工业工程专业毕业论文.doc

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1、实验设计在生产过程中的应用(论文)班级：工业工程1102班姓名：学号：1105060226实验设计在生产过程中的应用摘要：本文简要介绍了实验设计的起源、基本原理、目的和作用，并从不同的角度对实验设计进行了划分。重点介绍了实验设计屮最垂要和最具有代表性的析因设计，并以实例展示了实验设计在生产过程屮的应用。关键词：实验设计，质最分析，生产过程前言：质量是企业的生命，同时也是决定企业获利的根木，因此在企业的经营过程屮始终以提高产品质最作为提高企业竞争力的重要途径，而质量把控所涉及的所有产品在设计及其制造过稈都存在变异，就需要以一•种科学方法来理解、预测、减少

2、和控制变异,实验验设计［1］是一种应用统计思想来处理变异从而达到改进产品质量和工艺过稈的科学方法。它广泛应用于产品和工艺参数稳健设计以及工艺过稈的优化。在产品开发的早期阶段，成功地应用DOE会大大降低成木、缩短开发时间。近年来，国外一些大公司像摩托罗拉、柯达、福特、通用电器等都非常重视在产品开发、工艺设计和T艺改进屮应用DOE。1实验设计简介1.1起源发展实验设计法是英国学者费舍尔（R.A.Fisher）在20世纪20年代为使农业实验合理化而提出的一种用于安排试验、分析试验数据的数理统计方法。最初实验设计方法多数用于农业和生物科学，因此，这一领域的许多

3、专业名词的引入与此有关。工业上应用实验设计始于20世纪30年代，第二次世界大战Z后，美国和西欧的化工丁业引进了实验设计方法。其后，半导体工业和电了工业也采用了实验设计。实验设计发展到今天，形成两个主流支派:一个是以美国G.E.P.Box为代表的西方统计学家所研究的经典实验设计，主要包括比较实验、全因了实验（或析因实验）、部分因了实验、响应曲面模型（RSM）等；另一个是

4、_1本质量管理专家田口玄一博士于20世纪50年代提岀的实验方法，他将实验设计成功地与经济性结合起来，提出了三次设计、损失函数、信噪比、内外表等概念。虽然两种设计所采用的技术不尽相同，但都

5、利用统计方法实现产品/T艺稳健设计及优化。随着研究的逐渐深入和应用的II趋广泛，实验设计技术也在不断发展和提高。1.2实验设计的基本原理一个设计的实验是一个试验或一系列试验，它通过对一个系统的输入变量做一些有目的的改变,能够观察和识别出引起输出变化的根源。实验的统计含义定义为：在设计实验的过程屮，使得搜集的数据适合于统计方法分析，从而得出有效和客观的结论。实验设计冇3个基木原则是：重复、随机化以及区组化，它是实验设计的基础，通常称为费舍尔三原则。(1)所谓重复(Repetition)，意思迅指在同一个试验条件下重复讲行若干次基木试验。重复有两条重要的性

6、质：第一，允许试验者得到实验谋差的一个估计量。在实验过程中,总会存在由于偶然性原因造成的随机误差，通过重复实验可以在进行方差分析时定量地将误差成分的影响计算岀来，进而客观地评价实验结果。第二，如果样木均值作为实验中因素效应的佔计最，贝I」重复试验可以求得这一效应的更为精确的估计。如果。2是第一次实验结果的方差，那么当实验重复n次后，方差就减少到02/n,所以进行重复实验的主要目的就是可以得到比较精确的实验结果，实验的次数越多，得到的结果就越精确。当然，在做实时还应该考虑到重复带来的实验时间延反、实验经费增加等问题。好的实验设计应该在两者之间取得平衡。(

7、2)随机化(Randomization)是实验设计使用统计方法的基石。随机是指实验材料的分配和实验屮的各个实验进行的次序都是随机确定的。在实验屮，人为地有次序安排实验往往会引起系统性误寿，随机化可以使实验误差均匀地分配到每次试验屮去。统计方法一般假设观察值(或误弟)是独立分布的随机变量，随机化是使上述假定有效的前提z—,同时把实验进行适当的随机化有助于发现影响输出的全部可能的因素(可控的和不可控的)。(3)区纟R化(Blocking)是用来提高实验精确度的一种方法，它是将实验对象按照某种水平或标准加以分组，一个区组就是试验材料的一个部分，同一组内的实验

8、条件尽量相同，与整个实验相比，一•个区组内的性质应该更为类似，因而，通过区组化可以提高实验的精确度。这些基木原理是毎个实验的重要部分。1.3实验设计的目的和作用通常可以形象地将过稈看作为机器、方法、人以及其它资源的一种组合，它把一些输入转变为一个或多个可观察的输出。从质量改进的角度来看，实验设计是一个主动的设计行为、一种线外质最控制方法。其li的在于理解输入和输岀Z间的关系，使得实验者能够识别关键的过稈变量(参数)，通过寻求改进达到产品的优化，这就从根本上提高了产品的性能实验设计的作用奠定了它在各种工程和业务改进方法屮的屮心地位，它己成为稳健T程的基础

9、。例如在田口方法屮，实验设计与工稈设计、性能改进和成木相结合，从而达到稳健设计。同时它也是六西