三次设计理论要素.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 质量管理作业汇报 1 试验设计（DOE） DOE概念及发展历程design of experiment 试验设计（design of experiment，DOE），也称为实验设计，它是以概率论和数理统计为理论基础，经济地、科学地安排试验的一项技术。 20实际20年代问世 早期的单因素和多因素方差分析，传统的正交试验法和近代的调优设计法。 20世纪30年代 费希尔在农业生产中使用试验设计方法以来，实验试剂方法已经得到广泛的发展。 20世纪60年代 日本让你统计学家田口玄一将试验设计中应用最广的正交设计表格化，在方法解说方面深入浅出，为试验设计的更广泛使用做出了众所周知的贡献。 DOE的设计内容 1．试验指标 2．影响因子 3．选择试验设计方法 4．科学地分析试验结果 明确衡量试验指标，也称为响应变量或输出变量。 试验设计方法有很多，每种方法都有不同的使用条件，选择了适用的方法就可以事半功倍，选择的方法不正确或者根本没有进行有效的试验设计就会事半功倍。 寻找影响试验指标的可能因素（factor），也称为影响因子和输入变量。因素变化的各种状态称为水平，要求报据专业知识初步确定因素水平的范围。 包括对数据的直观分析、方差分析、回归分析等多种统计分析方法，这些工作可借助Minititab软件完成。 产品质量高低 主要是设计决定 DOE的基本原理 重复性 意思是试验重复的进行。 随机化 是指试验材料的随机分配和试验进行的次序，都需要随机确定。 区组化 是用来提高试验精确度的一种方法。一个区组就是试验材料的一个部分，相比于试验材料全体它们本身的性质应该更为类似。区组化牵涉到在每个区组内部对感 兴趣的试验条件 进行比较。 DOE方法 ① 定义 研究与处理多因素试验的一种科学方法 利用一种规格化的表格——正交表，挑选试验条件，安排试验计划和进行试验， 并通过较少次数的试验，找出较好 的生产条件 设计法编辑 析因法编辑 ② 用途 用于调查复杂系统（产品、过程）的某些特性或多个因素对系统（产品、过程）某些特性的影响，识别系统中更有影响的因素、其影响的大小，以及因素间可能存在的相互关系，以促进产品的设计开发和过程的优化、控制或改进现有的产品（或系统）。 ② 用途 用于新产品开发、产品或过程的改进、以及安装服务， 通过较少次数的试验，找到优质、高产、低耗的因素组合，达到改进的目的。 ① 定义 又称析因试验设计、析因试验等。 它是研究变动着的两个或多个因素效应的有效方法。许多试验要求考察两个或多个变动因素的效应。将所研究的因素按全部因素的所有水平（位级）的一切组合逐次进行试验 关于选择因子与其水平的策略 输入因子的类型与应用 干扰因子 可控因子 常数项 设计一个DOE的步骤 5.提出解决方案 6.重复实验以确认结 果 7.过程能力评估 8.制定优化方案 1.定义问题，定义项目 2.确定可能的因变量 3.选择设计类型 4.分析数据，标识主要 影响因素 功能 DOE在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色，是我们产品质量提高，工艺流程改善的重要保证。 DOE 科学合理地安排实验，从而减少实验次数、缩短实验周期，提高了经济效益。 分析影响因素之间交互作用影响的大小。 从众多的影响因素中找出影响输出的主要因素。 分析实验误差的影响大小，提高实验精度。 找出较优的参数组合，并通过对实验结果的分析、比较，找出达到最优化方案进一步实验的方向。 DOE作用 在工农业生产和科学研究中，经常需要做试验，以求达到预期的目的。例如在工农业生产中希望通过试验达到高质、优产、低消耗，特别是新产品试验，未知的东西很多，要通过试验来摸索工艺条件或配方。 大大缩短新产品试验周期； 降低成本 试验设计延长产品寿命。 提高产量 减少质量的波动，提高产品质量水准； 2 三次设计理论 三次设计理论介绍 三次设计理论是日本著名质量管理专家田口玄一博士于20世纪70年代创立的一种系统化设计方法，其核心思想是在产品设计阶段就进行质量控制，试图用最低的制造成本生产出满足顾客要求的，对社会造成损失最小的产品。 三次设计由系统设计(system desing)、参数设计(parameter design)和容差设计(tolerance design)三个阶段组成。 三次设计即三阶段设计，所谓三阶段设计，是建立在试验设计技术基础之上的一种在新产品开发设计过程中进行三阶段设计的设计方法。它是在产品设计阶段就进行质量管理，在专业设计的基础上用正式交试验法对零件的参数进行优选，以求减少各种内、外因素对产品功能稳定性的影响，选择零件最佳组合和最合