实验设计5-全因子试验设计概述课件.ppt

全因子试验设计概述;全因子试验的特点及适用场合; 全因子试验不适用于因素数或水平数较多的场合，如： 1、因素数较多 假设某个试验设计须对10个因素进行评价，每个因素有2个水平，如进行全因子试验，须 210=1024 次试验。 2、水平数较多 假设某个试验设计须对3个因素进行评价，每个因素有8个水平，如进行全因子试验，须进行 83=192 次试验。 ; 在以上两种试验环境下，很难做到如此大的试验量，即使做到从时间和成本角度考虑也是极不经济的，此时需要以较少的试验次数，结果又能接近全因子试验的设计。如传统的多次单因素试验，比较科学的正交试验以及新出现的均匀试验等,下面讨论全因子试验。 ;全因子试验的试验用表;试验表如下：; 上表中试验栏表示试验次数，针对单因素温度的两个不同水平，共进行6次试验，每个水平进行3次重复试验。 2因素3水平全因子试验用表 试验因素表与水平表;全因子试验设计表如下：;试验水平;2、对于3水平而言，因其对结果Y的影响显示出非线性的特征，如下图，这意味着须考虑非线性影响。;试验水平的选择策略;2水平试验中水平的通用代码; 至于选择哪种表示形式，读者可根据个人喜好自由选择，但须保证同一试验设计中水平代码的统一。示意如下： 对于3因子以上的设计，因子水平通用代码一般为“1”，“2”，“3”等。;无交互作用设计及交互作用设计; 23无交互作用试验组合 23无交互作用试验组合如下表; 23有交互作用试验组合 如考虑因子间的交互作用，23试验设计如下表; 上表中交互作用列中的数据是由相关因子相乘得到，如试验1中： ABC=A×B×C =（-1）×（-1）×（-1） = -1 另外所有的交互作用列不是用于进行试验测试，因为其是虚拟的，但其可以用于对试验结果的分析。 ;单因子四水平试验设计例;小组的试验设计策划如下;DOE试验计划表;可控因素;噪声因素; 根据以上信息，确定试验表如下： 小组决定对每次试验抽取4个样品进行研究，试验结果如下表：;三因素二水平试验设计例;小组对试验设计策划如下;DOE试验计划表;是否通过对单一输出关键特性的测量可以代表以上所有关键特性呢，是的。因为SPC图显示内轨的外部尺寸已十分稳定。通过降低外轨内部尺寸的偏差可以同时改善滑动力和内外轨的配合间隙。;可控因素;噪声因素; 确定测量指标（输出变量） 从试验计划表可知，本例的测量指标为外滑轨的内部尺寸。 确定影响因素XS 从可控因素表和噪声因素表可知，确定为试验因素的有三个，分别是： 1、滚珠固定座的位置 2、滚珠10的角度 3、滚珠压力 本试验设计围绕滚珠成型机器，试验3个因素的水平和测量指标如下表 测量指标：外滑轨的内部尺寸; 综合以上信息，试验小组决定对各因素的所有水平的组合进行试验测试，即进行3因素2水平的全因子DOE。 对因子及水平的符号规范如下： “-”：各因子的低水平 “+”：各因子的高水平; 全因子试验表如下; 试验规划表如下;试验数据表如下：; 确定影响平均尺寸的因素 计算3个样品的平均值，填于下表Avg（平均值）栏。;计算各因子的影响 计算方法为（a）将各因素为高水平（+）时对应的Avg全部加起来，求平均值; 将各因素为低水平（-）时对应的Avg全部加起来，求平均值; 将各因素高水平下的平均值和低水平下的平均值相减，即得各因素对平均值的影响，计算如下： A因素的影响 =（平均A+）-（平均A-） = 19.19-18.92 = 0.27 B因素的影响 =（平均B+）-（平均B-） = 0.02 C因素的影响 =（平均C+）-（平均C-） = - 0.41 如果各因素的高水平与低水平平均值的差为0，则此因素对输出变量的均值无影响，否则说明其对输出变量的均值有影响。; 将各因素对输出变量均值的影响列如下; 将各因素对均值的影响作成图如下： 此图的纵坐标为外滑轨的内