设计纸飞机DOE实验设计操作手册.docx

--------------------- 作者：Jachin_Xin 来源：CSDN 原文：/pttxzq/article/details 版权声明：本文为博主原创文章，转载请附上博文链接！ 本文以设计纸飞机为例，记录整个DOE设计过程，供参考 Paper Plane Plate(DOE) 从现在开始，你队将从事于飞机制造项目，主要任务是开发比竞争对手飞行时间长的飞机。 首先，你的项目组应该识别并选择影响飞行时间的关键的少数因子（vital few）： 你需要准备以下物品： 直尺：2把 剪刀：2把 A4白纸：50张 回形别针：若干 项目实施流程： 根据附后图行尺寸制作飞机，飞机飞行30次，记录飞行时间并计算过程能力指数（PCI）； 运用头脑风暴法选择影响飞行时间的可能因子； 运用实验计划法（DOE：部分配置或全因子配置法）识别主要因子； 运用表面反应试验，找出最佳条件（点）； 飞行改进后的飞机：30次，计算PCI并与改善前对比； 制作结果报告。 ?项目实施过程： ? ? 一、按标准尺寸制作飞机并计算出PCI指数 1. 按标准尺寸制作10架飞机； 2. 组员A,B,C，依次进行飞行，并记录飞行时间，循环2次，结果如下： 打开minitab，录入上面的量测数据，为了便于分析，数据复制到minitab中，并调整为： 使用分析工具进行分析 量具重复性和再现性研究（Gage RR） 确定观测到的过程变异种有多少是因测量系统变异导致的。使用minitab可以执行交叉（crossed）或者嵌套（nested）Gage RR研究。 当每个部件由每个操作员多次测量时，使用Gage RR Crossed；当每个部件只有一名操作员测量时（如破坏性试验），使用Gage RR Nested。在破坏性试验中，测量特征在测量过程后与其在开始时不同。 这里我们选择Gage RR Crossed 分析方法默认选择“方差分析（ANOVA）”，在某种程度上，方差分析比Xbar和R法更准确，方差分析会去考虑测量员和零件是否有交互作用。 （注 * 平均测量值不大于规格下限，表明测量值偏离目标。未计算 %公差，所以根据数据建议将下限设置为1.5，实际应用中跟进实际产品要求设置） 从“选项”确定返回后，点击“确定”，得到分析结果： 由上面运算的结果可知： 变异分量%百分比图显示，主要偏差是由于部件之间的差异引起的； 通过参考ANOVA中的P值，直观显示分析Part与测量者间交互作用：P0.01是有意义的（二者之间有相互影响）；P0.01是没意义的（二者之间无相互影响），我们的P值为0.001，二者有互相影响； GRR值为27.78 为有条件接受，可区分类别数为3，也是有条件接受。 PS：只有测量系统为可接受时，过程能力指标才有意义。 计算PCI指数 直接使用我们上面的测试数据，利用工具进行能力分析 设置子组大小以及规格上下限 计算结果： Cpk值为1.27 运用头脑风暴法选择影响飞行时间的可能因子 目前飞机的标准尺寸是机翼长6cm，机翼宽5cm，机座宽2cm，长4cm，机身长2cm，宽10cm 所以已知的的影响因子有：机翼长、宽，机座长、宽，机身长、宽。 我们选取机翼长、机身长、机身宽、机座长四个因子进行DOE设计分析 DOE试验设计 创建因子设计 确定后工具生成如下表： 按照上表，进行飞机设计，并得出飞行时间： 分析因子设计 计算结果： 有试验结果可知，机翼长的P值为0.037 0.05 属于显著性因子 因子图 类似交互作用图和立方图都按照主效应图的设置的方法进行设置。 运行结果如下： 由主效应图可知，机翼长与机身长对于飞行时间影响最大，重点针对这两个因素进行表面反应试验 表面反应试验（RSM） 创建响应曲面设计 确定后生成如下表： 测试飞行数据 在制作飞机中，机身宽和机座长固定设置为6cm、5cm，得出如下测试数据： 分析响应曲面设计 计算结果： 其中 Y：飞行时间 A：机翼长 B：机身长 响应优化器来计算出最佳尺寸 确定后得到下图： 其中最优的机翼长、机身长分别为：6.7142cm、2.7786cm 六、按照最优尺寸制作飞机并计算PCI 最终得出的最优尺寸为： 机翼长：6.7142cm 机身长：2.7786cm 机身宽：6cm 机座长：5cm 根据这个尺寸制作10架飞机，测试飞行数据