六西格瑪綜述(實驗設(shè)計)ppt課件

1、書中范例闡明1、丈量階段M：第三章 丈量系統(tǒng)分析 丈量系統(tǒng)分析丈量階段 例:3-1 量具的反復(fù)性和再現(xiàn)性研討(交叉的)-X-R方法 例:3-2 量具的反復(fù)性和再現(xiàn)性研討(交叉的)-ANOVA 例:3-3 量具的反復(fù)性和再現(xiàn)性研討(嵌套的)2、分析階段A：第四章 過程數(shù)據(jù)的搜集與分析 過程數(shù)據(jù)的搜集與分析過程數(shù)據(jù)搜集與分析階段 引導(dǎo)范例1、MINITAB 根底 引導(dǎo)范例2、簡單分析 引導(dǎo)范例3、高級分析 第五章 從分析到改良3、改良階段I： 第六章 實驗設(shè)計法 實驗設(shè)計改良階段 例：6-1 靜態(tài)的田口設(shè)計 例：6-2 動態(tài)的田口設(shè)計 第七章 從改良到控制4、控制階段C：第八章 統(tǒng)計過程控制 統(tǒng)計

2、過程控制控制階段 引導(dǎo)范例、質(zhì)量控制與改良.丈量階段第3章 丈量系統(tǒng)分析確認(rèn)丈量系統(tǒng)評價過程績效及搜集數(shù)據(jù)動搖性變量之間的相互關(guān)系穩(wěn)定性與過程才干過程動搖降低(過程最正確化)(DOC)統(tǒng)計過程管理(SPC)過程穩(wěn)定性過程才干批量消費改良丈量系統(tǒng)排除可指出緣由分析階段第4章 過程數(shù)據(jù)的搜集與分析第5章 從分析到改良改良階段第6章 實驗設(shè)計法第7章 從改良到控制控制階段第8章 統(tǒng)計過程控制YesNoNoNoYesYes過程開發(fā)與MAIC.評價現(xiàn)行過程績效五個階段一、方案1、明確的流程及目的過程變量、相應(yīng)過程、輸出質(zhì)量特性控制表運用工具：因果圖、檢查表二、搜集數(shù)據(jù)運用工具：分層法三、分析數(shù)據(jù)1、決議

3、穩(wěn)定性及過程才干 2、找出數(shù)據(jù)彼此間的關(guān)聯(lián)性 3、區(qū)分出過程中的動搖種類運用工具：穩(wěn)定性：鏈圖、控制圖 過程才干：1正態(tài)分析的檢驗：正態(tài)概率圖、對稱圖2一維分析點圖、箱形圖、直方圖3三維分析3D圖4過程才干指數(shù)四、結(jié)論五、過程績效報告.數(shù)據(jù)分析穩(wěn)定性與過程才干評價1、穩(wěn)定性分析工具：趨勢圖、控制圖2、過程才干分析工具： 1、正態(tài)分布檢驗：正態(tài)概率圖、對稱圖 2、一維分析：過程才干分析點圖、箱形圖、直方圖、 3、三維分析：找出數(shù)據(jù)中的異常點3D圖 4、過程才干指數(shù)：CpkCpk越大，過程才干越好，目的： Cpk1.33過程穩(wěn)定性分析主要工具：趨勢圖、控制圖 在顧客設(shè)定的界限內(nèi)，有多少%和PPM不

4、會超出此界限隨著時間推移，可預(yù)測過程在一定的范圍變動.丈量系統(tǒng)分析丈量數(shù)值的度量目的主要有偏向1=Bias(指偏離規(guī)范值的程度)動搖=Variation(指數(shù)據(jù)的分布離散的程度)總動搖=丈量動搖2(人與量具)+產(chǎn)品3(過程)動搖丈量系統(tǒng)分析目的：1、確認(rèn)丈量系統(tǒng)能滿足過程運用需求2、分辨出統(tǒng)計過程控制中，過程的特殊緣由.總動搖零件間的動搖丈量系統(tǒng)的動搖來自量具的動搖來自操作者的動搖反復(fù)性再現(xiàn)性操作者操作者與零件的交互作用量具的反復(fù)性和再現(xiàn)性研討交叉的每個零件可以由多位操作者反復(fù)丈量嵌套的每個零件只能由一位操作者丈量一次MINITAB：1、X-R方法2、ANOVA方法交互作用分解.實 驗 設(shè) 計

5、 基 礎(chǔ).實驗設(shè)計DOEDesign of Experiment為什么要進(jìn)展實驗設(shè)計？= 讓我們先看兩個例子.例1、這里有27個球， 其中有且只需一個球質(zhì)量為9克, 其它26個都為10克。給他一架天平，請找出重為9克的那個球。請問，他至少要稱幾次？例2、這里有9框球(每框100個)， 其中有且只需一框里的球質(zhì)量全為9克, 其它8框里的球都為10克。給他一架天平，請找出里面的球重為9克的那個框。請問，他至少要稱幾次？.為什么要進(jìn)展正交實驗: 在實踐消費中，影響實驗的要素往往是多方面的，我們要調(diào)查各要素對實驗影響的情況。在多要素、多程度實驗中，假設(shè)對每個要素的每個程度都相互搭配進(jìn)展全面實驗，需求做

6、的實驗次數(shù)就會很多。比如對3要素7程度的實驗，假設(shè)3要素的各個程度都相互搭配進(jìn)展全面實驗，就要做73=343次實驗，對6要素7程度，進(jìn)展全面實驗要做76=117649次實驗。這顯然是不經(jīng)濟(jì)的。該當(dāng)在不影響實驗效果的前提下，盡能夠地減少實驗次數(shù)。正交設(shè)計就是處理這個問題的有效方法。正交設(shè)計的主要工具是正交表。. 實驗設(shè)計是指以概率論、數(shù)理統(tǒng)計和線性代數(shù)等為實際根底，科學(xué)地安排實驗方案，正確地分析實驗結(jié)果，盡快獲得優(yōu)化方案的一種數(shù)學(xué)方法。 在企業(yè)研發(fā)和管理實際中，為了開發(fā)設(shè)計研制新產(chǎn)品、更新或改良老產(chǎn)品，優(yōu)化消費工藝方法或流程，或者降低原資料、動力等資源耗費，都需求深化研討質(zhì)量特性與影響要素的關(guān)系

7、。 普通情況下，質(zhì)量特性和影響要素之間的關(guān)系式并不能根據(jù)工程知識直接建立，需求運用DOE進(jìn)展實驗與分析來找出它們的關(guān)系，進(jìn)一步確定設(shè)計/工藝參數(shù)的優(yōu)化組合。 在設(shè)計過程中，DOE是至關(guān)重要的改善技術(shù)。早在1988年，美國摩托羅拉公司的設(shè)計師就以為：“假設(shè)質(zhì)量是帶動公司前進(jìn)的火車頭，那么實驗設(shè)計就是燃料。它能在一、二年內(nèi)，不是以百分之五十或百分之百，而是成十倍甚至成百倍地提高產(chǎn)質(zhì)量量。 一個規(guī)范設(shè)計/消費過程都要遭到可控要素X1 ，X2 Xn 以及不可控要素Z1 ，Z2 Zm的共同作用。.實驗設(shè)計的意義:運用數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的根本知識，討論如何合理地安排實驗、獲得數(shù)據(jù)，然后進(jìn)展綜合科學(xué)分析，從而盡快獲

8、得最優(yōu)組合方案。在工程學(xué)領(lǐng)域是改良制造過程性能的非常重要的手段。在開發(fā)新工序中亦有著廣泛的運用。在工序開發(fā)的早期運用實驗設(shè)計方法能得出以下成果：1. 提高產(chǎn)量；2. 減少變異性，與額定值或目的值更為一致；3. 減少開發(fā)時間；4. 減少總本錢；實驗設(shè)計的意義及其開展過程.實驗設(shè)計在生產(chǎn)/制造過程中的位置：生產(chǎn)/ 制造 過程可控制要素 不可控制要素 資產(chǎn). 統(tǒng)計技術(shù)在 生產(chǎn)/制造過程 中的應(yīng)用是對 過程中輸入 的變量 (人,機(jī),料,法,環(huán)) 進(jìn)行有目的地優(yōu)化, 使輸出的結(jié)果更加理想. 實驗設(shè)計 是其中較為有效的一種工程工具.通過實驗進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計通過實驗,控制其不良的影響程度.右圖是一個比較典型的正

9、交表.“L表示此為正交表, “8表示試驗次數(shù), “2表示兩程度, “7表示試驗最多可以有7個要素 (包單個要素及其交互作用).第二節(jié)：正交實驗、正交表及其用法正交表:.正交表的表示方法:普通的正交表記為Ln(mk)，n是表的行數(shù)， 也就是要安排的實驗數(shù);k 是表中的列數(shù)，表示要素的個數(shù)；m 是各要素的程度數(shù)；常見的正交表:2程度的有 L4(23), L8(27), L12(211), L16(215)等；3程度的有 L9(34), L27(313)等；4程度的有 L15(45);5程度的有 L25(56);.正交表的兩條重要性質(zhì):1) 每列中不同數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)是相等的，如L9(34)中，每列中

10、不同的 數(shù)字是1，2，3，它們各出現(xiàn)3次；第二節(jié)：正交實驗、正交表及其用法2) 在恣意兩列中，將同一行的兩個 數(shù)字看成一個有序數(shù)對，那么每一數(shù)對出現(xiàn)的次數(shù)是相等的，如L9(34)中有序數(shù)對共有9個: (1,1), (1,2), (1,3), (2,1), (2,2), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3), 它們各出現(xiàn)一次。所以，用正交表來安排實驗時，各要素的各種程度的搭配是平衡的，這是正交表的優(yōu)點。.單目的的分析方法某煉鐵廠為提高鐵水溫度，需求經(jīng)過實驗選擇最好的消費方案經(jīng)初步分析，主要有3個要素影響鐵水溫度，它們是焦比、風(fēng)壓和底焦高度， 每個要素都 思索3個程度，詳細(xì)情況見表

11、。問：對這3個要素的3個程度如何安排，才干獲得最高的鐵水溫度?.解：假設(shè)每個要素的每個程度都相互搭配著進(jìn)展全面實驗，必需做實驗33=27次。如今我們運用L9(34)正交表來安排實驗。.我們按選定的9個實驗進(jìn)展實驗，并將每次實驗測得的鐵水溫度記錄下來：為了便于分析計算，我們把這些溫度值和正交表列在一同組成一個新表。另外，由于鐵水溫度數(shù)值較大，我們把每一個鐵水溫度的值都減去0，得到9個較小的數(shù)，這樣使計算簡單。.分析表.解釋：K1這一行的3個數(shù)分別是要素A, B, C的第1程度所在的實驗中對應(yīng)的鐵水溫度之和;K2這一行的3個數(shù)分別是要素A, B, C的第2程度所在的實驗中對應(yīng)的鐵水溫度之和;K3這

12、一行的3個數(shù)分別是要素A, B, C的第3程度所在的實驗中對應(yīng)的鐵水溫度之和;k1, k2, k3這3行的3 個數(shù)，分別是K1, K2, K3這3行中的3個數(shù)的平均值；極差是同一列中， k1, k2, k33個數(shù)中的最大者減去最小者所得的差。極差越大，闡明這個要素的程度改動時對實驗?zāi)康牡挠绊懺酱?。極差最大的那一列，就是那個要素的程度改動時對實驗?zāi)康牡挠绊懽畲?，那個要素就是我們要思索的主要要素.經(jīng)過分析可以得出：各要素對實驗?zāi)康?鐵水溫度)的影響按大小次序該當(dāng)是C (底焦高度) A (焦比) B (風(fēng)壓)；最好的方案該當(dāng)是C2A3B2。與此結(jié)果比較接近的是第9號實驗。為了最終確定上面找出的實驗方

13、案是不是最好的，可以按這個方案再實驗一次，并同第9號實驗相比，取效果最正確的方案。.什么是交互作用： 在多要素實驗中，各要素不僅各自獨立地在起作用，而且各要素還經(jīng)常結(jié)合起來起作用。也就是說，不僅各個要素的程度改動時對實驗?zāi)康挠杏绊?，而且各要素的結(jié)合搭配對實驗?zāi)康囊灿杏绊?。這后一種影響就叫做要素的交互作用。要素A和要素B的交互作用記為A X B.有交互作用的正交實驗設(shè)計. 單個因子的影響與其交互作用的影響比較 30 m50Kg 磷25 m50Kg 鉀20kg 磷30kg 鉀40 m交互作用 = 總效果 - (20kg 磷的效果 + 30kg 鉀的效果).交互作用表以正交表L8(27)為例： 用正

14、交表安排有交互作用的實驗時，我們把兩個要素的交互作用當(dāng)成一個新的要素來看，讓它占有一列，叫交互作用列。有交互作用的正交實驗設(shè)計.例(程度數(shù)一樣) 我們用一個3要素2程度的有交互作用的例子來闡明 某產(chǎn)品的產(chǎn)量取決于3個要素A，B，C，每個要素都有兩個程度。每兩個要素之間都有交互作用，實驗?zāi)康臑楫a(chǎn)量，越高越好。詳細(xì)如下：有交互作用的正交實驗設(shè)計.解：這是3要素2程度的實驗。3個要素A, B, C要占3列，它們之間的交互作用A x B, B x C, A x C 又占3列?？捎谜槐鞮8(27).有交互作用的正交實驗設(shè)計.取方案為C2 、A1、B1.A與B交互作用明顯.實驗設(shè)計目的1、從多個變量中找

15、出對輸出影響最大的要素，也就是 顯著要素2、尋求最能使輸出符合目的值的要素組合3、調(diào)整可控制要素讓輸出值的動搖最小4、尋覓可控制要素之值，使非控制要素對輸出的影響 極小化.實驗設(shè)計的三個階段實驗設(shè)計對過程績效的改良及新過程的開發(fā)是一項非常有用的工具。普通在過程績效改良及新過程的開發(fā)中運用實驗設(shè)計的三個階段：1、挑選實驗 設(shè)計一個實驗可以從多個要素中挑選出質(zhì)量特性影響較顯著的少數(shù)重要要素。將要素對呼應(yīng)輸出質(zhì)量特性的影響程度依序陳列Pareto Chart)，并估計要素效應(yīng)的大小及方向(另一個圖。運用部分析因設(shè)計fractional factorials或田口實驗設(shè)計Taguchi method)

16、中的二程度正交表設(shè)計2、過程最正確化運用呼應(yīng)曲面法或田口實驗設(shè)計中的三程度正交表設(shè)計)3、系統(tǒng)及零件的容差設(shè)計 進(jìn)展實驗來決議哪些零件或過程的容差是最關(guān)鍵的且這些關(guān)鍵容差必需緊縮到多少才干讓產(chǎn)品到達(dá)最小的動搖性及正確的平均值。當(dāng)一個系統(tǒng)中的各過程已分別決議最正確參數(shù)，接下來要整合系統(tǒng)中各過程的操作范圍。.中選用一個設(shè)計時，必需思索以下的事項：1、制定可控制要素的個數(shù)2、制定可控制要素的設(shè)定程度數(shù)3、確定執(zhí)行的實驗次數(shù)4、在實驗中除了思索質(zhì)量特性，也必需同時思索 其他要素所呵斥的影響.MINITAB的田口設(shè)計描畫1、完成一切的事前實驗規(guī)劃內(nèi)表控制要素-可以控制調(diào)整使過程最正確化的要素外表噪聲要素

17、-產(chǎn)品運用時足以影響系統(tǒng)行為卻又無法控制的要素2、菜單Stat/DOE/Taguchi/Creste Taguchi Desige來建立田口設(shè)計3、運用菜單Stat/DOE/Modify Design對要素重新命名修正4、運用菜單Stat/DOE/Display Design對要素單位修正5、執(zhí)行實驗的設(shè)計與搜集呼應(yīng)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸入要經(jīng)過實驗得到數(shù)據(jù)后輸入6、運用菜單Stat/DOE/Taguchi/Analyze Taguchi Design來分析實驗數(shù)據(jù)7、運用菜單Stat/DOE/Taguchi/Predict Taguchi Results來預(yù)測S/N比與對新要素 設(shè)計定組合的呼應(yīng)特性

18、.正交表的設(shè)計主要著重在主效應(yīng)上。MINITAB有一些正交表允許納入少量交互作用的研討。在原來田口設(shè)計中參與一個信號要素，就是一個動態(tài)呼應(yīng)的實驗動態(tài)呼應(yīng)的實驗，是用來討論輸入信號與輸出結(jié)果之間的功能關(guān)系。.步驟：1、生成一個新的Project2、生成一個實驗設(shè)計3、查看生成的數(shù)據(jù)4、搜集和輸入數(shù)據(jù)5、挑選設(shè)計6、找一個精簡方式7、評價此精簡方式8、結(jié)論做一個實驗來決議三個因子中哪一個真正的影響者.建立田口設(shè)計1、繪制田口設(shè)計P2332、對動態(tài)呼應(yīng)實驗參與信號要素P2363、選擇交互作用P2384、向正交表的列上配制要素P2395、對要素命名與變卦要素的程度P2426、分析田口設(shè)計P243 顯示

19、主效應(yīng)圖與交互作用圖P247 顯示呼應(yīng)表P249.例：評價影響裝貨用塑料袋密合強度的要素。已有三個可控制要素Temperature、Pressure、Thickness，有兩個會影響密合強度的噪聲條件Noise1和Noise2)，希望密合強度可以到達(dá)要求的規(guī)格。密合強度規(guī)格定為18。SEAL.MTW靜態(tài)的田口設(shè)計例題6-1，P251.Stat/DOE/Taguchi/Analyze Taguchi Design.Delta統(tǒng)計量是比較效應(yīng)相對的程度，將每個要素最高的平均值減去每個要素最低的平均值。.比較好的S/N60、36、1.25，以后預(yù)測要用到田口博士以為信號/誤差比S/NSignal-to-Noi