DOE实验设计方法介绍.ppt

本章主要要求 * 试验设计 Experimental Design 奚教授 机械工程学院 工业工程系 试验设计 1、了解试验设计的概念及其作用 2、掌握单因素试验设计常用的几种方法 3、了解正交试验法的概念和基本方法； 试验设计：本章主要内容 定义 Any experiment that has the flexibility to make desired changes in the input variable of a process to observe the output response is known as experiment design. The primary goals of a design experiment are to : Determine the variable(s) and their magnitude that influences the response. determine the levels for these variables. determine how to manipulate these variables to control the response. 2000.6.1 试验设计的效果 在质量管理中所遇到的，不论是设计新产品，还是改革旧工艺、提高产品质量、减低成本，大都需要做试验。 如何安排试验，有一个方法问题 不好的试验设计方法，即使做了大量的试验，也未必能达到预期的目的； 一个好的试验设计方法，既可以减少实验次数，缩短试验时间和避免盲目性，又能迅速得到有效的结果。 试验设计的由来 试验设计是应用统计手法进行解决问题的方法，它在19世纪产生于英国. 最早是在农地进行试验。如“最佳肥料”的依据。 逐步应用到畜牧业。 试验设计（例） 一个烤漆工厂，针对喷漆后烤漆所使用的时间及温度各使用一元多次实验法进行实验，以了解哪一种条件下密着性（附着度）最好。 先决条件： 1、底材要一样； 2、油漆要一样； 3、溶剂要一样； 4、粘度要一样； 试验因素： 1、烘烤温度； 2、烘烤时间； 2000.6.1 附着度-温度 温度 ℃ 附着度 结论：温度在130度及140度最理想 2000.6.1 附着度-时间 附着度 时间 分 结论：时间在40分到60分最理想 试验设计（例） 在上例中，将时间及温度以外的各条件予以固定，并将温度及时间予二元二次法作实验。 B A 130℃ D C 140℃ 50分 40分 时间 温度 140℃ × 50分 D组： 140℃ × 40分 C组： 130℃ × 50分 B组： 130℃ × 40分 A组： 将产品分为4组： 在四组不同的样品中，经试验后何者为最佳的作业条件，即可制订为作业标准的条件。 2000.6.1 优选法 概念： 优选法是以较少的试验次数，迅速地找到生产和科学实验的最优方案的方法。 适用范围： 1、怎样选取合适的配方，合适的制作过程，使产品质量最好。 2、怎样在质量标准下，使产品成本最低，生产过程最快？ 3、已有仪器怎样调试，使其性能最好？ 4、在合成配方、操作条件等方面应用 2000.6.1 0.618法 0.618是单因素试验设计方法，又叫黄金分割法。这种方法是在试验范围内（a, b）内，首先安排两个试验点，再根据两点试验结果，留下好点，去掉不好点所在的一段范围，再在余下的范围内寻找好点，去掉不好的点，如此继续地作下去，直到找到最优点为止。 × a b X2 ★ X1 × 0.618 0.382 1 － W = W2 W 1-W 2000.6.1 0.618法 × a b X2 ★ X1 × 0.618 0.382 X1 = a + 0.618(b-a) X2 = a + b – X1 第一点 = 小 + 0.618( 大- 小) 第二点 = 小 + 大 – 第一点（前一点） 第一点是经过试验后留下的好点； 2000.6.1 0.618法（例） 铸铝件最佳浇铸温度的优选试验。某厂铸铝件壳体废品率高达55%，经分析认为铝水温度对此影响很大，现用0.618法优选。优选范围在690 ℃ ~ 740 ℃ 之间。 第一点 = 690 + 0.618(740- 690) = 721 第二点 = 690 + 740 – 721 = 709 2000.6.1 0.618法（例） × 690 740 × 709 721 第一点合格率低 × 690 × 709 721 702 第三点 = 690 + 721 – 709 = 702 第二点合格率低 第四点 = 690 + 709 – 702 = 697 × 690 × 709 702 697 第三点合格率低 第五点