DOE培训资料(极差分析).ppt

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1、第1页/共页DOE培训LABG激光焊接部2018.7.7客户需求2学习内容第一节实验设计的概述1.什么是实验设计2.实验设计的意义3.实验设计的发展历程4.实验设计的分类第二节DOE的术语和正交表1.基本术语2.正交表的认识和特点3.常见正交表的用法第三节如何做DOE1.应用DOE的简要步骤2.实际案例第四节总结与练习1.总结2.练习31.什么是实验设计？实验设计（DesignofExperiments)：简称DOE，是一种应用数理统计学的基本知识，讨论如何合理地安排试验、取得数据，然后进行综合科学分析，从而尽快获得最优组合方案的方法。实验设计主要对

2、实验进行合理安排，以较少的实验次数、较短的实验周期和较小的实验成本，获得理想的实验结果和正确的结果。实验设计是研究因子X与关键质量特性CTQ’s之间的关系.输入Y=f（x)过程/制程输出X1X2XnU1U2U3不可控因子可控因子42.实验设计的意义实验设计的目的是用最少的实验次数（或成本）获得如下期望：1.缩短研究开发的时间；2.建立指标与因素的关系；3.选择工艺参数或配方；4.提高产量；5.改进质量；6.降低成本；………………53.实验设计的发展历程20世纪初20世纪20年代由英国统计学家费舍尔（R.A.Fisher）最先提出，并应用在农田实验中；

3、欧美各国将此法应用在生物学、医学、遗传学等领域，二战后推广到工业中二战后1947年印度的劳博士（Rao.D.R）发明并建议使用正交表规划具有数个参数的实验计划；英国统计学家乔治·博克斯（GeorgeBox）发展了响应曲面方法（RSM）1957年及以后日本质量管理大师田口玄一研究开发出“田口品质工程方法”，简称田口方法。提出了“损失函数”、“信噪比”、稳健设计等理论20世纪70年代，我国数学家华罗庚首次带头在我国推广实验设计64.实验的分类试验目的试验类型1.找出关键影响因子筛选试验(Screeningexperiment)部分析因试验(Fractio

4、nalfactorial)田口试验(Taguchi)Placket-Burman2.找出因子的最佳水平优化试验(Optimization)全因子试验(Fullfactorial)响应曲面法(RSM)田口稳健设计求S/N比(Taguchirobust)7第二节实验设计的术语与正交表1.基本术语-因子考核指标：又称响应，在实验中我们要衡量的量，通常用Y表示。如尺寸、良率（或不良率）、外观、功能……过程/制程：将输入转化为输出的一组或一系列活动。例如注塑、电镀、回流焊、波峰焊、FCT……因子(factor)：又称因素，指影响实验考核指标的量。如左图的X1,

5、X2……，U1,U2……温度，时间，压力，速度，不同班别，不同作业员，不同机器……因子分两类：可控因子和不可控因子可控因子，为工程师可以自由设定的参数。例如温度（设为100~200度）回流炉拉的速度（设为70~80CM/MIN）不可控因子，又称为杂音因子，工程师不能控制或控制成本很高。例如湿度，灰尘，电磁干扰等输入Y=f（x)过程/制程输出X1X2XnU1U2U3可控因子不可控因子81.基本术语-水平水平(Level):为了研究因子对响应的影响，需要用到因子的两个或多个不同取值，这些取值称为因子的水平。一个因子的水平至少取2个通常用符号表示：＋、－；

6、1、2、3；－1、0、＋1处理(treat)：按照设定因子水平的组合，我们就能进行一次实验，可以获得一次响应变量的观测值，也称为一次“实验”或一次“运行”实验单元(experimentunit)：对象，材料或制品等载体，处理应用上需要的最小单位。91.基本术语-主效应主效应(MainEffect):某因子处于不同水平时响应变量的差异。B的正面影响总体平均值A的负面影响4.454.604.754.904.30响应温度压力容量低A高A低B高B低C高CC的正面影响某一因子的效应计算公式：主效应＝{某水平所有观测值的最大平均值}-{某水平所有观测值的最小平均

7、值}就是极差101.基本术语-交互作用交互作用(Interaction)：如果A在因子B所处的不同水平时产生的效应不同，我们称因子A与B有交互作用。3个因子及以上的交互作用，技术分析不太容易，因此一般不考虑没有交互作用(平行的状态)YXXX有一点交互作用有很大的交互作用111.基本术语-交互作用没有交互作用的例子：用以下2个因子A,B其分別可以设定为Low,High。假使会有以下情形則稱為沒有交互作用，亦即2者相互独立A-LowA-HighB-LowB-High12交互作用表（以正交表L8(27)为例）：用正交表安排有交互作用的试验时，我们把两个因素

8、的交互作用当成一个新的因素来看，让它占有一列，叫交互作用列。1.基本术语-交互作用表132.正交表(Orth