望目特性稳健设计实践概要备课讲稿.ppt

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1、望目特性稳健设计实践概要Slide72望目特性参数设计路标图1.定义范围/目标2.选择响应值3.研究噪声对策4.建立控制因子和等级—确定控制因子和等级—将它们分配到正交排列5.准备和进行实验及收集数据7.进行以下设计的证实测试：a)优化设计b)初始设计8.实施和记录结果重新考虑和调查步骤1-7是否证实？6.进行数据分析确定最优的设计预案计算每轮正交排列的信噪比和均值完成信噪比及均值响应值表提出以下设计的信噪比预测：a)优化设计b)初始设计Slide73第一部分：稳健设计实践案例剖析瓷砖制造范例—隧道窑—1953年，一家日本瓷砖制造公司INAX从欧洲采购了价值200万美

2、元的新隧道窑。该砖窑长80米。内部有一辆叠放瓷砖的推车随着燃烧器烧制瓷砖，在轨道上缓慢移动（36小时行进80米）。问题在于瓷砖厚度的可变性。有关瓷砖制造流程优化的稳健设计，其有趣的早期应用出现在50年代的日本。从那以后稳健设计方法得到了许多完善。但这个案例可说明用于设计优化的田口方法的一些基本特点。Slide74问题：瓷砖不均匀对工厂人员来讲，厚度不均匀的根本原因显然在于热分配不均匀。将不均匀受热视为噪声因子。重新设计砖窑的费用高得惊人（500万美元）。回想一下，有很多不同类型的对策可供我们对付“噪声”，即忽略、控制/消除、补偿和减少。超过25%的瓷砖都不在尺寸规格

3、之内。内部瓷砖很少能够符合规格。对于需求不断高涨的彩色瓷砖而言，所面临的问题更为严重。Slide75定义项目范围他们认为，将一吨的工业轧机用于实验显得过于庞大，所以决定选用其2公斤产能的小型球磨机。他们这样做的原因是，如果噪声因子策略能够得以正确执行，那么小规模生产的结果同样可以适用于大规模生产。工厂人员决定进行实验，以寻找在砖窑内不受位置影响的瓷砖材料的组成。项目范围摘要：使用小型球磨机测试的材料组成原材料粉碎和混合铸模煅烧上釉煅烧—瓷砖制造流程—Slide76确定响应y=瓷砖厚度(mm)USL标称LSL内部瓷砖外部瓷砖砖窑中所处位置制造规格为10.00±0.15m

4、m；工厂人员知道这是响应的望目特性类型；他们认为，瓷砖尺寸的均匀意味着加热深度的均匀；他们必须证实自己的想法。要衡量的输出响应是：y=瓷砖厚度(mm)10.00±0.15mm制造规格，y=瓷砖厚度，是：当厚度为10.00mm时，厚度响应的目标值将达到完美的均匀状态。Slide77确定噪声因子与等级理想值y=10.00mm可归纳为y=m，m是标称尺寸时没有可变性。推车上的瓷砖位置被视为一个主要的噪声因子。接近热源的外部瓷砖和距其较远的内部瓷砖之间的温度梯度非常大。P5P1P6P7P4P3P2噪声等级等级-1等级-2等级-3等级-4等级-5等级-6等级-7P瓷砖位置内部前

5、部内部尾部外部右面外部左面外部前部外部顶部内部中间噪声因子Slide78确定控制因子与等级等级-1等级-2等级-3A石灰石5%1%B滑石43%53%63%C滑石类型新类型-1当前新类型-2D耐火黏土0.0%1.0%3.0%E粒度细粒度当前粗粒度F烧制顺序第一第二第三G长石7%4%0%H粘土类型类型-K混合型类型-G控制因子A2B2C2D2E2F2G2H2为当前条件。控制因子和等级为精选的瓷砖成分通过脑力风暴讨论，他们从材料组成参数中选择控制因子和等级。因子F是流程顺序控制因子。Slide79稳健设计规划内排列外排列y=瓷砖厚度瓷砖实验的实验选用了L18正交排列，各行指

6、定了18项控制因子测试条件；P1至P7指定噪声等级或位置。Slide80在Minitab里完成实验规划打开Minitab的空白工作表选择“Stat>DOE>Taguchi>CreateTaguchiDesign..”（统计>DOE>Taguchi>创建Taguchi设计..）选择“MixedLevelDesign”（混合等级设计）选择因子数为“8”单击Taguchi对话框中的“Designs…”（设计）按钮选择“L182**13**7”单击设计对话框中的“OK”（确定）单击Taguchi主对话框中的“OK”（确定）2567834Slide81进行实验与数据收集瓷砖材料

7、以L18的每个组合配制并在小型砖窑中煅烧（烧制），然后从每7个位置中选出一个样品测量厚度（单位mm）。Slide82进行实验数据分析一旦从实验中收集到数据，将使用以下程序对数据进行分析：计算每次实验的信噪和均值完成并解释响应值表执行两步优化提出预测信噪比有用输出有害输出2y2Slide83信噪比的计算方法计算n数据，y1y2y3..yn为：y1+y2+y3...+yny=n=n-1Si=1,n)2(yi-y(y1-)2y(y2-)2y(yn-)2y++...=n-1S/N==10xlog+sn-12sn-12y2Slide84L18