语3 3、试验单元与试验环境、试验单元与试验环境3.1 3.1 试验单元试验单元 处理（试验处理（试验) )应用其上的最小单元。如案例中的每个处理得到应用其上的最小单元。如案例中的每个处理得到1 1个阴极产品。个阴极产品。3.2 3.2 试验环境试验环境 未纳入试验中的那些以已知或未知方式影响试验结果的周围条件未纳入试验中的那些以已知或未知方式影响试验结果的周围条件( (因素因素) )。如案例中的室温、湿度等。这些因素往往是不可控的。如案例中的室温、湿度等。这些因素往往是不可控的。阴极热丝焊接强阴极热丝焊接强度提升试验度提升试验电压电压U U压力压力P P室温室温
6、 湿度湿度风力风力加热时间加热时间t1t1恒温时间恒温时间t1t1冷却时间冷却时间t1t1电流电流I I有经过热有经过热丝电焊的丝电焊的阴极产品阴极产品Page:Page:7 7培训教材培训教材一一 DOEDOE基本术语基本术语4 4、模型与误差、模型与误差4.1 4.1 模型：模型：f=f(x1+x2+f=f(x1+x2+ +xixi）+ + 4.2 4.2 误差：误差： =试验误差+失拟误差。试验误差包含测量误差和系统固有误差；失拟误差是由于拟合过程中舍去的非显著项造成的误差。例：例：假设真正的模型是：假设真正的模型是：BLBL不良率不良率= =a a面板倒角角度面板倒角角度 + +b b
7、面板倒边角度面板倒边角度+ +c c面板倒角角度面板倒角角度+ +d d面板倒边角度面板倒边角度+ + 面面板倒角角度板倒角角度* *面板倒边角度面板倒边角度+ +v v现得到的模型是：现得到的模型是：BLBL不良率不良率= =a a面板倒角角度面板倒角角度 + +c c面板倒角角度面板倒角角度+ +d d面板倒边角度面板倒边角度+ + 面板倒角角度面板倒角角度* *面板面板倒边角度倒边角度+ +w w“b b面板倒边角度面板倒边角度”项未拟合到模型中则该项的误差就包含在了项未拟合到模型中则该项的误差就包含在了 里里Page:Page:8 8培训教材培训教材一一 DOEDOE基本术语基本术语5
8、 5、主效应与交互效应、主效应与交互效应A A主效应主效应= =AVG(y)AVG(y)H HA A-AVG(y)-AVG(y)L LA AA*BA*B交互效应交互效应 = AVG(A= AVG(AH H B BH H +A+AL LB BL L)-AVG)-AVG(A AH H B BL L +A+AL LB BH H)ABy-1-1200 1-1220-1 1230 1 1270例例: :A主效应=AVG(y) HA-AVG(y) LA =(220+270)/2-(200+230)/2=30B主效应=AVG(y) HB-AVG(y) LB =(230+270)/2-(200+220)/2=
9、40AB效应 = AVG(x1H x2H +x1Lx2L)-AVG(x1H x2L +x2Lx2H) =(200+270)/2-(220+230)/2=10问问: :A A、B B、ABAB的效应分别是多少？的效应分别是多少？Page:Page:9 9培训教材培训教材二二 DOEDOE主要目的主要目的Page:Page:1010培训教材培训教材三三 DOEDOE基本原则基本原则原则一：重复原则一：重复原则概念目的说明复制一个处理重复试验i次。估计试验误差F分布的分位数F=MSX/MSE，这里的MSE指的是，在一个处理复制i次试验，得到i个数据，这i个数据间的误差就是MSE ，而不是在每次试验时
10、，重复抽样n次得到的n个数据间的误差MSe；一般MSEMSe。复制中心点的试验次数，比复制其它试验要好。中心点区组AB11-1-1111-111-111111中心点区组AB11-1-1111-111-11111111-1-1111-111-111111没重复没重复重重复复1 1次次加加4 4个中个中心点心点中心点区组AB11-1-1111-111-1111110100010001000100S=?S=?Page:Page:1111培训教材培训教材三三 DOEDOE基本原则基本原则原则二原则二：区组化区组化原则概念目的说明区组化将全部试验划分为若干区或组的方法降低未知的不可控因子对响应产生系统影
11、响量假如白班和夜班有显著差异，未区组化时，白班与夜班试验的总体结果间就存在显著差异，造成白班试验的因子高水平与夜班试验的低水平间差异增大；有区组化时，白班夜班都进行高低水平试验，白班与夜班的差异量就无法对应印加在高低水平上。中心点区组AB11-1-1111-111-111111没重没重复没复没区组区组中心点区组AB111-111-1112-1-11211没重复没重复分分2 2个个区组区组Page:Page:1212培训教材培训教材三三 DOEDOE基本原则基本原则原则三原则三：随机化随机化没重复没区组化没重复没区组化没随机化没随机化标准序运行序中心点区组AB21111-11211-1-1331
12、1-11441111标准序运行序中心点区组AB1111 -1-1 22111-13311-11441111没重复没区组化没重复没区组化有随机化有随机化原则概念目的说明随机化完全随机安排各个试验的顺序防止未知的不可控因子对响应产生系统影响依次试验过程中，如果某个未知的不可控的因子的状态随着时间推移增大，且产生的效应也是增大；那么，未随机化时，某些因子前部分时间试验高水平，后部分时间试验低水平，这样，因子效应可能被增大或被减弱；有随机化后，因子高低水平试验顺序被随机打乱，不可能是前部分时间全试验高水平（低水平），后半部分时间全试验低水平(高水平)，这样，未知因子产生的效应也在计算试验因子效应中抵消
13、掉。Page:Page:1313培训教材培训教材三三 DOEDOE基本原则基本原则原则三原则三：随机化随机化没重复没区组化没重复没区组化没随机化没随机化标准序运行序中心点区组AB21111-11211-1-13311-11441111标准序运行序中心点区组AB1111 -1-1 22111-13311-11441111没重复没区组化没重复没区组化有随机化有随机化原则概念目的说明随机化完全随机安排各个试验的顺序防止未知的不可控因子对响应产生系统影响依次试验过程中，如果某个未知的不可控的因子的状态随着时间推移增大，且产生的效应也是增大；那么，未随机化时，某些因子前部分时间试验高水平，后部分时间试验
14、低水平，这样，因子效应可能被增大或被减弱；有随机化后，因子高低水平试验顺序被随机打乱，不可能是前部分时间全试验高水平（低水平），后半部分时间全试验低水平(高水平)，这样，未知因子产生的效应也在计算试验因子效应中抵消掉。Page:Page:1414培训教材培训教材四四 DOEDOE类别划分类别划分重点讲重点讲2 2水平全因子水平全因子DOEDOE和和2 2水平部分因子水平部分因子DOEDOE，单因子了解。单因子了解。Page:Page:1515培训教材培训教材四四 DOEDOE类别划分类别划分Page:Page:1616培训教材培训教材四四 DOEDOE类别划分类别划分Page:Page:171
15、7培训教材培训教材五五 DOEDOE基本步骤基本步骤确定方案确定方案：列出最优方案、根据实际状况确定较适方案。试验设计试验设计：明确目的、响应变量、因子、因子水平，确定类型、区组、试验次数，输出表格试验实施试验实施：根据设计得到的数据收集表，制订收集计划，收集数据、汇总表格等。试验分析试验分析：拟合模型、优选模型、解释模型、推断模型、最优案预测验证方案验证方案：试设置较适案并收集数据做检验。DOEDOE的七大步骤及具体内容的七大步骤及具体内容优化方案优化方案：调整优化较适合方案实施方案实施方案：按计划实施我我问问你你答答为什么要验为什么要验证改善方案证改善方案交适方案可能不交适方案可能不是最适
16、方案是最适方案为什么要确为什么要确定最适方案定最适方案预测结果太好不预测结果太好不一定是好事一定是好事确定改善方确定改善方案的四步骤案的四步骤后续各类试验的探讨都是依据这四大步骤进行的。后续各类试验的探讨都是依据这四大步骤进行的。Page:Page:1818培训教材培训教材概述概述: : 明确改善方法的目的与意义明确改善方法的目的与意义第一节第一节 制定改善方法明确表制定改善方法明确表第二节第二节 制定改善方法明确表说明制定改善方法明确表说明第一章第一章 明确改善方法明确改善方法实验设计实验设计Page:Page:1919培训教材培训教材一一 明确改善方法概述明确改善方法概述 明确改善方法为后
17、续改善方案的确定指明方向明确改善方法为后续改善方案的确定指明方向一、明确改善方法的目的：一、明确改善方法的目的：二、明确改善方法的意义：二、明确改善方法的意义：1 1、总结分析的结果、总结分析的结果3 3、先筛选因子，可减少后续方案确定的试验次数、先筛选因子，可减少后续方案确定的试验次数2 2、可估计因子改变带来的副作用、可估计因子改变带来的副作用三、明确改善方法的工具：三、明确改善方法的工具：改善方法表改善方法表Page:Page:2020培训教材培训教材二、改善方法表二、改善方法表关键流程显著因子效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方法KP1KP1X1X1X2X2XaXaKP2KP2X1
18、X1X2X2XbXbKPiKPiX1X1X2X2XjXj改善方法表是明确改善方法的基本表格：改善方法表是明确改善方法的基本表格：Page:Page:2121培训教材培训教材1 1、关键流程与显著因子、关键流程与显著因子我我问问你你答答TCO 的效应和系数的估计（已编码单位）项 效应 系数 系数标准误 T P常量 1.8956 0.05958 31.82 0.000AS固形份 -1.2488 -0.6244 0.05958 -10.48 0.000ASPH值 -1.6262 -0.8131 0.05958 -13.65 0.000AR固形份 -0.3387 -0.1694 0.05958 -2.
19、84 0.019AS下药时间 1.0687 0.5344 0.05958 8.97 0.000AS成膜时间 -0.0813 -0.0406 0.05958 -0.68 0.513AS转速 0.2787 0.1394 0.05958 2.34 0.044“效应和系数的估计”表中P值0.05的对应的因子就是显著因子显著因子所在详细流程就是关键流程表表中中哪哪些些因因子子是是显显著著因因子子 ？关键流程显著因子效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方法Page:Page:2222培训教材培训教材2 2、因子效应排序、因子效应排序 效应排序有两个途径：途径一 主要看主效应图中最高值与最低值差值状况。差
20、值越大，因子影响就越大；反之，差值越小，因子影响就越小。途径二 看“效应和系数的估计”表中的效应值的绝对值。绝对值大，效应就大；绝对 值小，效应就小。我我问问你你答答表表中中效效应应排排序序怎怎样样 ？TCO 的效应和系数的估计（已编码单位）项 效应 系数 系数标准误 T P常量 1.8956 0.05958 31.82 0.000AS固形份 -1.2488 -0.6244 0.05958 -10.48 0.000ASPH值 -1.6262 -0.8131 0.05958 -13.65 0.000AR固形份 -0.3387 -0.1694 0.05958 -2.84 0.019AS下药时间 1
21、.0687 0.5344 0.05958 8.97 0.000AS成膜时间 -0.0813 -0.0406 0.05958 -0.68 0.513AS转速 0.2787 0.1394 0.05958 2.34 0.044关键流程显著因子效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方法Page:Page:2323培训教材培训教材3 3、影响规律判定、影响规律判定 影响规律判定有两个途径：途径一 主要看主效应图中Y随x变化的变化状况。x增大Y也增大，影响规律为正相 关；x增大Y却减小，影响规律为负相关。途径二 看“效应和系数估计”表中的效应值的正负状况。效应值为正，影响规律为正 相关；效应值为负，影响规
22、律为负相关。我我问问你你答答表中表中谁为谁为正相正相关关 ，谁为谁为又负又负相关相关？TCO 的效应和系数的估计（已编码单位）项 效应 系数 系数标准误 T P常量 1.8956 0.05958 31.82 0.000AS固形份 -1.2488 -0.6244 0.05958 -10.48 0.000ASPH值 -1.6262 -0.8131 0.05958 -13.65 0.000AR固形份 -0.3387 -0.1694 0.05958 -2.84 0.019AS下药时间 1.0687 0.5344 0.05958 8.97 0.000AS成膜时间 -0.0813 -0.0406 0.05
23、958 -0.68 0.513AS转速 0.2787 0.1394 0.05958 2.34 0.044关键流程显著因子效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方法Page:Page:2424培训教材培训教材4 4、负作用分析、负作用分析负负作作用用分分析析出出发发点点 出发点出发点2 2 成本是否会增加成本是否会增加人员增加人员增加设备增加设备增加原料增加原料增加能源增加能源增加工时增加工时增加出发点出发点3 3 缺陷是否会上升缺陷是否会上升出发点出发点1 1 效率是否会下降效率是否会下降速度下降速度下降稼动下降稼动下降瓶颈产生瓶颈产生良率下降良率下降故障上升故障上升安全降低安全降低关键流程显
24、著因子效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方法Page:Page:2525培训教材培训教材5 5、变更难易分析、变更难易分析变更难易变更难易制作难易制作难易管理难易管理难易时间长短时间长短造造航母对中国来说轻而易举造造航母对中国来说轻而易举管理航母对中国来说承受不起管理航母对中国来说承受不起1 1月要搞定，年底才能进来月要搞定，年底才能进来关键流程显著因子效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方法Page:Page:2626培训教材培训教材6 6、选择改善方法、选择改善方法判定因子数k单向分类单向分类DOEDOE多项式回归多项式回归DOEDOE确定试验因子k=12k5k6CCDCCD响应曲面
25、响应曲面DOEDOE2 2水平水平P_BP_B因子因子DOEDOE2 2水平部分因子水平部分因子DOEDOE成本高成本高？2 2水平全因子水平全因子DOEDOE目的？目的？响应是响应是？B_BB_B响应曲面响应曲面DOEDOE望大小望大小且n少NOYES目的？目的？筛选预测(k4)筛选预测田口方法田口方法DOEDOE望目关键流程显著因子效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方法Page:Page:2727培训教材培训教材7 7、改善方法表案例、改善方法表案例关键流程 显著因子 效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方向AS下药AS固形粉2/增加1，成本增加0.2元/PC易维持现状(2.0)AS
26、 PH值1/更节省成本易CCFCCF响应曲面响应曲面试验试验AS下药时间3成本更节省易AS成膜 AS转速4太大太小成膜效果都差易维持现状(100)0707年年TCOTCO值改善值改善6 6sigmasigma项目的改善方法表。项目的改善方法表。Page:Page:2828培训教材培训教材第二节第二节 2 2水平全因子水平全因子DOE DOE 一、一、2 2水平全因子水平全因子DOEDOE概述概述二、二、2 2水平全因子水平全因子DOEDOE案例案例三、确定改善方案三、确定改善方案Page:Page:2929培训教材培训教材一、一、2 2水平全因子试验概述水平全因子试验概述 一种所有因子的所有水
27、平的所有组合都至少要进行一次的试验就是全因子试验。若因子只取2个水平参与的全因子试验就是2 2水平全因子试验水平全因子试验。适合因子数适合因子数5550吨，Cpk=-0.89。 分析得到4个显著因子及初步规律。团队做了如下表，确定改善方法为“2水平全因子试验” 接下来团队该如何通过该方法来确定改善方案呢？关键流程显著因子效应排序影响规律负作用分析变更难易改善方法热处理加热温度T1/能耗增大易2水平全因子试验加热时间t12/能耗增大易移走时间t24/效率降低易恒温时间t33/能耗增大及效率降低易Page:Page:3131培训教材培训教材三、三、2 2水平全因子试验确定方案水平全因子试验确定方案
28、2 2水平全因子试验设计水平全因子试验设计2 2水平全因子试验实施水平全因子试验实施2 2水平全因子试验分析水平全因子试验分析改善方案确定改善方案确定拟合选定模型拟合选定模型进行残差诊断进行残差诊断分析解释模型分析解释模型试验分析结论试验分析结论Page:Page:3232培训教材培训教材第一步、试验设计第一步、试验设计试验名称合金板断裂强度改善2水平全因子试验试验目的合金板断裂强度提升响应变量（指标）断裂强度y(已做MSA且OK)因子及因子水平设计因子低水平高水平加热温度T(摄氏度)820860加热时间t1(分钟)23移走时间t2(分钟)1.41.6恒温时间t3(分钟)5060DOE设计水平
29、数2区组数1复制次数1中心点数3是否随机化YES运行次数19执行盟主xxx辅导员xxx设计人员Page:Page:3333培训教材培训教材第二步、试验实施第二步、试验实施Page:Page:3434培训教材培训教材第三步、试验分析第三步、试验分析拟合选定模型拟合选定模型进行分析解释模型进行分析解释模型确定改善方案确定改善方案需要改进？需要改进？达到目标？达到目标？进行下批试验进行下批试验1 12 23 34 45 5Y YN NY YN NPage:Page:3535培训教材培训教材1 1 初选模型初选模型 一般首选“全模型”；不过，三阶及以上的交互作用效应非常小，几乎忽略不计，故初选时可不选
30、；另外，如果通过经验或技术可判定某些二阶交互项效应也很小或没有，也可以先不纳入该二阶项。Page:Page:3636培训教材培训教材2 2 模型有效性分析模型有效性分析拟合因子: y 与 T, t1, t2, t3 y 的效应和系数的估计（已编码单位）项 效应 系数 系数标准误 T P常量 541.632 1.377 393.39 0.000T 20.038 10.019 1.500 6.68 0.000t1 16.887 8.444 1.500 5.63 0.000t2 3.813 1.906 1.500 1.27 0.240t3 11.113 5.556 1.500 3.70 0.006T
31、*t1 0.737 0.369 1.500 0.25 0.812T*t2 -0.487 -0.244 1.500 -0.16 0.875T*t3 3.062 1.531 1.500 1.02 0.337t1*t2 1.263 0.631 1.500 0.42 0.685t1*t3 7.113 3.556 1.500 2.37 0.045t2*t3 0.837 0.419 1.500 0.28 0.787S = 6.00146 PRESS = 1778.45R-Sq = 92.49% R-Sq（预测） = 53.68% R-Sq（调整） = 83.11%对于 y 方差分析（已编码单位）来源 自由
32、度 Seq SS Adj SS Adj MS F P主效应 4 3298.85 3298.85 824.712 22.90 0.0002因子交互作用 6 252.17 252.17 42.029 1.17 0.408残差误差 8 288.14 288.14 36.017 弯曲 1 9.92 9.92 9.917 0.25 0.633 失拟 5 169.72 169.72 33.945 0.63 0.709 纯误差 2 108.50 108.50 54.250合计 18 3839.161、一项p0.05,则模型有效； 2、没有p0.05,则要么 (1)弯曲p0.05； (2)要么失拟P0.05,
33、没有漏掉重要的二次方项或二阶交互项；反之，则漏掉了。p0.05,没有漏掉重要的三次方项或三阶交互项；反之，则漏掉了。p0.05,则还有因子在影响常数P0.05，正常P0.05，不显著项，去掉试验误差，越小越好多元相关系数，越大越好Page:Page:3737培训教材培训教材3 3 模型可靠性分析模型可靠性分析残差的概念：残差的概念：实际观测值与拟合值的差值。实际观测值与拟合值的差值。残差要符合三个前提条件：残差要符合三个前提条件：独立独立 服从正态分布服从正态分布 均值为零均值为零残差图判定标准：残差图判定标准：1 1、残差在图中呈正态分布、残差在图中呈正态分布, ,若不敢肯定则用正态性检验来
34、判定；若不敢肯定则用正态性检验来判定；2 2、残差随机对称分布于以均值为中心线的上下：、残差随机对称分布于以均值为中心线的上下： 中心线对应中心线对应0 0处；无非对称分布；无连续上升；无弯曲现象；处；无非对称分布；无连续上升；无弯曲现象；正态分布正态分布有问题，没有对称分有问题，没有对称分布，拟合不好，有杠布，拟合不好，有杠杆点杆点有问题，没有对称分布，有问题，没有对称分布，拟合不好拟合不好Page:Page:3838培训教材培训教材4 4、判定模型、判定模型本案例结果：本案例结果： 本案例中本案例中, ,残差随有点不对称残差随有点不对称, ,但问题不大但问题不大, ,真正的问题在于非真正的
35、问题在于非显著项太多显著项太多, ,降低了预测能力。故须删去非显著项降低了预测能力。故须删去非显著项 首先，要看前面模型是否可靠，如果不可靠则须增加或删减首先，要看前面模型是否可靠，如果不可靠则须增加或删减某些项再进行拟合选定；某些项再进行拟合选定； 其次，系数栏若有非显著项，也要重新拟合选定模型其次，系数栏若有非显著项，也要重新拟合选定模型 Page:Page:3939培训教材培训教材 同初选模型一样，重选模型也是通过同初选模型一样，重选模型也是通过MINITABMINITAB来来实现的，不一样的地方主要是在选项时删去了非显实现的，不一样的地方主要是在选项时删去了非显著项。著项。5 5、重选
36、新模型重选新模型Page:Page:4040培训教材培训教材6 6、新模型有效性分析、新模型有效性分析拟合因子: y 与 T, t1, t3 y 的效应和系数的估计（已编码单位）项 效应 系数 系数标准误 T P常量 541.632 1.220 443.85 0.000T 20.038 10.019 1.330 7.53 0.000t1 16.887 8.444 1.330 6.35 0.000t3 11.112 5.556 1.330 4.18 0.001t1*t3 7.113 3.556 1.330 2.67 0.018S = 5.31913 PRESS = 704.408R-Sq = 8
37、9.68% R-Sq（预测） = 81.65% R-Sq（调整） = 86.73%对于 y 方差分析（已编码单位）来源 自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F P主效应 3 3240.71 3240.71 1080.24 38.18 0.0002因子交互作用 1 202.35 202.35 202.35 7.15 0.018残差误差 14 396.10 396.10 28.29 弯曲 1 9.92 9.92 9.92 0.33 0.573 失拟 3 151.52 151.52 50.51 2.15 0.157 纯误差 10 234.67 234.67 23.47合计 18 383
38、9.16这些指标这些指标该如何解该如何解释呢？释呢？我问你答我问你答Page:Page:4141培训教材培训教材7 7、新模型可靠性分析、新模型可靠性分析我问我问你答你答新模型新模型残差正残差正常吗？常吗？Page:Page:4242培训教材培训教材8 8、两模型有效性比较、两模型有效性比较比较项全模型删减模型差值比较标准结论R_Sq-R_Sq（adj)负则变差正则变好s负则变差正则变好总结论模型比较表模型比较表比较项全模型删减模型差值比较标准R_Sq-R_Sq（adj)9.382.956.34负则变差正则变好s6.001465.319130.68233负则变差正则变好总结论较差较好模型比较案
39、例分享模型比较案例分享Page:Page:4343培训教材培训教材9 9、因子效应确认、因子效应确认Page:Page:4444培训教材培训教材9 9、因子效应确认、因子效应确认1 1、移走时间、移走时间t2t2主效应确实很主效应确实很小；小；2 2、都呈正相关。、都呈正相关。加热时间加热时间t1t1与恒温时间与恒温时间t3t3确确实存在交互效应。实存在交互效应。Page:Page:4545培训教材培训教材1010、最优区域分析、最优区域分析Page:Page:4646培训教材培训教材1111、最优组合设定、最优组合设定Page:Page:4747培训教材培训教材1212、最优组合设定预测、最
40、优组合设定预测使用使用 y y 模型的新设计点数的预测响应模型的新设计点数的预测响应点点 拟合值拟合值 拟合值标准误拟合值标准误 95% 95% 置信区间置信区间 95% 95% 预测区间预测区间 1 569.207 2.926 (562.931, 575.483) (556.186, 582.227) 1 569.207 2.926 (562.931, 575.483) (556.186, 582.227)Page:Page:4848培训教材培训教材第三节第三节2 2水平部分因子水平部分因子DOE DOE 一、一、2 2水平部分因子水平部分因子DOEDOE概论概论二、二、2 2水平部分因子水
41、平部分因子DOEDOE案例案例三、三、2 2水平部分因子水平部分因子DOEDOE确定改善方案确定改善方案实验设计实验设计Page:Page:4949培训教材培训教材一、一、2 2水平部分因子试验概述水平部分因子试验概述 所有因子的所有水平组合中的只有部分组合参与的试验就是部分因子试验。因子的水平只有2个的部分因子试验，称为2水平部分因子试验。 2水平部分因子试验的最大优点就是大幅度减少了试验次数。如现有4个因子，则其全因子试验次数为16次试验，如果采用2水平部分试验，则试验次数只有8次。全因子试验全因子试验因子因子: 4 : 4 基设计基设计: 4, 16: 4, 16试验次数试验次数: 16
42、 : 16 仿行仿行: 1: 1区组区组: 1 : 1 中心点（合计）中心点（合计）: 0: 0部分因子设计部分因子设计 因子因子: 4 : 4 基设计基设计: 4, 8 : 4, 8 分辨度分辨度: : IVIV试验次数试验次数: 8 : 8 仿行仿行: 1 : 1 实施部分实施部分: 1/2: 1/2区组区组: 1 : 1 中心点（合计）中心点（合计）: 0: 0 但是，2水平部分因子试验在精度方面不如2水平全因子试验。故一般在因子较多时(5)，先用部分因子试验进行筛选，到5个时，则再用全因子试验进行筛选合建立较精的方程。Page:Page:5050培训教材培训教材二、二、2 2水平部分因
43、子试验案例水平部分因子试验案例案例2-4：降低硫代硫酸钠产品的杂质率 在分析得到4个显著因子：成分A含量、成本B含量、反应罐内温度T及反应时间t。 每次试验成本非常高。Page:Page:5151培训教材培训教材三、三、2 2水平部分因子试验确定方案水平部分因子试验确定方案2 2水平部分因子试验设计水平部分因子试验设计2 2水平部分因子试验实施水平部分因子试验实施2 2水平部分因子试验分析水平部分因子试验分析改善方案确定改善方案确定拟合选定模型拟合选定模型进行残差诊断进行残差诊断分析解释模型分析解释模型试验分析结论试验分析结论Page:Page:5252培训教材培训教材第一步、第一步、2 2水
44、平部分因子试验设计水平部分因子试验设计试验名称降低硫代硫酸钠杂质率2水平部分因子试验试验目的降低硫代硫酸钠杂质率响应变量（指标）杂质率(已做MSA且OK)因子及因子水平设计因子低水平高水平成分A含量1216成分B含量2.42.6反应罐内温度200220反应时间4050DOE设计水平数2区组数1复制次数1中心点数3是否随机化YES运行次数11执行盟主xxx辅导员xxx设计人员xxxPage:Page:5353培训教材培训教材第二步、第二步、2 2水平部分因子试验实施水平部分因子试验实施Page:Page:5454培训教材培训教材第三步、第三步、2 2水平部分因子试验分析水平部分因子试验分析2 2
45、水平部分因子试验与水平部分因子试验与2 2水平水平全因子试验的分析过程一样，全因子试验的分析过程一样，一起演练。一起演练。Page:Page:5555培训教材培训教材1 1 初选模型初选模型Page:Page:5656培训教材培训教材2 2 模型有效性分析模型有效性分析杂质率 的效应和系数的估计（已编码单位）项 效应 系数 系数标准误 T P常量 30.155 0.6287 47.96 0.000A 8.038 4.019 0.7110 5.65 0.011B -0.437 -0.219 0.3180 -0.69 0.541temp 5.225 2.613 0.6360 4.11 0.026t
46、ime -5.525 -2.762 0.6360 -4.34 0.023A*B 2.438 1.219 0.3180 3.83 0.031A*temp -0.425 -0.213 0.6360 -0.33 0.760A*time -1.275 -0.637 0.6360 -1.00 0.390S = 1.79877 PRESS = 16.4407R-Sq = 97.56% R-Sq（预测） = 95.86% R-Sq（调整） = 91.86%对于 杂质率 方差分析（已编码单位）来源 自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F P主效应 4 336.635 220.546 55.136
47、5 17.04 0.0212因子交互作用 3 51.144 51.144 17.0479 5.27 0.103残差误差 3 9.707 9.707 3.2356 弯曲 1 0.020 0.020 0.0200 0.00 0.955 纯误差 2 9.687 9.687 4.8433合计 10 397.485Page:Page:5757培训教材培训教材3 3 模型可靠性分析模型可靠性分析Page:Page:5858培训教材培训教材4 4 判定模型是否要改进判定模型是否要改进Page:Page:5959培训教材培训教材5 5、重选模型重选模型Page:Page:6060培训教材培训教材6 6、新模型
48、有效性分析、新模型有效性分析这些指标这些指标该如何解该如何解释呢？释呢？我问你答我问你答拟合因子拟合因子: : 杂质率杂质率 与与 A, temp, time A, temp, time 杂质率 的效应和系数的估计（已编码单位）项 效应 系数 系数标准误 T P常量 29.936 0.4743 63.11 0.000A 10.475 5.238 0.5562 9.42 0.000temp 5.225 2.613 0.5562 4.70 0.003time -5.525 -2.762 0.5562 -4.97 0.003temp*time 4.875 2.438 0.5562 4.38 0.00
49、5S = 1.57324 PRESS = 42.5066R-Sq = 96.26% R-Sq（预测） = 89.31% R-Sq（调整） = 93.77%对于 杂质率 方差分析（已编码单位）来源 自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F P主效应 3 335.104 335.104 111.701 45.13 0.0002因子交互作用 1 47.531 47.531 47.531 19.20 0.005残差误差 6 14.850 14.850 2.475 弯曲 1 0.020 0.020 0.020 0.01 0.938 失拟 3 5.144 5.144 1.715 0.35 0.
50、796 纯误差 2 9.687 9.687 4.843合计 10 397.485Page:Page:6161培训教材培训教材7 7、新模型可靠性分析、新模型可靠性分析我问我问你答你答新模型新模型残差正残差正常吗？常吗？Page:Page:6262培训教材培训教材8 8、两模型有效性比较、两模型有效性比较比较项全模型删减模型差值比较标准结论R_Sq-R_Sq（adj)负则变差正则变好s负则变差正则变好总结论? ? ? ? ? ? ?Page:Page:6363培训教材培训教材9 9、因子效应确认、因子效应确认Page:Page:6464培训教材培训教材1010、最优区域分析、最优区域分析Page
51、:Page:6565培训教材培训教材1111、最优组合设定、最优组合设定Page:Page:6666培训教材培训教材1212、最优组合设定预测、最优组合设定预测使用使用 杂质率杂质率 模型的新设计点数的预测响应模型的新设计点数的预测响应点点 拟合值拟合值 拟合值标准误拟合值标准误 95% 95% 置信区间置信区间 95% 95% 预测区间预测区间 1 16.4489 1.3810 (12.8990, 19.9988) (10.9530, 21.9447) 1 16.4489 1.3810 (12.8990, 19.9988) (10.9530, 21.9447)Page:Page:6767培训
52、教材培训教材第四节第四节田口田口DOE DOE 实验设计实验设计一、田口一、田口DOEDOE概论概论二、田口二、田口DOEDOE案例案例三、三、田口田口DOE步骤步骤田口实验田口实验Page:Page:6868培训教材培训教材一、田口一、田口DOEDOE概论概论随着市场竞争的日趋激烈，企业只有牢牢把握市场需求，用较短的时间开发出低成本、高质量的产品，才能在竞争中立于不败之地。在众多的产品开发方法中，田口方法不失为提高产品质量，促进技术创新，增强企业竞争力的理想方法。 田口方法是日本田口玄一博士创立的，其核心内容被日本视为“国宝”。日本和欧美等发达国家和地区，尽管拥有先进的设备和优质原材料，仍然
53、严把质量关，应用田口方法创造出了许多世界知名品牌。与传统的质量定义不同，田口玄一博士将产品的质量定义为：产品出厂后避免对社会造成损失的特性，可用“质量损失”来对产品质量进行定量描述。质量损失是指产品出厂后“给社会带来的损失”，包括直接损失（如空气污染、噪声污染等）和间接损失（如顾客对产品的不满意以及由此导致的市场损失、销售损失等）。 Page:Page:6969培训教材培训教材田口方法的應用田口方法的應用田口方法的應用田口方法的應用: : : :1. 1.技術開發技術開發2. 2.產品設計產品設計3. 3.制程設計制程設計4. 4.生產管制生產管制 系統設計系統設計參數設計參數設計允差設計允差
54、設計量測器具的量測器具的校正系統校正系統利用計量值的控制利用計量值的控制制程的診斷與調節制程的診斷與調節回饋系統的設計與管制回饋系統的設計與管制預防保養預防保養規格規格,安全與檢查設計安全與檢查設計一、田口一、田口DOEDOE概论概论Page:Page:7070培训教材培训教材我們將選擇一種對我們非常有幫助我們將選擇一種對我們非常有幫助我們將選擇一種對我們非常有幫助我們將選擇一種對我們非常有幫助 的的的的“ “直交表直交表直交表直交表” ”法進行討論法進行討論法進行討論法進行討論: : : :兩個名詞兩個名詞兩個名詞兩個名詞: : : : 因子因子因子因子: : : : Factor , Fa
55、ctor , Factor , Factor , 一件事物中之幾個要素一件事物中之幾個要素一件事物中之幾個要素一件事物中之幾個要素 . . . . 如如如如: : : :溫度溫度溫度溫度, , , ,壓力壓力壓力壓力, , , ,電壓電壓電壓電壓. . . . 水準水準水準水準: : : : Level , Level , Level , Level , 一個因子含有幾種不同的表征一個因子含有幾種不同的表征一個因子含有幾種不同的表征一個因子含有幾種不同的表征. . . . 如如如如, , , , 電壓電壓電壓電壓 : 15: 15: 15: 15V , 16V , 14V .V , 16V ,
56、 14V .V , 16V , 14V .V , 16V , 14V .一、田口一、田口DOEDOE概论概论Page:Page:7171培训教材培训教材 多元配置: A 4部机器, B 3种彈簧, C 2种加工方法.二、田口二、田口DOEDOE案例案例Page:Page:7272培训教材培训教材拉丁方格拉丁方格拉丁方格拉丁方格: : : :A : 2*2 B : 3*3A : 2*2 B : 3*3A : 2*2 B : 3*3A : 2*2 B : 3*3 2 3 11 2 33 1 21 2 32 3 13 1 22 1 33 2 11 3 2二、田口二、田口DOEDOE案例案例Page:
57、Page:7373培训教材培训教材案例: 某CD-ROM生產線F/T測試站發現最近傳輸速率達不到規格的不良品明顯增多,怀疑可能因素有DISC受溫度影響., PUH ,測試電壓, 用田口法分析如下如下. . 1. 定義品質特性Y-傳輸速率愈大愈好. 2. 訂出影響Y因子與水準. A.測試電壓 - 3水準: B1=5V B2=4.75V B3=5.25V B.環境溫度 - 3水準 : A1=25 A2=40 A3=60 C. 不同PUH - 3水準: C1=Sanyo C2=Hitachi C3=Sony二、田口二、田口DOEDOE案例案例Page:Page:7474培训教材培训教材3. 3. 3
58、. 3. 選直交表選直交表選直交表選直交表: : : :水準水準水準水準水準水準回應表回應表R+= =總和總和二、田口二、田口DOEDOE案例案例Page:Page:7575培训教材培训教材二、田口二、田口DOEDOE案例案例Page:Page:7676培训教材培训教材二、田口二、田口DOEDOE案例案例试验结果试验结果Page:Page:7777培训教材培训教材二、田口二、田口DOEDOE案例案例Page:Page:7878培训教材培训教材二、田口二、田口DOEDOE案例案例Page:Page:7979培训教材培训教材二、田口二、田口DOEDOE案例案例选取最优设定，主要选取信噪比最大点为最
59、优设定，均值为参考（有时两者选取最优设定，主要选取信噪比最大点为最优设定，均值为参考（有时两者会不一致）会不一致）Page:Page:8080培训教材培训教材田口方法之作業步驟田口方法之作業步驟: 1. 選取品質特性,探討實驗要改善之Y. 2. 訂出影響Y之因子與水準值. 3. 選直交表,安排實驗,獲得實驗數據值. 4. 分析實驗數據,選擇最佳組合條件,並作確認實驗. 田口方法之注意點田口方法之注意點: 1. 最好能使誤差因子复合為1,2個或最多三個. 2. 誤差因子可按其影響的程度及實驗目的來確定. 3. 一般選擇2個水準.田口方法之特色田口方法之特色: 1. 采用直交表之方法分析各因子不同水準間試驗數據總和之比較,可將復雜 的問題簡單化,使一般技術人員都能接受和使用. 2. 對參數之設定最佳化可達到明了化的效果. 三、田口三、田口DOEDOE步骤步骤
