[工程科技]DOE_Part1.ppt

实 验 设 计 基 础 Alexander Meng SQA, SAE Magnetics Ltd. 课程安排 第一讲：实验设计中的正交试验 第二讲：方差分析和2k因子、3k因子设计 第三讲：正交试验的方差分析 第四讲：稳健设计和产品的三阶段设计 第五讲：可靠性设计 第一讲：实验设计中的正交试验 第一节：优秀工程师应当掌握的质量管理技术 第二节：进行实验设计的意义及其发展过程 第三节：正交试验、正交表及其用法 第四节：混合水平的正交试验设计 第五节：有交互作用的正交试验设计 第一节：优秀工程师应当掌握的质量管理技术 在掌握专业知识的基础上，一个优秀的工程师 至少应当掌握以下的质量管理技术： 1. Cpk (过程能力指数) 2. GRR (重复性和再现性) 3. Correlation (相关性) 第一节：优秀工程师应当掌握的质量管理技术 4.SPC(统计过程控制)技术 就是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监 控，从而达到改进与保证质量的目的。SPC强 调全过程的预防。居QC七工具核心地位的控 制图是SPC的重要工具，它包括计量值控制图 和计数值控制图。 第一节：优秀工程师应当掌握的质量管理技术 5.CUSUM控制图和EWMA控制图 CUSUM(累积和)控制图的设计思想就是对数据的信息加以积累.它的 理论基础是序贯分析原理中的序贯概率比检验，通过对信息的累积， 将过程的小偏移累加起来，达到放大的效果，提高检测过程小偏移 的灵敏度。CUSUM控制图分别可用于计量性数据(正态分布)不合格 品数(泊松分布)，不合格品率(二项分布)。 EWMA(指数加权滑动平均)控制图中控制统计量同样利用了历史数据, 而且它可以对不同阶段的数据取不同的权重，距今越近的数据权重越 大，反之则越小。EWMA控制图设计的本质就是寻找最优参数(入， K)组合的过程，所依据的原则是：对给定的稳态ARL(0)，使过程出 现设定偏移量的偏移时具有最小失控的ARL。 第一节：优秀工程师应当掌握的质量管理技术 6.稳健设计技术 产品、工艺过程的稳健设计方法和技术开发阶段的稳健技术开发方 法统称为稳健设计技术，它是开发高质量低成本产品最有效的方法. 在实际生产中，任何一种产品都存在一些噪声因素影响其质量，对 待这些因素一般可以有两种态度：一是尽可能消除这些因素，但实 际上往往很难实现，即使可能也需要花费很大的代价，这是不值得 的；二是尽量降低这些因素的影响，使产品特性对这些因素的变化 不十分敏感。基本功能的性能稳健取决于两点：一是输出质量特性 本身的波动小；二是该质量特性应尽可能接近设计目标值。 S/N可 以比较准确地反映这两个目标。稳健设计主要包括损失模型法、响 应面模型法、容差模型法和随机模型法等。 第一节：优秀工程师应当掌握的质量管理技术 7.质量机能展开(QFD) QFD产生于日本，是一种在开发阶段就对产品的适用性实施全方位 保证，在产品的设计阶段就确定制造过程中的质量控制要点，以减 少生产初期大量错误发生的系统方法。它从市场要求的情报出发， 将其转化为设计语言，继而纵向经过部件、零件展开至工序展开； 横向进行质量展开、技术展开、成本展开的可靠性展开。形式上以 大量的系统展开表和矩阵图为特征，尽量将生产中可能出现的问题 提前揭示，以达到多元设计、多元保证的目的。 最常用质量功能展开的文件有： 顾客要求策划矩阵；设计矩阵；最终产品特性展开矩阵；生产、采 购矩阵；过程计划和质量控制表；作业指导书； 第一节：优秀工程师应当掌握的质量管理技术 8.并行工程(或同步工程) 现代企业面临的主要课题是如何做好创新，但创新又面临着两个风险: 市场不确定性和技术不确定性。市场因顾客需要的变化和技术进步引 起的竞争态势的变化，要求产品的寿命周期缩短和更新换代速度加快; 技术上则由于产品结构的复杂化和新原理的采用，延长了开发周期。 而并行工程则为企业如何以尽可能短的开发周期推出顾客与社会需要 的产品提供了解决思想和方法。 并行工程是对产品及制造和辅助过程实施并行、一体化设计，促使开 发者始终考虑从概念形成直到使用后处置的产品整个生命周期内的所 有因素(包括质量、成本、进度和使用要求)的一种系统方法。 并行工程中普遍采用质量工程技术(如QFD、田口法、FMEA等)和计算 机技术。 第一节：优秀工程师应当掌握的质量管理技术 9.水平比较 (Benchmarking) Benchmarking 是一个系统和连续的测量过程，这个过程就是要针 对世界范围内的领先企业和具体的领先过程进行连续不断的测量和 比较，以获得帮助公司采取改进行动的有效信息。 水平比较可分为：内部水平、竞争性水平、功能性水平、一般性水