DOE案例(minitab實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))

1、實(shí)用文檔DOE試驗(yàn)案列（提高金屬熱處理后的強(qiáng)度）作者：龍駿元文案大全【應(yīng)用示例】目的：提高金屬材料熱處理后的強(qiáng)度經(jīng)與工程部、品質(zhì)部及生產(chǎn)部的技術(shù)工程師、品質(zhì)工程師和現(xiàn)場調(diào)機(jī)人員的充分討論，影響金屬材料熱處理后的強(qiáng)度主要有以下4因子，即：恒溫時間、熱處理溫度、升溫時間、處理時間。決定采用4因子2水平的全因子試驗(yàn)來進(jìn)行分析。（1） 確定響應(yīng)變量、試驗(yàn)因子和因子水平，編制因子水平表，見表 1-1.水平因子-1+ 1A （恒溫日t間）/min5060B （熱處理溫度）/（ ° ）820860C （升溫日t間）/min23D （處理日t間）/h1.41.6表1-1 按4因子2水平的全因子試驗(yàn)編

2、制試驗(yàn)計(jì)劃表（考慮中心點(diǎn)重復(fù)和隨機(jī)化）得到下述試驗(yàn)計(jì)劃（采用 Minitab軟件）見表1-2表1-24因子2水平的全因子試驗(yàn)計(jì)劃表（考慮中心點(diǎn)重復(fù)和隨機(jī)化）標(biāo)準(zhǔn)序運(yùn)行序中心點(diǎn)區(qū)組A（熱處理 溫度）cB（升溫時 間）/minC （處理 時間）/hD （恒溫時 間）/min強(qiáng)度MPa181018402.51.555549.81521r 182031.6r 60550.2331182031.450526.814 141r 186021.6r 60P 548.31651186031.660574.510 161r 18602 11.4r 60P 549.11171182031.4605496181r

3、1860211.650P 536.2179018402.51.555535.312 1101r 1860311.460P 561.81111182021.450522.513 1121r 182021.660P 523.81913018402.51.555544.82141186021.450536.59151182021.460518.37161182031.650531.58171186031.6505534181186031.450549.85191182021.650528.3（3） 按計(jì)劃表完成試驗(yàn)并將試驗(yàn)結(jié)果填入表中。（4） 利用Minitab軟件，對結(jié)果做因子主效圖、交互效應(yīng)圖和

4、立方圖。如圖 1-1（a）、（b）、（c）所示：從（a）圖可以看出：A（熱處理溫度卜B（升溫時間）及D（恒溫時間時間）主效應(yīng)顯著。（b）強(qiáng)度交互作用圖D （恒溫時間）/ min從（b）圖可以看出B（升溫時間）跟D（恒溫時間）存在明顯交互作用。A（熱處理溫度）C點(diǎn)類型820角點(diǎn)840中心860角點(diǎn)B（升溫時間）/min2.02.53.0C （處理時間）/h1.41.51.6點(diǎn)類型 角點(diǎn) 中心 角點(diǎn)點(diǎn)類型 角點(diǎn) 中心 角點(diǎn)實(shí)用文檔從（c）可以看出強(qiáng)度的最大值為 574.5MPa,它對應(yīng)的各因素水平分別是：熱處理溫度 860 C、處理時間1.6h、升溫時間3min、恒溫時間60min ;即：當(dāng)選擇熱

5、熱處理溫度 860 C、處理時間1.6h、升溫時間3min、恒溫時間60min ,可獲得較好的強(qiáng)度結(jié)果。（5） 作標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)的Pareto圖和正態(tài)圖，如圖1-2（a）、（b）所示。標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)的正態(tài)圖（響應(yīng)為 強(qiáng)度 MPa, Alpha = 0.05）999590 -80 -70比分百605040 -30 -201051十II- D效應(yīng)類型不顯著顯著因子名稱AA（熱處理溫度）CBB（升溫時間）/minCC （處理時間）/hDD （恒溫時間）/min-2-101234567(a)標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)的Pareto 圖（響應(yīng)為強(qiáng)度 MPa, Alpha = 0.05）（b）標(biāo)準(zhǔn)化效應(yīng)因子名稱AA（熱

6、處理溫度）CBB（升溫時間）/minCC （處理時間）/hDD （恒溫時間）/min從上兩圖可以看出 A、B、D顯著，C不顯著，BD交互作用處于臨界點(diǎn)，做顯著處理。（6） 作殘差圖，如圖1-3所示（圖1-3）強(qiáng)度MPa殘差圖正態(tài)概率圖9990 比分50-百10，1L-10殘差與擬合值-10I520540560擬合值直方圖殘差580從上圖可以看出：殘差滿足正態(tài)分布和隨機(jī)波動的要求。無異?，F(xiàn)象（7） 增加B*D項(xiàng)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果最方差和回歸分析。如圖 1-4所示?；貧w分析：強(qiáng)度MPa與A（熱處理溫度） , B（升溫時間）/min, C （處理時間）/h, D （恒溫時間）/min, B*D回歸方程為強(qiáng)

7、度MPa = 192 + 0.496 A（ 熱處理溫度）C - 63.6 B（ 升溫時間）/min+ 20.0 C（處理時間）/h - 2.52 D （恒溫時間）/min + 1.46 B*D自變量系數(shù)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤T常量191.5590.862.11 0.055A（熱處理溫度）C0.496250.06324 7.85 0.000B（升溫時間）/min-63.6027.94 -2.28 0.040C （處理時間）/h20.00'12.65 1.58 0.138D （恒溫時間）/min-2.5201.290 -1.95 0.073B*D1.46000.50592.89 0.013PS = 5

8、.05902 R-Sq = 91.3% R-Sq（調(diào)整） =87.9%方差分析來源 自由度 SS MS F P回歸5 3479.57 695.91 27.19 0.000殘差誤差13 332.72 25.59合計(jì)18 3812.29來源自由度Seq SSA（熱處理溫度）C1 1576.09B（升溫時間）/min1 1115.56C （處理時間）/h1 64.00D （恒溫時間）/min1 510.76B*D1 213.16圖1-4從上圖可以看出C（處理時間）不顯著，需重新修訂。（8） 去掉C項(xiàng)，作再次回歸分析。如圖 1-5所示?；貧w分析：強(qiáng)度MPa與A（熱處理溫度） , B（升溫時間）/min

9、, D（恒溫時間）/min, B*D回歸方程為強(qiáng)度MPa = 222 + 0.496 A（ 熱處理溫度）C - 63.6 B（ 升溫時間）/min-2.52 D （恒溫時間）/min + 1.46 B*D自變量系數(shù)系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤T P常量221.5593.50 2.37 0.033A（熱處理溫度）0.496250.06654 7.46 0.000B（升溫時間）/min -63.6029.40 -2.16 0.048D （恒溫時間）/min -2.5201.357 -1.86 0.085B*D1.46000.5323 2.74 0.016S = 5.32325 R-Sq = 89.6% R-Sq（調(diào)

10、整） =86.6%方差分析來源 自由度 SS MS F P回歸4 3415.57 853.89 30.13 0.000殘差誤差 14 396.72 28.34合計(jì)18 3812.29來源自由度 Seq SSA（熱處理溫度）C11576.09B（升溫時間）/min11115.56D （恒溫時間）/min1510.76B*D1 213.16圖1-5(9) 對修訂回歸方程再做殘差診斷，殘插圖如圖1-6所示。從下圖可以看出殘差服從正態(tài)分布，無異狀。文案大全強(qiáng)度MPa殘差圖9990.比分50百10.1 .-10-50510殘差與擬合值擬合值與順序直方圖殘差302010599959080均值 -2.99176E-14標(biāo)準(zhǔn)差3.858N19AD0.162P 值0