实验设计2-因素及水平.ppt

试验因素及水平;因素;因素：在实验中，影响试验考核指该指标的量称为因素，因素是我们前面说过的作用因素即自变量（Xs），如本例试验中的粘接时间，粘接温度、UV胶牌号，还有未列入上表的如环境温度，环境洁净度、振动、作业员等。 水平：水平是试验中各因素的不同取值，如本例中，因素A、B、C均有3个水平，以因素A（粘接时间）为例，其取值分别为：A1=10S，A2=8S，A3=5S。 在实际绝大多数试验设计的因素水平均取2或3水平。 通用符号：在试验表中，一般用“+”，“-”号或“1”，“2”，“3”…来表示因素的不同水平。当因素只有高低两个水平时，用“+”号代表高，“-”号代表水平（数值较低“，当因素有3个以上水平时，有“1”、“2”、“3”来依次表示从低到高的水平，值得一提的是，在同一试验表中，只能出现同类符号，比如“+”，“-”或“1”，“2”，“3”，而不可混用，通过符号的用法表示如下：;因子;上例的试验设计可用框图表示如下：;试验设计的重要元素总结如下表：;选择因素水平的指引;实际的因素影响;噪声因素与可控因素;噪声因素：噪声因素是试验过程中可使试验结果发生偏差，且我们无法对其进行控制的因子，或要控制它需付出交易的代价，它具有以下特征： 1、使试验结果偏离目标。 2、无法或很难人为控制。 当试验中存在噪声因素时，有两种方法可以进行改善。 1、首先确认此因素对指标Y的影响程度，如影响大，则须对其进行中和（即直接控制或降低其对Y的影响）。 2、通过重复精确试验来确定可控因素的最佳水平，当可控因素的水平足够好时，即可得到可靠的设计（对噪声因素不敏感）。;区分噪声因素和可控因素例 例：某公司目前产品的平均制样周期需要9天，一个6西格玛项目组受命进行改善，目标为将制样周期从9天缩短到3天。 这里的制样周期指从公司确认收到客户传真至确认收到无错误的供应商采购订单回传为止。 本例中项目组经过确认分析，在改善阶段确定的因素为： 1、采购订单接收方式。 2、输入数据的人。 3、传真签收方法。 4、接收客户订单的时间。 经过小组分析，得出以下矩阵中的信息。;可控因素; 从此矩阵中我们可知，噪声因素为接收订单的时间，因为客户发订单时时间是随机的。其它3个因素均为可控因素。;试验设计表;正交试验表的结构 要进行试验设计，必须了解试验表的结构，下面以L8（27）为例介绍试验表的结构; 该表为7因素，2水平，运行8次的正交试验表，具有以下特点： 1、有8个行，表示8种试验运行的不同因素水平组合。 2、有7个列，表示最多可允许有7个因素。 3、表中心的“1”、“2”表示各因素的两种水平。 4、每个因素的每个水平各出现4次，出现机会完全均等。 5、表中任意两列间的组合数字各出现2次，其搭配是均 衡的。 ;正交试验表的性质; 3因素，2水平的问题若要进行全面试验，须23=8次，利用正交表则只需4次，即L4（23），正交表如下：; 与上图相比较来说明此问题： 该例的3个因素如一个正方体的三向座标，每一因素的2个水平就是每个方向上线段的两端，该立方体共8个角，代表全部8次试验如下表：; 正交试验只选其中的4个角代替全面试验的8个角，如下图黑点所示。 观察可知：正方体的6个面上每个面都被选中2个角，12条边上每条边都有1个点，虽只选了8个角中的4个，但对AB、AC、BC任意2个因素而言均为全面试验。因此此4点有很强的代表性。假定所要找的最优搭配不在正交试验的4个点中，如111，如会通过与该点相邻的较优搭配表现出来，而此三点都是试验中的点，（112，221，121），通过这3个点可很容易就找到最优点。; 正交试验表所以具有很高的效率，（通过部分试验代替全部试验），主要因为其具有的整齐可比性和均衡分散性。;输出变量; 以上那个因素影响尺寸的均值？那个因素影响尺寸的分布呢？ 作图说明如下： 1、输出变量的分布离散程度变化;2、输出变量的均值变化 3、分布和均值都变化;4、分布和均值都未变 从上图可看出，不同的因素对输出变量的作用结果和影响程度不同，对本例而言： 1、周期时间长短（不同水平）影响部品尺寸的分布，对均值无影响。 2、保差时间对部品尺寸的均值影响较大，对尺寸分布无影响。 3、模腔压力对部品尺寸的均值和分布均有较明显影响。 4、原材料型号对输出变量“部品尺寸”无明显影响。;输出变量的类别;使目标持续提高;选择合适的输出变量; 计量值数据克服以上问题，例如为了观察因素的影响，我们每次试验会得到不同的数据，这时计数值数据（基于缺陷的测量结果）可能产生零缺陷，这时的试验设计无法进