DOE內(nèi)部培訓教材ppt課件

1、DOE 實驗設計 Design of Experiments 知識品管中心制造: 左新輝 審核: 鐘小青日期:2021.10.03瑞豐內(nèi)部培訓教材.什么是實驗？實驗本身代表什么？ - 用科學的方法及數(shù)據(jù)來驗證明驗的因子對結(jié)果 產(chǎn)生的影響.實驗的目的？ 挑選 優(yōu)化 望大， 望小) 穩(wěn)健設計(望目, 通常運用田口設計).什么是設計？ 概念設計-設計人應以產(chǎn)品應有的功能為根底，研討分析多項不同的產(chǎn)品構(gòu)造 及工藝，然后從中選出一項以為最適當者。 參數(shù)設計設計人必需決議各項控制要素的最正確決策，務使不致影響制造本錢或 堅持質(zhì)量損失于最小。 容差設計 降低因性能變異而產(chǎn)生的質(zhì)量損失和添加制造本錢兩者之間的

2、妥善 衡量。什么是設計過程？ 設計輸入- 設計評審- 設計驗證- 設計輸出- 設計修正什么是實驗設計？ 實驗- 設計- 過程 = Design of Experiments( DOE.DOE 根底DOE的意義DOE的定義根本術語直交表.為什么需求實驗設計同樣在消費同規(guī)格的產(chǎn)品，為什么有些廠商的良品率就是比較高。同樣是在消費同類型的產(chǎn)品，為什么有些人的產(chǎn)品性能以及壽命就是比較好，而本錢又比較低呢？一樣原料一樣制程為什么良品率不一樣？一樣產(chǎn)品一樣功能更廉價的原料為什么可以做出低本錢高質(zhì)量的產(chǎn)品？.實驗設計的意義: 運用數(shù)理統(tǒng)計學的根本知識，討論如何合理地安排實驗、獲得數(shù)據(jù)，然后進展綜合科學分析，從

3、而盡快獲得最優(yōu)組合方案。在工序開發(fā)運用實驗設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；實驗設計的意義1.Pg 7Y=f(x)實驗 定義 實驗是一個或一系列有目的地改動流程或系統(tǒng)的輸入變量以察看識別輸出應變量隨之改動的實驗那些自變量X顯著的影響著Y?這些自變量X取什么值時將會使Y到達最正確值?.DOE階段一:挑選實驗階段二:優(yōu)化實驗確定出關鍵x最正確取值尋覓到一切能夠影響y的關鍵x利用SPC 控制這些關鍵的X實驗設計的意義2.輸入 可控制的因子 (輸入變量)輸出不可控制的因子 (雜音變量)(輸出變量)Process資源

4、產(chǎn)品實驗設計的意義.實驗設計是對實驗方案進展最優(yōu)設計，以降低實驗誤差和消費費用，減少實驗任務量，并對實驗結(jié)果進展科學分析的一種方法。廣義當需求探尋或驗證產(chǎn)質(zhì)量量或工藝或資源利用能否為最正確形狀時，實驗設計Design of Experiments是最科學、最經(jīng)濟的方法。狹義DOE的定義.1)在研發(fā)新產(chǎn)品時, 驗證原資料物料之間, 作業(yè)方 法結(jié)合之間，產(chǎn)生最正確的搭配而實現(xiàn)實本最低的 方案.2)改善問題： 當發(fā)現(xiàn)問題，使問題進一步凸顯而找到問題影響 的最關鍵因子。DOE運用的兩種時機.1)隨機化2)區(qū)組化3)反復性DOE運用的3個原那么.質(zhì)量特性的種類質(zhì)量特性可分為二類計量特性：能以延續(xù)尺度量測

5、。計數(shù)特性：不能以延續(xù)尺度量測，但能按不延續(xù)分級尺度分類。常依客觀而斷定，如好、更好、最好。.過程參數(shù)設計優(yōu)化選擇最正確的參數(shù)組合使產(chǎn)品對雜音最不敏感；運用直交表進展緣由檢測和平均值的處置；運用直交表使變異最小；最低本錢田口是運用最多的好方法.計量特性的種類望目：此特性具有一特定的目的值(愈近目的值愈好)，例如尺寸、換檔壓力、間隙、粘度等。望小：目的的極端值是(值愈小愈好)，例如磨耗、收縮、劣化、雜音水準等望大：目的值為無限大(值愈大愈好)，例如強度、壽命、燃料效率等。.根本術語呼應我們假定過程的結(jié)果當中，y1，y2，y3是我們關懷的輸出變量，這些我們經(jīng)常稱之為呼應response過程x1x2

6、x3u1u2y1y2y3.根本術語可控因子我們將影響呼應的那些變量稱為實驗問題中的因子。其中x1,x2,x3是人們在實驗中可以控制的因子，我們稱為可控因子controlled factor過程x1x2x3u1u2y1y2y3可控因子是輸入變量，是影響過程最終結(jié)果的.根本術語不可控因子在影響過程和結(jié)果的因子中除了控制因子還包括一些非可控因子uncontrolled factor：u1,u2,他們通常包括環(huán)境、操作員、資料批次等，對于這些變量我們通常很難把它們控制在某個準確值上。過程x1x2x3u1u2y1y2y3這些經(jīng)常被叫做雜音.根本術語主效應舉一個簡單的例子在農(nóng)田實驗中，思索兩個因子，每個因

7、子都設置了兩個程度：A因子：澆水 水少 水多B因子：施肥 肥少 肥多實驗結(jié)果如下呼應是產(chǎn)量kg：B/A水少水多肥少100120肥多130170.根本術語主效應由于A處于低程度水少時，得到的產(chǎn)量平均值為100+130/2=115kg；由于A處于高程度水多時，得到的產(chǎn)量平均值是120+170/2=145kg，分析：產(chǎn)量從115kg提高到145kg完全是因子A的作用由于分析過程中沒有思索因子B，這時我們稱因子A的主效應為：145-115=30kg請問因子B的主效應是？呢.根本術語程度和處置為了研討因子對呼應的影響，需求用到因子的兩個或者更多不同的取值，這些取值稱為因子的程度level。各因子選定了各

8、自的程度之后，其組合被稱為一個處置treatment或者一次實驗trail70度90度溫度level1level2.根本術語交互作用在前面的資料中我們發(fā)現(xiàn)：當因子B處于低程度的時候肥少，因子A從低程度變到高程度是從100到120，添加20kg ；當因子B處于高程度的時候肥多，因子A從低程度變到高程度是從130到170，添加40kg ；分析：顯然同樣a因子的變動在不同的b形狀下，變化量不同，所以因子a和因子b之間存在交互作用。交互作用的定義：假設A的效應依賴于因子B所處的程度，那么稱A和B之間有交互作用。.根本術語交互作用交互作用圖示A低高產(chǎn)量100170150130120110B肥多肥少.正交

9、表(Orthogonal Array)正交表特點：每一列都是自我平衡，即每一列中各水準出現(xiàn)的頻率一樣。每兩列間都是相互平衡 ，即在某一列中出現(xiàn)某水準的一切實驗組，在另一列中出現(xiàn)各水準的頻率一樣。正交表(直交表)直交表用于實驗方案，它允許每一個要素的效果可以在數(shù)學上獨立予以評價?？梢杂行Ы档蛯嶒灤螖?shù)，進而節(jié)省時間、金錢而且又可以得到相當好的結(jié)果。.正交表(直交性)在實驗方案中最主要的一個特性，便是實驗結(jié)果的再現(xiàn)性；另外，當我們希望能在各種相異的條件，以最有效的方式比較要素水準時，都只需在直交性實驗方案方法中才干到達利用直交表進展實驗，在實驗結(jié)果的可靠度及高再現(xiàn)性上，都具有高效益。不控制程條件如何

10、變化，在不同條件下，獲得好的再現(xiàn)性之效果是一樣的。.DOE 知識第一章、 實驗方法 田口式實驗方案法的經(jīng)典案例第二章、利用正交表進展實驗設計 第三章、實驗數(shù)據(jù)分析 第四章、參數(shù)設計 .第一章 實驗方法.DOE運用的經(jīng)典案例：瓷磚工廠的實驗 在1953年，日本一個中等規(guī)模的瓷磚制造公司，花了200萬元，從西德買來一座新的隧道，窯本身有80公尺長，窯內(nèi)有一部搬運平臺車，上面堆著幾層瓷磚，沿著軌道緩慢挪動，讓瓷磚接受燒烤。 問題是，這些瓷磚尺寸大小的變異，他們發(fā)現(xiàn)外層瓷磚，有50%以上超出規(guī)格,引起瓷磚尺寸的變異，很明顯地在制程中，是一個雜音要素。 處理問題，使得溫度分布更均勻，需求重新設計整個窯，

11、需求額外再花50萬元，投資相當大。.內(nèi)部磁磚外層磁磚(尺寸大小有變異)上限下限尺寸大小改善前改善前外部磁磚內(nèi)部磁磚.原資料粉碎及混合成型燒成上釉 燒成控制因素水準一(新案)水準二(現(xiàn)行)A:石灰石量5%1%B:某添加物粗細度細粗C:蠟石量53%43%D:蠟石種類新案組合現(xiàn)行組合E:原材料加料量1300公斤1200公斤浪費料回收量0%4%長石量0%5%.實驗設計的想法processoutputinputsuppliercustomer客戶關懷什么，在乎什么，埋怨什么如何確定成為量化的產(chǎn)品特性？Y特性，CTQ過程中有那些的過程因子，其會影響到y(tǒng)特性，那些能夠有相應的交互作用，從中找出CTP有那些的

12、輸入因子會影響到y(tǒng)，從中找出CTI對供應應要提出那些的規(guī)格要求，尤其是CTI.Y=f(x)的思想過程產(chǎn)品原資料客戶供貨商SupplierInputCTIxProcessCTPxOutputCTQyCustomerVOC.DOE的分類OFAT法 每次一個因子(One-Factor-At-a-Time)全因子實驗設計(Full Factorial Design)部分因子實驗設計(Fraction Factorial Design)田口實驗設計Robust Parameter Design呼應曲面方法Response Surface Methodology混料設計Mixture Design調(diào)優(yōu)運算

13、 (Evolutionary Operation).所謂一次一個要素法，就是先固定一種組合，而其它因子堅持固定，然后每次改動一個條件，將相鄰的兩次實驗結(jié)果進展比較，以估計兩個條件的效果差別，實驗方案如下表：缺陷是不能保證結(jié)果的再現(xiàn)性，尤其是有交互作用時。 例如在進展A1和A2的比較時，必需思索到其它因子，但目前的方法無法達成。用Y2與Y1的結(jié)果比較A2和A1的效果是在其他要素不變的條件下進展的，假設在實驗1和實驗2中將B1換成B2，C1換成C2，那么Y2與Y1能否會有比較大的變化，甚至大小順序都逆轉(zhuǎn)？實驗次數(shù)雖然減少了，但結(jié)果的可靠性卻明顯不能保證。 實驗法1： 一次一個要素法(OFAT.一次

14、一要素的實驗實驗次數(shù)ABCDEFG實驗結(jié)果1A1B1C1D1E1F1G112A2B1C1D1E1F1G123A2B2C1D1E1F1G134A2B2C2D1E1F1G145A2B2C2D2E1F1G156A2B2C2D2E2F1G167A2B2C2D2E2F2G178A2B2C2D2E2F2G28Pg 36一次一個要素(OFAT)的實驗缺陷主要缺陷 OFAT 未能思索交互作用交互作用 在另一個因子的不同程度, 一個因子產(chǎn)生的效果不一樣另一個缺陷OFAT 總是比統(tǒng)計學實驗設計效率差.實驗法2：全因子實驗法全因子實驗法一切能夠的組合都必需加以深究，信息全面，但相當耗費時間、金錢，例如: 7因子，2

15、水準共須做128次實驗。 13因子，3水準就必需做了1,594,323次實驗，假設每個實驗花3分鐘，每天8小時，一年250個任務天，共須做40年的時間。 .A(64)B(32)C(16)D(8)E(4)F(2)G(1)結(jié)果111111112111111231111121411111225111121161111212711112218111122291112111101112112111112121.12722222211282222222.實驗法3：田口式實驗方案法由田口玄一博士所提出的一套實驗方法，它在工業(yè)上較具有實踐運用性，是以消費力和本錢效益，而非困難的統(tǒng)計為依歸。 廠商必需努力于在消

16、費前就使復雜的產(chǎn)品到達高質(zhì)量。 減少變異亦即要有較大的再現(xiàn)性和可靠性，而最終目的就是要為制造商和消費者節(jié)省更多的本錢。.正交表(Orthogonal Array)直交表(正交表) 直交表用于實驗方案，它的建構(gòu)，允許每一個要素的效果，可以在數(shù)學上，獨立予以評價。 可以有效降低實驗次數(shù)，進而節(jié)省時間、金錢而且又可以得到相當好的結(jié)果。 .次數(shù)ABCDEFG結(jié)果123456711111111Y121112222Y231221122Y341222211Y452121212Y562122121Y672211221Y782212112Y8正交表.在后四次實驗中，B、C、D、E、F、G等6個要素的兩種選擇也都

17、出現(xiàn)了兩次，于是我們可以大膽的得出結(jié)論，Y1、Y2、Y3、Y4的總和之所以與Y5、Y6、Y7、Y8的總和不同，就是由A1與A2的差別導致的，由于其他要素的兩個水準都出現(xiàn)了一樣的次數(shù)，其影響力曾經(jīng)各自抵消！這個結(jié)論雖然大膽，但確實可靠，原理將在后述內(nèi)容中闡明，同理： B1和B2的作用分別對應于Y1+Y2+Y5+Y6與Y3+Y4+Y7+Y8 ; C1和C2的作用分別對應于Y1+Y2+Y7+Y8與Y3+Y4+Y5+Y6；D1和D2的作用分別對應于Y1+Y3+Y5+Y7與Y2+Y4+Y6+Y8；。 .L8直交表A石灰石量B粗細度C蠟石量D蠟石種類E加料量F浪費回收G長石量每百件尺寸缺陷數(shù)ABCDEFG

18、12345671234567111111115粗43現(xiàn)13000016211122225粗43新12004517312211225細53現(xiàn)13004512412222115細53新1200006521212121粗53現(xiàn)1200056621221211粗53新13004068722112211細43現(xiàn)12004042822121121細43新13000526正交表.要素不良總數(shù)不良百分比要素不良總數(shù)不良百分比A151/40012.75E112230.50A214235.5E27117.75B110726.75F15413.50B28621.5F213934.75C110125.25G11323

19、3.00C29223.00G26115.25D17619.00合計19324.12D211729.25回應表(Response Table).最正確條件確認 由于缺陷是愈小愈好，所以依此選出的最正確條件為：A1B2C2D1E2F1G2。確認實驗：將預期的缺陷數(shù)和“確認實驗的結(jié)果做比較。但現(xiàn)實上廠商選得是A1B2C1D1F1G2，主要的緣由是C(蠟石)要因的價錢很貴，但改善的效果又不大，所以選C1(蠟石含量為43%) .內(nèi)部瓷磚外層瓷磚(尺寸大小有變異)上限下限尺寸大小改善前外部瓷磚內(nèi)部瓷磚改善后.第二章、利用正交表進展實驗設計 .原先假設要素的效果不會受其它要素水準的影響，然而在實踐的情況并非

20、如此；當一個要素的效果與其它要素水準相互影響時，要素間就有交互作用存在。例子：設有A, B二種冷媒，成份完全不同；單獨運用時效果挺好，但混合運用，反而效果很差。 交互作用.我們在第一章曾經(jīng)討論過，用正交表進展實驗設計，利用簡單的加和運算來處置實驗結(jié)果需求首先處理兩個問題1 、各實驗要素所產(chǎn)生的作用和影響力能否具有加和性？2 、假設兩個要素之間存在劇烈的相互作用，能否真的可以將其相 互作用看作第三個要素來處置？ 現(xiàn)實上，在現(xiàn)實世界里，并非簡單的1+1=2,各種變量之間其實往往不能簡單加和。比如一個人的力氣假設是100斤，兩個人就應可以正好推得動200斤的車，可實踐上兩個人一同推的時候，由于推車時

21、用力的角度偏向、發(fā)力的不同時等情況的存在，力量的總和并非準確的200斤，只需在兩個人用力的方向完全一樣且同時發(fā)力的情況下才是200斤。因此，只需兩個要素之間所存在的各種復雜關系對實驗結(jié)果的影響力小于實驗本身的動搖和誤差，我們就可以以為兩個要素對最終結(jié)果的奉獻具有加和性。 .我們怎樣知道兩個要素的交互作用究竟有多大呢？實驗之前如何知道？這個問題比較難回答，但需求進展實驗設計的人都是專業(yè)人員，也就是說，實驗方案法是供專業(yè)設計開發(fā)人員運用的,對于專業(yè)人員來說，其實靠閱歷和知識背景可以判別出來哪些要素幾乎獨立發(fā)揚作用，哪些要素之間存在比較明顯的交互作用，假設無法靠知識和閱歷排除某些要素之間的交互作用的

22、時候也沒關系，姑且先以為有，待實驗結(jié)果出來后，再進展判別。 .正交表的性質(zhì) ：1、對稱性實驗結(jié)果1和結(jié)果2的總和、結(jié)果3和結(jié)果4的總和的差別就可以以為是由要素1的兩種不同水準導致的，由于要素2和3的奉獻在兩種情況下都分別抵消： 因素實驗123結(jié)果總和12111212Y1Y2Y1+Y234221221Y3Y4Y3+Y4.2、正交表的乘法運算性質(zhì)：在正交表中為了表示實驗參數(shù)的兩種選擇，我們用了1和2來表示，其實正交表來自于群論一種數(shù)學實際，詳細內(nèi)容可參考近代數(shù)學原理，在一個正交表中，除了各行之間具有對稱性之外，各列之間還存在相乘運算，假設我們恢復正交表的本來面目，將表中的形狀“2用“-1表示，那么

23、正交表變?yōu)椋?1 2 3 4 5 6 7123456781 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -11 -1 -1 1 1 -1 -11 -1 -1 -1 -1 1 1-1 1 -1 1 -1 1 -1-1 1 -1 -1 1 -1 1-1 1 1 1 -1 -1 1-1 -1 1 -1 1 1 -1正交表.這時我們會發(fā)現(xiàn)正交表某些列之間具有相乘關系,第一列和第二列的每一行的兩個數(shù)字相乘的結(jié)果正好是第三列: 第一列第二列第三列11X1=121X1=131X-1=-141X-1=-15-1X1=-16-1X1=-17-1X-1=18-1X-1=1在正交表中，這樣的閉環(huán)還有1，4

24、，5，2，4，6，3，4，7，1，6，7，2，5，7，3，5，6總共七個組合 135264。73254671.這種列之間的乘法關系正好對應要素之間的交互作用，就是說假設將A要素排在第一列，B要素排在第二列，那么AXB交互作用會在第三列表達出來，如下表： A B AXB 4 5 6 7結(jié)果123456781 1 1 1 1 1 11 1 1 2 2 2 21 2 2 1 1 2 21 2 2 2 2 1 12 1 2 1 2 1 22 1 2 2 1 2 12 2 1 1 2 2 12 2 1 2 1 1 2Y1Y2Y3Y4 Y5Y6Y7Y8正交表.1234567(1)325476(2)1674

25、5(3)7654(4)123(5)32(6)1(7)L8(27)直交表的交互作用配置表.常用正交表引見見WORD文檔 有人問假設有50個要素，每個要素有7種選擇怎樣辦？其實就是有500個要素，每個要素70種選擇也無妨，從數(shù)學的角度來講，正交表是無限的，由于數(shù)字是無限的，總會有適宜的正交表可以選用。 .直交表的自在度(二水準)表示直交表列數(shù)相當于實驗總數(shù)水準數(shù)行數(shù)相當于可配置多少因子直交表的自在度為實驗執(zhí)行次數(shù)減一.直交表的自在度(三水準)表示直交表列數(shù)相當于實驗總數(shù)水準數(shù)行數(shù)相當于可配置多少因子直交表的自在度為實驗執(zhí)行次數(shù)減一.1231111212232124221L4(23)直交表本直交表總

26、共須做四次實驗，總共可提供三個自在度。每一個二水準的因子需一個自在度，所以最多只能配置三個因子。 L8(27)直交表本直交表總共須做8次實驗，總共可提供7個自在度。每一個二水準的因子需求一個自在度，最多能配置7個因子。假設有因子間有交互作用時，交互作用亦須配置自在度。次數(shù)ABCDEFG結(jié)果123456711111111Y121112222Y231221122Y341222211Y452121212Y562122121Y672211221Y782212112Y8.直交表的運用 利用自在度我們可選用最小且最適宜的直交表，系根據(jù)要素數(shù)量、每個要素的水準數(shù)，以及我們所欲調(diào)查的交互作用數(shù)量等加以累加后的

27、自在度來決議。例如：一實驗包含二水準要素A、B、C、D、E和交互作用A*B，A*C，請問應選用何種直交表處理此一問題？. 每個二水準要素具有2-1=1的自在度。 每個交互作器具有1*1=1的自在度 總自在度d.f.=(5個要素*1d.f.)+(2交互作用*1d.f.)=7d.f.因此，7個自在度是獲得期望資料數(shù)量所必需的自在度，而L8直交表為二水準具7個自在度的實驗計畫，因此L8直交表是可以滿足此項要求的。 .123456789101111111111111121111122222231122211122241212212212251221221212161222122121172122112

28、2121821212221112921122212211102221111221211221212111221222112121221L12(211)直交表L12直交表，將交互作用的效果平均分配到該直交表的11個縱行上，交互作用不明顯時運用。它的再現(xiàn)性很好，是田口博士所引薦運用的。.1234111112122231333421235223162312731328321393321L9(34)直交表.123456781111111112111222223113333334121122335122233116123311227131213238132321319133132121021133221

29、11212113321221322113132212313214222312131522312321162313231217232111231823323231L18(2137)直交表.第三章、實驗數(shù)據(jù)分析 .正規(guī)分析：正規(guī)分析的步驟是：1、根據(jù)選擇的正交表設計實驗方案；2、進展實驗，搜集實驗數(shù)據(jù)；3、根據(jù)對稱性求出相應要素所對應的實驗結(jié) 果，建立回應表；4、選擇實驗條件的最正確組合；5、按照最正確組合進展確認實驗，驗證明驗結(jié) 果的正確性。 .案例：光學檢測儀器的吸光板的光電轉(zhuǎn)化效率研討(望大特性) 1實驗條件：某公司在研討光學檢測儀器的吸光板光電轉(zhuǎn)化后的信號電流強度，經(jīng)研討發(fā)現(xiàn)，光電轉(zhuǎn)化后的

30、信號電流強度與以下要素有關：A吸光資料種類、B吸光資料密度、C吸光資料涂層厚度、D信號光波長、E信號光強度，根據(jù)閱歷估計B吸光資料密度和C吸光資料涂層厚度之間，C吸光資料涂層厚度和D信號光波長之間存在交互作用，各要素都選擇兩水準進展實驗。 控制要素水準1水準2A吸光資料種類A1A2B吸光資料密度B1B2C吸光資料涂層厚度C1C2D信號光波長D1D2E信號光強度E1E2.2實驗結(jié)果：采用 正交表設計實驗方案，實驗結(jié)果為： C B BXC D CXD A E？結(jié)果(mA)平均極差123456781 1 1 1 1 1 11 1 1 2 2 2 21 2 2 1 1 2 21 2 2 2 2 1 1

31、2 1 2 1 2 1 22 1 2 2 1 2 12 2 1 1 2 2 12 2 1 2 1 1 253568063573936494964737767343557516076.5706236.535.5534871410518實驗結(jié)果的總平均值為：55.6,反復性實驗的平均極差為7。.3數(shù)據(jù)分析： 采用 正交表設計實驗方案，實驗結(jié)果為：根據(jù)正交表的對稱性原理，C1的實驗回應值為:(51+60+76.5+70)/4=64.4；C2的實驗回應值為:(62+36.5+35.5+53)/4=46.8；(BXC)1的實驗回應值為:(51+60+35.5+53)/4=49.9；(BXC)2的實驗回應

32、值為:(76.5+70+62+36.5)/4=61.3同樣的方法，求得一切要素實驗回應值,建回應表: ABCDEBXCCXD？水準159.052.464.456.348.349.954.3水準252.258.846.854.962.961.356.9差別6.86.417.61.414.611.42.6.表中的回應值分別對應于每個要素的兩個可選條件對光電信號強度的奉獻,回應結(jié)果的差別對應于每個要素的兩個可選條件之間的差別,從回應數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論:1、C、E兩個要素的兩個可選條件條件之間有顯著差別；2、B、C之間存在明顯的交互作用；3、A、B兩個要素的兩個可選條件之間有差別,但各個實驗條件的8

33、種實驗組合的兩次實驗之間的極差平均值為7，因此無法判別6.4和6.8的差別程度究竟是要素本身的差別，還是實驗誤差,但假設一定要在兩個可選條件之間作出選擇,那么仍可以為回應值的差別來自于要素的兩個可選條件的差別；4、D要素的兩個可選條件無差別(留意:只能說所選取的D要素的兩個條件之間無差別,不能說D要素對實驗結(jié)果無影響)；5、請斷定C與D之間的交互作用能否明顯；4實驗結(jié)論： .C1C2B1(51+60)/2=56(62+36.5)/2=49.3B2(76.5+70)=73.3(35.3+53)/2=44.3因此，B與C要素的最正確組合是B2C17本實驗的最正確實驗條件的組合是:A1B2C1E2,

34、D的兩個條件可以恣意選取。5最正確組合的實踐效果預測：根據(jù)加和性原理，我們只需計算出實驗結(jié)果的總平均值，就可代表每個要素的兩個可選條件的平均程度，回應值與平均值的差別可以作為該水準的奉獻度，因此，可以預測最正確組合的總效果為：6、 由于B與C之間存在較強的相互作用,因此,需求計算B與C的各種組合的回應表:.最正確組合的實驗結(jié)果預測值為:T+(A1-T)+(E2-T)+(B2C1-T) =55.6+(59.0-55.6)+(62.9-55.6)+(73.3-55.6) =84 6確認實驗利用最正確組合條件進展兩次實驗,得到的光電信號強度值為82和81mA,雖然結(jié)果與預測結(jié)果有差別,但總體效果令人

35、稱心。評論: 普通來說,實驗結(jié)果假設與預測值接近,那么可以以為實驗再現(xiàn)性良好,假設差別顯著(超越平均極差),那么需求分析能否還存在沒有發(fā)現(xiàn)的交互作用或還存在某種未納入控制的要素,待分析出緣由后,重新設計實驗。 .第四章、參數(shù)設計 .線外品管系統(tǒng)設計參數(shù)設計公差設計產(chǎn)品設計設計品管制程設計技術品管線上品管診斷預測測量生產(chǎn)制造品管服務顧客品管供應商雙贏同伴顧客需求期望稱心第一節(jié) 參數(shù)設計的原理 .變異與雜音 雜音要素就是機能特性，如制冷效率、磨耗和轉(zhuǎn)向力等偏離目的值的要素。雜音要素可分為三類：外部雜音產(chǎn)品運用時，因運用條件，如溫度、濕度、灰塵等使機能發(fā)生變異，此類條件為外部雜音要素。 內(nèi)部雜音(劣

36、化)產(chǎn)品組件的劣化。 產(chǎn)品間雜音既定制造條件下，條件變異所呵斥的產(chǎn)品間差別。質(zhì)量控制活動的目的就是要消費經(jīng)得起雜音要素考驗的產(chǎn)品。 堅耐性(Robustness)就是產(chǎn)品的機能特性對雜音要素的差別不敏感，不受影響。.雜音和堅耐性 一些不想要和無法控制的要素，導致功能質(zhì)量特性偏離目的值。 雜音對質(zhì)量有不良影響，然而，消除雜音要素常是很花錢的。 例如在工廠內(nèi)，制程能夠會遭到溫度動搖的影響。透過全廠的空調(diào)系統(tǒng)，消除此一雜音要素，很能夠是太昂貴的處理方案。 田口的技術是減少雜音要素的影響。這一套技術，協(xié)助設計產(chǎn)品和改善制程，使得對雜音的敏感程度，降低最低。 產(chǎn)品和制程對雜音最不敏感，我們稱之為“堅耐性

37、。堅耐性=高質(zhì)量 .質(zhì)量工程消費線外品管產(chǎn)品設計(產(chǎn)品改良)制程設計(制程改善)系統(tǒng)設計(創(chuàng)新)參數(shù)設計(最正確化)允差設計(最正確化)線上品管制程控制.設計過程系統(tǒng)設計 系統(tǒng)設計：需求專門領域的技術知識和廣泛閱歷，用以開創(chuàng)設計，或訂出產(chǎn)品和制程的規(guī)格。 例如，一位熟習空調(diào)系統(tǒng)的工程師，能夠被選來擔任新型空調(diào)的原型設計，他的閱歷和知識，可以活用過來。 系統(tǒng)設計不用利用諸照實驗方案之類的設計最正確方法。 .設計過程參數(shù)設計和允差設計 二者都相當依賴設計最正確化的技術，以決議產(chǎn)品的參數(shù)值，而且或是以本錢有效的方法，找出其所允許的參數(shù)值偏向范圍. 田口方法是最常運用在參數(shù)設計和允差設計以使制造出來的

38、產(chǎn)品本錢最低、變異最小.參數(shù)設計目的 選擇最正確的條件(參數(shù))設計產(chǎn)品，使設計出來的產(chǎn)品，對雜音變量最不敏感。戰(zhàn)略 設計產(chǎn)品，剛開場從低本錢的零件或原資料用起。 控制主要要素和雜音要素間的交互作用和非線性效果，以達成“堅耐性。 減少變異性，而不用除去變異的緣由，由于去除緣由，通常都是昂貴的。 .參數(shù)設計的步驟 確定目的 討論：要測什幺，如何運用資料具有可加性 防止(0,1)資料 分類值可以變換為延續(xù)變量 分類組數(shù)越多越好 分類值的分析也能夠發(fā)現(xiàn)安定性的條件。 S/N比是最好的特性值(可加性的時機加大) 列出要素 怕少，不怕多 分類為控制要素、雜音要素 . 選擇直交表 控制要素配置于內(nèi)側(cè)直交表，

39、誤差要素配置于外側(cè)直交表。 內(nèi)側(cè)直交表的選擇 L12,L16,L18,L27,L32較適用。 引薦L12,L18 各行控制要素水準間隔要大。 外側(cè)直交表的選擇 規(guī)模要小，雜音引起的變化要大。 實行雜音要素的復合。 重要的雜音要素有兩、三個即可. 有時可以不配置雜音要素.計算S/N比對應分析望小特性望大特性望目特性最正確條件的估計確認實驗與估計比較.參數(shù)設計的配置 參數(shù)設計的第一步，為分開列出控制要素與雜音要素，然后找出具有最小交互作用的控制要素以便研討控制要素與雜音誤差要素之間的交互作用問題。 普通而言控制要素放在直交表內(nèi)側(cè)，雜音要素放在直交表外側(cè)。 .參數(shù)設計的配置ABCDEFG雜音因素12

40、34567N1N21111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112.ABCDEFG1122123456712121111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112雜音要素MN.質(zhì)量特性的選取 田口方法系一種工程方法，擁有制程或產(chǎn)品的專門知識及有效率的實驗方法，才可以設計出來一個極有效的工業(yè)實驗，因此必需懂得此兩種型態(tài)的知識才能夠勝利。 質(zhì)量特性的選取及要素與水準的區(qū)分是屬于工程專家的任務；而各要素的配置及實驗數(shù)據(jù)的解析那么屬于數(shù)據(jù)分析專家的任務。 質(zhì)量特性的選擇是實驗方案中最主要的部份。 .雜音要素的選擇 作參數(shù)設計時，雖然雜音要素愈多愈好，如此可獲致較多情報，但實驗將會變得很大，在費用與時間將不允許，故只能在運營才干范圍之內(nèi)，選擇重要的，影響較大的才予以思索。對策 為了防止太大的實驗，最好將雜音要素復合成最多3個。 復合時可依工程