DOE试验设计培训.pptx

DOE試驗設計一、DOE概念二、DOE作用三、DOE步驟四、DOE術語五、DOE方法 假设我们可以控制工序中的自变量（X1.X2…X n） 我们就可以找到改进响应变量(Y1.Y2…Y n)的设置一、DOE概念试验设计(Design Of Experiment) ：主动控制影响因素的变化，并观察响应变量的变化并研究其中的影响。试验目的：是评估自变量对因变量的影响程度。找出关键变量关键变量取值关键变量取值范围找出非关键关键变量，放宽工差，用低价材料替代控制关键变量也就控制了过程二、DOE作用三、DOE術語响应變量Response:试验输出的结果因子Factor:试验过程中的不同输入变量如温度、时间、粘度等水平Level:试验中对因子的不同设定值如温度：10度、20度、30度干扰Noise:人不可控制的事物主要影响Main Effect:对单个因子而言, 从一个水平到另一个水平的变化对输出的平均影响交互作用Interaction：两个因子合起来对总输出的影响将高于两个单独的因子造成的影响重复 Replication： 以随机次序重新做一次试验随机化Randomization：以一种无固定模式的次序做试验區組Blocking:将干扰最小化的方法叙述试验目的确定响应变量研究影响因子定义X水平试验设计收集数据为何进行试验确定起显著作用的因子X确认分析阶段所假想的X量化因子X对响应Y的影响改进程序的系统方法考虑因素试验的分辨率样本数、功效和Power重复和复制划分区组试验实施的随机性为何检验多个X多个改进机会试验设计的效率估计因子间交互作用分析种类效应： ---正态检验图、Pareto图简化模型图形分析分析模型残差分析析因：---主要效果图、交互作用图、立方图---ANOVA、回归分析反应优化器优化：---等值线图---反应优化器验证试验四、DOE步驟五、DOE方法一次一因素試驗全阶乘因子试验（全因子试验）分数阶乘因子试验（部分实施因子试验）响应曲面设计分步试验思想正交試驗設計五、DOE方法所谓一次一个因素法（OFAT），就是先固定一种组合，而其它因子保持固定，然后每次改变一个条件，将相邻的两次实验结果进行比较，以估计两个条件的效果差异。OFAT=One Factor At a TimeOFAT虽然简单，但对实验的效率造成影响：--可能进行了不必要的实验--找出原因因素的时间很长--不知道改变一个因素而其他因素也改变所带来的影响--不能发现或了解各因素的组合效果（交互作用）全阶乘试验的次数：Runs=X kX--水平； k--因子数LevelFactors23452481632Runs392781243增加一个水平要大幅度增加实验次数！五、DOE方法全阶乘因子试验（全因子试验）：指所有因子的所有水平的 所有组合都至少进行一次试验：一般因子数≤4时，才用全阶乘实验设计全阶乘实验的优势--包含所有主要结果的信息--包含所有交互作用的信息--量化Y=F（X）全阶乘实验的局限性--资源分配过多--时间过长2-- 表示因子均为2水平；K—表示因子数量；试验所需的运行次数=2k2k因子设计五、DOE方法当因子水平超过2时：由于试验次数随因子个数呈指数增长. ---通常只作2水平设计一般来讲：因子的高、低两水平+部分中心点之水平设置，相当大程度上可以代替3水平设计，但试验次数大幅度减少，故最常用。全因子试验案例正交表五、DOE方法正交試驗法 通過應用正交表，它的建构，允许每一个因素的效果，可以在数学上，独立予以评估。 可以有效降低实验次数，进而节省时间、金钱而且又可以得到相当好的结果。次数ABCDEFG结果123456711111111Y121112222Y231221122Y341222211Y452121212Y562122121Y672211221Y782212112Y87列表示最多7个因子8行表示不同因子水平的组合1、2表示各因子的两种水平每个因子出现机会均等任意2列间组合数字各出现2次，其搭配是均等的DOE设计及结果烘烤时间 烘烤温度 (min) (oF) 口味A B6 375 41 10 375 50 6 450 4710 450 35 问题：那一个因子比较重要？如何设定重要的因子？ 全因子实验示例－曲奇饼DOE烘烤时间（A）烘烤温度（B）目标：改进曲奇的口味和外观 全因子实验示例－曲奇饼DOEDOE结果分析实用性分析图形分析定量分析 全因子实验示例－曲奇饼DOE实用性分析烘烤时间 烘烤温度 (min) (oF) 口味A B6 375 41 10 375 50 6 450 47 10 450 35 全因子实验示例－曲奇饼DOE图形分析烘烤时间 烘烤温度 (min) (oF) 口味A B 6(-