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实验设计（DOE）方法培训教案 第一节 6Sigma品质改善策略 一、实验设计（DOE）流程 二、实验设计（DOE）分析 三、实验设计（DOE）意义 四、实验设计（DOE）计划 实验设计（DOE）流程 实验设计（DOE）是6Sigma品质改善的利器 通过“M-A-I-C”循环可达到品质改善之目的，图（一）表示它们的关系。 实验设计（DOE）分析 不同程度或分辨率DOE设计，对应不同产品设计要素。表（一）是DOE实验设计分级表。 实验设计（DOE）的意义 1、优化设计的必要性 优化因子水平 用于建立与原材料或部件制造有关的工艺，使其在规定的范围内。 使设计的产品能够稳定或者牢靠运行于实际的环境中 减少总的工程设计周期 减少ECN的数量 改善产品性能、质量及成本，最大限度地满足客户要求。 改善产品的可制造性。 减少实际制造工艺中的问题。 减少产品的检查和性能测试强度 2、实验设计的作用 四、实验设计（DOE）计划 1、实验设计中需考虑的60个因素 实验中包含的变量数或因子数 判定误差引起的结果 工序的稳定状况 潜在因素影响程度 非线性影响的可能性有多大 均方差 正态分布 趋势、变动、周期对变量的影响 相关平均值 错误数据的影响 错误数据的影响 需要重复实验的次数 样本标记和可判断性 测量的精度 抽样的成本 测试成本 劳动力成本 实验及其方向性影响 抽样偏差 混淆及其影响 背景变量及其影响 人为偏差（有意或无意） 材料的影响 机器设备的影响 测试设备的影响 领导者的支持 制造者支持 工程部门的支持 优化后的合格率 配合度 测量精密 随机抽样 块的区分 决定区分程度 假设构造 2、 DOE实验计划 在进行DOE实验之前，要充分考虑Y=f（x1、x2……xn)因变量Y和自变量x的关系。确定实验因子的人数，据此可确定实验因子表进行实验，一般实验计划包括如下内容。 确定实验目的：要有一个明确的实验目的，以此才能达到需 要的目标。 确定实验因子：要分析影响因变量变化的因子个数，进行全因子的DOE实验。 确定实验因子水平：不同的实验因子水平会影响实验结果。 选定DOE实验表格：根据因子数和因子水平确定DOE实验表格。 安排实验时间：根据DOE进行次数确定实验时间。考虑过程的连续性，尽量安排在同一阶段进行实验为好。 分析实验结果：将实验结果进行方差分析，确定实验因子的重要性及各因子对实验结果的影响程度。 重复性实验：将重要因子或影响实验的主要因素进行评估，重新进行DOE实验，以确定其实验的真实性。 作出结论：对实验结果进行分析后作出结论。 第二节 实验设计（DOE）方法 根据具体要求选择DOE实验方法 实验设计的基本策略 筛选实验设计方法 全因子和分部DOE 根据具体要求选择DOE实验方法 DOE实验方法流程如图(二)所示 3、选择因变量Y 实验中因子随自量变X的变化而变化的变量叫因变量。因变量和自变量的关系为Y=f（x1，x2……xn). 4、选择自变量x 实验中因子不随因变量变化而变化的变量叫自变量。也叫受控制变量。 5、选择因子水平 不同的因子水平必然会引起不同的实验结果，根据实验要求，确定因子水平，也是实验成功与否的关键一环。这不仅要有丰富的实际经验，而且要有把握问题本质的能力。 6、收集数据 实验要用数据说话，一切的实验数据从实验中来，切忌弄虚作假，DOE实验是科学，来不得半点虚假的东西，否则就会失去的实验的本来意义。 7、分析数据 数据为实验提供了强有力的佐证，说明了什么问题，是一清二楚的，因此需认真分析数据，进行科学运算，以找出实验本质的可以代表实验结果的东西。 8、作出结论 有实验数据，给问题下一个令人信服而又真实的结论，找出问题的症结所在。 9、达到目的 通过实验解决品质中存在的问题，使过程能力得到提升，使我们又向6σ靠近了一步。 筛选实验设计方法 选择因变量Y（实验结果） 选择实验因子且确信是最重要的因子 确定因子水平——只允许有两个水平 根据因子水平数量确定实验表格 对每一个实验，根据实验表格按一个水平进行，根据重复运行的结果计算出平均值（Y） 按标准计算软件或EXCEL进行计算 作出实验因子的影响及关系图 进行方差分析，用以决定实验因子是否重要，用P值进行衡量（P〈0.05) 对方差分析结果进行评价,以确定因子对实验的影响程度 选择重要因子(通常不超过4个)而进行全因子DOE实验,以确定实验的最终结果 全因子和分部DOE 确定问题 建立实验目标 选拔因变量和自变量关系Y=f(x1,x2…..xn) 选择因子水平 选择实验表格,全因子DOE每一个因子或水平都要进行实验,分部DOE相对于全因子DOE来说有少的实验次数,因为分部DOE可对部分因子进行组合 收集数据并筛先DOE方法进行方差