MintabDOE操作說(shuō)明田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)

MintabDOE操作說(shuō)明田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共91頁(yè)2CatalogueUnit-1.田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介Unit-2.品質(zhì)損失函數(shù)Unit-3.直交表Unit-4.參數(shù)設(shè)計(jì)Unit-5.靜態(tài)設(shè)計(jì)及Minitab操作Unit-6.動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及Minitab操作第2頁(yè)/共91頁(yè)3Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第3頁(yè)/共91頁(yè)4品質(zhì)工程發(fā)展史：二次戰(zhàn)後，日本進(jìn)行戰(zhàn)後復(fù)建時(shí)，面臨高品質(zhì)原料、生產(chǎn)設(shè)備和有技術(shù)之工程師等嚴(yán)重短缺的問(wèn)題。在此惡劣條件下，生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品與不斷改善品質(zhì)便成為一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)且急需解決的問(wèn)題。1947年，日本為了解決通信品質(zhì)低落的問(wèn)題，成立電器通信實(shí)驗(yàn)室(ElectronicCommunicationLaboratory)，初期規(guī)模與預(yù)算不如美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室。在資源不足、缺少高品質(zhì)機(jī)臺(tái)下，只有靠著調(diào)整機(jī)臺(tái)參數(shù)設(shè)定來(lái)提升交換機(jī)生產(chǎn)的品質(zhì)。在1949年，田口玄一（Genichi.Taguchi）博士於日本電信實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在實(shí)務(wù)上並不適用，逐漸發(fā)展了「品質(zhì)工程」的基本原理。利用此方法，生產(chǎn)了高品質(zhì)的交換機(jī)。田口所發(fā)展的是一透過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)最佳化設(shè)計(jì)的方法，重視實(shí)際的應(yīng)用性，而非以困難的統(tǒng)計(jì)為依歸，田口方法是用來(lái)改善品質(zhì)的工程方法，在日本稱之為品質(zhì)工程（qualityengineering）。?田口方法自發(fā)明至今，已受到全世界（工業(yè)界與學(xué)術(shù)界）的肯定與尊崇。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第4頁(yè)/共91頁(yè)5基本概念：穩(wěn)健設(shè)計(jì)（robustdesign）是透過(guò)工程最佳化的方式來(lái)進(jìn)行品質(zhì)改善的方法，所謂「穩(wěn)健」是指所設(shè)計(jì)產(chǎn)品品質(zhì)受到周圍環(huán)境影響的敏感度為最小。田口方法（Taguchimethods），就是一種穩(wěn)健設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法。品管活動(dòng)可分為線上（on-line）品管與線外（off-line）品管兩類，田口對(duì)於線上和線外品管都有其獨(dú)特看法，但以後者最為有名因此品質(zhì)工程就是指線外品管而言。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第5頁(yè)/共91頁(yè)6基本概念：田口方法是要降低變異原因的影響，而不是去除變異的原因，來(lái)改善品質(zhì)；田口方法將各種變異極小化，使得產(chǎn)品對(duì)變異的來(lái)源最不敏感。Ex：m代表電視機(jī)彩色密度目標(biāo)值，而m±5是可容忍的製程偏差。日本廠的產(chǎn)品品質(zhì)特性呈一個(gè)近似常態(tài)分配，平均值在目標(biāo)值上。美國(guó)廠的產(chǎn)品品質(zhì)特性則呈一個(gè)近似在m±5內(nèi)之均勻分配。日本廠產(chǎn)品大部分集中在目標(biāo)值附近，亦即靠近m（變異較小，性能較佳）的產(chǎn)品，美國(guó)廠產(chǎn)品遠(yuǎn)離m（變異較大，性能較差），超出產(chǎn)品規(guī)格機(jī)會(huì)較大。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第6頁(yè)/共91頁(yè)7產(chǎn)品/制程之參數(shù)：對(duì)任一個(gè)產(chǎn)品或製程，我們可以繪出參數(shù)圖，如圖3所示，其中y表示所欲探討的品質(zhì)特性或回應(yīng)值（response）。影響y的參數(shù)可以分為信號(hào)因子（M）、控制因子（Z）和雜音因子（X）三類。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第7頁(yè)/共91頁(yè)8產(chǎn)品/制程之參數(shù)：信號(hào)因子（signalfactor）由設(shè)計(jì)工程師依據(jù)所開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的工程知識(shí)來(lái)選擇，以表達(dá)所想的回應(yīng)值。當(dāng)y的目標(biāo)值改變時(shí)，我們可調(diào)整信號(hào)因子，使y的平均值與目標(biāo)值一致。例如：1.電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速設(shè)定是一信號(hào)因子，藉由轉(zhuǎn)速的設(shè)定可改變風(fēng)量的大小。2.射出成型時(shí)，藉由壓力的增加，可使產(chǎn)品的尺寸更接近模具尺寸。3.汽車方向盤的轉(zhuǎn)向角度，可以指示汽車的迴轉(zhuǎn)半徑。?通常信號(hào)因子與回應(yīng)值間具有輸入與輸出的關(guān)係，譬如汽車駕駛時(shí)踩油門的大小會(huì)影響汽車速度的快慢。控制因子（controlfactor):係其水準(zhǔn)可由設(shè)計(jì)人員掌握且決定的。事實(shí)上，設(shè)計(jì)人員必須決定控制因子的水準(zhǔn)，使y的損失最小。例如：在一複晶矽沉積過(guò)程中，品質(zhì)特性為晶片表面缺陷數(shù)，而影響此一品質(zhì)特性的控制因子有沉積溫度、沉積壓力、氮流量和矽流量等。設(shè)計(jì)人員可指定需要的「設(shè)定值」，譬如沉積溫度為100℃或200℃（亦或300℃）。?通常認(rèn)為控制因子水準(zhǔn)改變時(shí)，並不會(huì)造成製造成本增加。雜音因子（noisefactor）：設(shè)計(jì)人員所無(wú)法控制的參數(shù)稱為雜音因子（noisefactor）。雜音因子的水準(zhǔn)會(huì)隨環(huán)境而變化，因此無(wú)法確知某特定情況下的雜音因子值。例如：路面的乾溼會(huì)影響汽車的煞車距離，但是，路面的乾溼是無(wú)法控制的，所以路面的乾溼是雜音因子。通常僅掌握雜音因子的一些特性，如平均值和變異數(shù)。雜音因子會(huì)影響回應(yīng)值y偏離目標(biāo)值而帶來(lái)?yè)p失。?凡是參數(shù)的水準(zhǔn)不容易控制或必須花費(fèi)高成本來(lái)控制的參數(shù)，皆可視為雜音因子。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第8頁(yè)/共91頁(yè)9田口品質(zhì)工程學(xué)：品質(zhì)工程主要討論的範(fàn)疇為線外品管活動(dòng)，即如何降低雜音因子對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)特性的干擾影響。?田口進(jìn)一步將線外品質(zhì)管制分成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)與允差設(shè)計(jì)等三個(gè)階段。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第9頁(yè)/共91頁(yè)10田口品質(zhì)工程學(xué)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)（systemdesign）：又稱為概念設(shè)計(jì)（conceptdesign）主要是檢視各種可能達(dá)成「想要的機(jī)能」的系統(tǒng)或技術(shù)，然後選擇一個(gè)最適當(dāng)?shù)摹＠纾哼x定系統(tǒng)所需之材料、零件，或選擇一個(gè)合適的電路圖或適當(dāng)?shù)难u造程序是這類活動(dòng)的例子。參數(shù)設(shè)計(jì)（parameterdesign）：決定系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)的水準(zhǔn)。在這階段中，主要是要最佳化「系統(tǒng)設(shè)計(jì)」，利用實(shí)驗(yàn)以確定控制因子水準(zhǔn)的組合，使系統(tǒng)對(duì)雜音因子的敏感度為最低，而提升系統(tǒng)的穩(wěn)健性。允差設(shè)計(jì)（tolerancedesign）：利用成本與品質(zhì)的平衡方法來(lái)考慮允差設(shè)計(jì)。允差設(shè)計(jì)階段主要是要調(diào)整公差範(fàn)圍以最佳化設(shè)計(jì)參數(shù)。當(dāng)產(chǎn)品的品質(zhì)未能滿足顧客要求，我們需增加製造成本以降低產(chǎn)品的變異，減少品質(zhì)損失。例如我們可以依照零件或材料的成本效益順序，選擇一些因子來(lái)調(diào)整公差，以降低變異提高品質(zhì)。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第10頁(yè)/共91頁(yè)11田口品質(zhì)工程學(xué)：參數(shù)設(shè)計(jì)是一套希望找出一組控制因子的處理組合，使得製程或產(chǎn)品對(duì)於外界的環(huán)境的敏感度為最低，即此產(chǎn)品的穩(wěn)定性最高、變異最小、損失最?。ǔ杀咀钚。?。在實(shí)際的產(chǎn)品中，為了要能保持平均值靠近目標(biāo)值，首先必須降低績(jī)效的變異。一旦影響變異的最佳控制因子決定之後，我們就可以集中精神於調(diào)整平均值至目標(biāo)值上，以滿足顧客對(duì)產(chǎn)品的期望，這個(gè)過(guò)程稱為兩階段最佳化過(guò)程。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡(jiǎn)介第11頁(yè)/共91頁(yè)12Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第12頁(yè)/共91頁(yè)13品質(zhì)損失：當(dāng)產(chǎn)品品質(zhì)不良時(shí)，將為生產(chǎn)者帶來(lái)?yè)p失。品質(zhì)是指產(chǎn)品出廠後所帶給社會(huì)的損失，但不包括機(jī)能本身所引起的損失。田口博士認(rèn)為，一產(chǎn)品的品質(zhì)為該產(chǎn)品因未能充分發(fā)揮其原有的機(jī)能而產(chǎn)生的損失，而因機(jī)能本身所發(fā)生的損失除外。品質(zhì)特性有以下三種類型：望小品質(zhì)函數(shù)：使目標(biāo)逼近于0，如週期時(shí)間，不良率，成本；望大品質(zhì)函數(shù)：使目標(biāo)持續(xù)提高,如參量、利潤(rùn)、強(qiáng)度;望目品質(zhì)函數(shù)。以小的變異取得目標(biāo)值,如產(chǎn)品尺寸，電源電壓，焊接溫度;非對(duì)稱型望目品質(zhì)函數(shù):同望目型Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第13頁(yè)/共91頁(yè)14品質(zhì)損失：望小品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第14頁(yè)/共91頁(yè)15品質(zhì)損失：望小品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第15頁(yè)/共91頁(yè)16品質(zhì)損失：望大品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第16頁(yè)/共91頁(yè)17品質(zhì)損失：望大品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第17頁(yè)/共91頁(yè)18品質(zhì)損失：望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第18頁(yè)/共91頁(yè)19品質(zhì)損失：望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第19頁(yè)/共91頁(yè)20品質(zhì)損失：望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第20頁(yè)/共91頁(yè)21品質(zhì)損失：非對(duì)稱型望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第21頁(yè)/共91頁(yè)22品質(zhì)損失：非對(duì)稱型望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第22頁(yè)/共91頁(yè)23Unit-3:直交表設(shè)計(jì)第23頁(yè)/共91頁(yè)24全因子試驗(yàn)與直交表：若在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到所有可能的因子水準(zhǔn)組合，此稱作全因子實(shí)驗(yàn)。在全因子設(shè)計(jì)中，當(dāng)因子數(shù)目增加時(shí)，實(shí)驗(yàn)次數(shù)會(huì)隨之增加；而部分因子設(shè)計(jì)則會(huì)增加實(shí)驗(yàn)方法的複雜性。田口方法利用直交表（OrthogonalArray；OA）來(lái)收集資料，能讓我們以較少的實(shí)驗(yàn)而獲得更可靠的因子效果估計(jì)量。利用直交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是穩(wěn)健設(shè)計(jì)的一個(gè)重要技巧。Unit-3:直交表設(shè)計(jì)第24頁(yè)/共91頁(yè)25直交試驗(yàn)表結(jié)構(gòu)：Unit-3:直交表設(shè)計(jì)該表為7因素，2水平，運(yùn)行8次的正交試驗(yàn)表，具有以下特點(diǎn)：1、有8個(gè)行，表示8種試驗(yàn)運(yùn)行的不同因素水平組合。2、有7個(gè)列，表示最多可允許有7個(gè)因素。3、表中心的“1”、“2”表示各因素的兩種水平。4、每個(gè)因素的每個(gè)水平各出現(xiàn)4次，出現(xiàn)機(jī)會(huì)完全均等。5、表中任意兩列間的組合數(shù)字各出現(xiàn)2次，其搭配是均衡的。第25頁(yè)/共91頁(yè)26直交試驗(yàn)表的性質(zhì)：1、整齊可比性：在同一張正交表上，每個(gè)因素的每個(gè)水平出現(xiàn)的次數(shù)是完全相同的。由于試驗(yàn)中各因素的各水平參與試驗(yàn)的頻率相同的，這保證了各水平在試驗(yàn)時(shí)最大程度排除了其它因素水平的干擾，有利于找到最好的試驗(yàn)條件。2、均衡分散性：在同一正交試驗(yàn)表中，任意兩列的水平配對(duì)是完全相同的，這使試驗(yàn)具有很強(qiáng)的代表性。很容易找出較好的試驗(yàn)條件，下圖表示了3因素2水平的均衡分散性。Unit-3:直交表設(shè)計(jì)第26頁(yè)/共91頁(yè)27直交試驗(yàn)表的性質(zhì)：正交試驗(yàn)只選其中的4個(gè)角代替全面試驗(yàn)的8個(gè)角，如下圖黑點(diǎn)所示。Unit-3:直交表設(shè)計(jì)PS:正方體的6個(gè)面上每個(gè)面都被選中2個(gè)角，12條邊上每條邊都有1個(gè)點(diǎn)，雖只選了8個(gè)角中的4個(gè)，但對(duì)AB、AC、BC任意2個(gè)因素而言均為全面試驗(yàn)。因此此4點(diǎn)有很強(qiáng)的代表性。假定所要找的最優(yōu)搭配不在正交試驗(yàn)的4個(gè)點(diǎn)中，如111，如會(huì)通過(guò)與該點(diǎn)相鄰的較優(yōu)搭配表現(xiàn)出來(lái)，而此三點(diǎn)都是試驗(yàn)中的點(diǎn)，（112，221，121），通過(guò)這3個(gè)點(diǎn)可很容易就找到最優(yōu)點(diǎn)。其具有較高效率；全因子田口直交PS:全因子試驗(yàn)，各點(diǎn)全部選擇，共需進(jìn)行8次試驗(yàn),效率較差。第27頁(yè)/共91頁(yè)28直交表的選擇：Unit-3:直交表設(shè)計(jì)第28頁(yè)/共91頁(yè)29交互作用Unit-3:直交表設(shè)計(jì)第29頁(yè)/共91頁(yè)30交互作用Unit-3:直交表設(shè)計(jì)第30頁(yè)/共91頁(yè)31點(diǎn)線圖Unit-3:直交表設(shè)計(jì)第31頁(yè)/共91頁(yè)32Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第32頁(yè)/共91頁(yè)33參數(shù)設(shè)計(jì)主要目的是要決定產(chǎn)品或製程的參數(shù)設(shè)定值，使對(duì)雜音變數(shù)的敏感性最小。田口認(rèn)為不同參數(shù)水準(zhǔn)組合，產(chǎn)品的品質(zhì)特性平均值與變異數(shù)均不同。藉由參數(shù)設(shè)計(jì)，可找出一組最佳參數(shù)水準(zhǔn)組合，使平均值與目標(biāo)值一致，且變異最小。田口方法利用直交表來(lái)收集資料，能讓我們以較少的實(shí)驗(yàn)而獲得更可靠的因子效果估計(jì)量。利用直交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)是穩(wěn)健設(shè)計(jì)的一個(gè)重要技巧。?參數(shù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是由外側(cè)直交表和內(nèi)側(cè)直交表所構(gòu)成，透過(guò)直交表來(lái)配置各因子的水準(zhǔn)組合，以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第33頁(yè)/共91頁(yè)34L8直交表示例:Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第34頁(yè)/共91頁(yè)35訊號(hào)雜音比(S/N):設(shè)產(chǎn)品質(zhì)量特性Y在多個(gè)輸入變量的作用下為隨機(jī)變量。其數(shù)學(xué)期望為μ，方差為σ2，我們希望μ越接近目標(biāo)越好，σ2越小越好。 變異系數(shù)Y=σ/μ， 它表示實(shí)際值偏離目標(biāo)值的程度，用η’=μ2/σ2來(lái)表示產(chǎn)品質(zhì)量特性的穩(wěn)定性，η’越大，則產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)越小，如將μ2值看作信號(hào)，把σ2值看作噪聲因素，η’稱為信噪比，實(shí)際使用時(shí)會(huì)將η’轉(zhuǎn)化為分貝值（dβ）。即 η=10lgη’=S/N 取對(duì)數(shù)后的η值比較接近正態(tài)分布，便于分析Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第35頁(yè)/共91頁(yè)36田口靜態(tài)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的差異:靜態(tài)設(shè)計(jì)是是通過(guò)試驗(yàn)和分析找出信噪比最高的因素水平設(shè)置以使輸出變量變差最小，即對(duì)噪聲因素不敏感，靜態(tài)設(shè)計(jì)的指標(biāo)（輸出變量）目標(biāo)的值一般為固定值,即品質(zhì)特性為固定目標(biāo);動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是指品質(zhì)特性為可變的目標(biāo)值,它受信號(hào)因子的影響;動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是通過(guò)增加信號(hào)因素來(lái)優(yōu)化輸出變量與信號(hào)因素間的關(guān)系從而使輸出變量對(duì)噪聲因素不敏感，但對(duì)輸入信號(hào)達(dá)到最大的敏感度兩者設(shè)計(jì)的差異在於是否有信號(hào)因子存在,亦即研究對(duì)象的設(shè)計(jì)目標(biāo)不只一個(gè)，如在汽車剎車設(shè)計(jì)中，品質(zhì)特性為制動(dòng)力,但剎車易受環(huán)境溫度的影響，例如高溫(55度)、常溫(25度)、低溫(-5度).研究者在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段必須考慮環(huán)境溫度的影響而設(shè)為信號(hào)影子.Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第36頁(yè)/共91頁(yè)37參數(shù)設(shè)計(jì)程序：步驟1.了解問(wèn)題：(1)定義系統(tǒng)目標(biāo)／範(fàn)圍：包含定義系統(tǒng)的目標(biāo)、系統(tǒng)或子系統(tǒng)（subsystem）的範(fàn)圍、選擇專案負(fù)責(zé)人及其成員、發(fā)展專案運(yùn)作策略。(2)選擇回應(yīng)值：此步驟主要是確認(rèn)主要功能、副作用和失效型態(tài)，建立想要達(dá)成的結(jié)果，選擇回應(yīng)值或理想機(jī)能（理想機(jī)能為信號(hào)因子與品質(zhì)特性的理想關(guān)係式）及決定量測(cè)的方式。步驟2.選擇因子和水準(zhǔn)(1)發(fā)展信號(hào)因子和雜音策略：決定信號(hào)因子的範(fàn)圍、重要的雜音因子及其水準(zhǔn)、發(fā)展雜音策略。(2)辨認(rèn)控制因子及其水準(zhǔn)：辨認(rèn)所有的控制因子、選擇重要的控制因子及其水準(zhǔn)。步驟3.選擇適用之直交表選定適用之直交表並指派控制因子至直交表中。步驟4.準(zhǔn)備及執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)：準(zhǔn)備／規(guī)劃實(shí)驗(yàn)，並執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，收集數(shù)據(jù)。步驟5.根據(jù)品質(zhì)特性計(jì)算直交表中每一次實(shí)驗(yàn)的SN比與y。步驟6.完成並解釋各因子對(duì)於SN比與y的效果圖，執(zhí)行二階段最佳化程序。步驟7.決定控制因子的最佳水準(zhǔn)組合，並預(yù)估其SN比和y。步驟8.執(zhí)行確認(rèn)實(shí)驗(yàn)：田口建議要進(jìn)行確認(rèn)實(shí)驗(yàn)，如果確認(rèn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)估的結(jié)果不吻合（或不滿意），那麼表示實(shí)驗(yàn)的過(guò)程失敗，必須重新規(guī)劃實(shí)驗(yàn)。步驟9.結(jié)論與建議：當(dāng)確認(rèn)實(shí)驗(yàn)成功，將控制因子的最佳水準(zhǔn)組合納入系統(tǒng)中執(zhí)行。Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第37頁(yè)/共91頁(yè)38參數(shù)設(shè)計(jì)流程：Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第38頁(yè)/共91頁(yè)39常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-1：無(wú)交互作用&望大型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第39頁(yè)/共91頁(yè)40常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-1：無(wú)交互作用&望大型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第40頁(yè)/共91頁(yè)41常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-1：無(wú)交互作用&望大型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第41頁(yè)/共91頁(yè)42常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-2：無(wú)交互作用&望小型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第42頁(yè)/共91頁(yè)43常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-2：無(wú)交互作用&望小型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第43頁(yè)/共91頁(yè)44常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-3：有交互作用Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第44頁(yè)/共91頁(yè)45常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-3：有交互作用Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第45頁(yè)/共91頁(yè)46常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-3:有交互作用Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第46頁(yè)/共91頁(yè)47常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-3:有交互作用Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第47頁(yè)/共91頁(yè)48常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-4:多指標(biāo)分析（綜合平衡法）為提高某產(chǎn)品質(zhì)量，要對(duì)生產(chǎn)該產(chǎn)品的原料進(jìn)行配方試驗(yàn)。要檢驗(yàn)3項(xiàng)指標(biāo)：抗壓強(qiáng)度、落下強(qiáng)度和裂紋度，前2個(gè)指標(biāo)越大越好，第3個(gè)指標(biāo)越小越好。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，配方中有3個(gè)重要因素：水分、粒度和堿度。它們各有3個(gè)水平。試進(jìn)行試驗(yàn)分析，找出最好的配方方案。試驗(yàn)直交表Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第48頁(yè)/共91頁(yè)49常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-4:多指標(biāo)分析（綜合平衡法）分析方法Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)分析：1)粒度B對(duì)抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度來(lái)講，極差都是最大的，說(shuō)明它是影響最大的因素，而且以取8為最好；對(duì)裂紋度來(lái)講，粒度的極差不是最大，不是影響最大的因素，而且也以取8為最好；2)堿度C對(duì)三個(gè)指標(biāo)的極差都不是最大的，是次要的因素。對(duì)抗壓強(qiáng)度和裂紋度來(lái)講，堿度取1.1最好；對(duì)落下強(qiáng)度，取1.3最好，但取1.1也不是太差，綜合考慮堿度取1.1；3)水分A對(duì)裂紋度來(lái)講是最大的因素，以取9為最好；但對(duì)抗壓強(qiáng)度和落下強(qiáng)度來(lái)講，水分的極差都是最小的，是影響最小的因素。綜合考慮水分取9；最后較好的試驗(yàn)方案是B3C1A2第49頁(yè)/共91頁(yè)50常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-5:混合水平正交設(shè)計(jì)（利用混合直交表)某農(nóng)科站進(jìn)行品種試驗(yàn)，共有4個(gè)因素：A(品種)、B(氮肥量)、C(氮、磷、鉀比例)、D(規(guī)格)。因素A是4水平的，另外3個(gè)因素是2水平的。試驗(yàn)指標(biāo)是產(chǎn)量，數(shù)值越大越好。試驗(yàn)直交表Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第50頁(yè)/共91頁(yè)51常見(jiàn)試驗(yàn)類型說(shuō)明-6:混合水平正交設(shè)計(jì)（擬水平法)某試驗(yàn)指標(biāo)只有一個(gè)，它的數(shù)值越小越好，這個(gè)試驗(yàn)有4個(gè)因素，其中因素C是2水平的，其余3個(gè)因素都是3水平:從第1、第2兩個(gè)水平中選一個(gè)水平讓它重復(fù)一次作為第3水平，這就叫虛擬水平。一般應(yīng)根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，選取一個(gè)較好的水平。試驗(yàn)直交表Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第51頁(yè)/共91頁(yè)52兩階段最優(yōu)化設(shè)計(jì)由於望大與望小的品質(zhì)特性的目標(biāo)值分別為∞和0，所以對(duì)此特性問(wèn)題通常不使用兩階段最佳化程序。望目品質(zhì)特性具有一目標(biāo)值，因此除了可以利用SN比來(lái)最小化變異外，也可以利用調(diào)整因子將平均值調(diào)至目標(biāo)值，此稱作兩階段最佳化程序。階段I：選擇最適條件最大化SN比，以降低變異。階段II:確認(rèn)試驗(yàn)調(diào)整平均值至目標(biāo)值上選擇最適條件時(shí)的因子水準(zhǔn)選擇1.對(duì)SN比和平均值都有影響的因子，選擇最大化SN比的水準(zhǔn)。2.只對(duì)平均值有影響的因子，稱為調(diào)整因子。3.只對(duì)SN比有影響的因子，選最大化SN比的水準(zhǔn)。4.對(duì)SN比和平均值都沒(méi)有影響的因子，可以由其他面考慮水準(zhǔn)的選擇，例如：操作容易、成本因素穩(wěn)定試驗(yàn)：針對(duì)現(xiàn)行條件及最適條件分別進(jìn)行推估及實(shí)際作實(shí)驗(yàn)。計(jì)算個(gè)別之增益值（效益），並據(jù)以判定實(shí)驗(yàn)成功否？一般差距在+/-20%以內(nèi)代表正常Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第52頁(yè)/共91頁(yè)53選擇最適條件某一產(chǎn)品的規(guī)格為150±15inch（望目品質(zhì)特性），影響規(guī)格的因子有A、B、C、D、E五個(gè)因子，每個(gè)因子各設(shè)兩個(gè)水準(zhǔn)，選用一L8直交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)配置，給個(gè)因子的水準(zhǔn)組合各收集四筆實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，決定其最佳參數(shù)。Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第53頁(yè)/共91頁(yè)54選擇最適條件Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第54頁(yè)/共91頁(yè)55確認(rèn)試驗(yàn)Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第55頁(yè)/共91頁(yè)56確認(rèn)試驗(yàn)Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第56頁(yè)/共91頁(yè)57確認(rèn)試驗(yàn)Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第57頁(yè)/共91頁(yè)58確認(rèn)試驗(yàn)Unit-4:參數(shù)設(shè)計(jì)第58頁(yè)/共91頁(yè)59Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)

---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第59頁(yè)/共91頁(yè)60Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作試驗(yàn)說(shuō)明：製造高爾夫球及設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)其有效的增加最大飛行距離,4個(gè)控制因子,2水準(zhǔn)因子水準(zhǔn):干擾因子:twotypeofgolfclubs

(driveranda5-iron)Step1:因子數(shù)及水準(zhǔn)數(shù)之決定開(kāi)啟功能選單Stat>DOE>Taguchi>CreateTaguchiDesign勾選2水準(zhǔn)設(shè)計(jì)及因子數(shù)因子水準(zhǔn)1Corematerialliquidtungsten2Corediameter1181563Numberofdimples3924224Coverthickness0.030.06第60頁(yè)/共91頁(yè)61Step2:實(shí)驗(yàn)次數(shù)選定點(diǎn)選

按鈕(直交表類型)決定L8直交表(4因子2水準(zhǔn)作8次實(shí)驗(yàn))Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第61頁(yè)/共91頁(yè)62Step3:因子及水準(zhǔn)Data輸入點(diǎn)選

按鈕依照各因子名稱及水準(zhǔn)Data輸入視窗表中Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第62頁(yè)/共91頁(yè)63Step4:因子間交互作用選定在TaguchiDesign-Factors對(duì)話框中,點(diǎn)選

按鈕選擇已知交互作用由AvailableTerms欄位>SelectedTerms欄位Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第63頁(yè)/共91頁(yè)64Step5:田口直交表及實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入將直交表中C5及C6欄位分別輸入干擾因子Driver及Iron名稱,實(shí)驗(yàn)結(jié)果Key-in至表中Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第64頁(yè)/共91頁(yè)65Step6:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(選項(xiàng)設(shè)定)在功能表選擇Stat>DOE>Taguchi>AnalyzeTaguchiDesign將C5(Driver)及C6(Iron)移至Responsedataarein欄位中Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第65頁(yè)/共91頁(yè)66Step6:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(選項(xiàng)設(shè)定)點(diǎn)選

按鈕在Fitlinearmodelfor選項(xiàng)中勾選SignaltoNoiseratios及Means在AnalyzeTaguchiDesign對(duì)話框中,選擇

按鈕因此範(fàn)例為望大特性,故在SignaltoNoiseRatio選項(xiàng)中勾選LargerisbetterUnit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第66頁(yè)/共91頁(yè)67Step6:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(選項(xiàng)設(shè)定)在AnalyzeTaguchiDesign對(duì)話框中,選擇

按鈕勾選Fourinone設(shè)定完成後在AnalyzeTaguchiDesign對(duì)話框中,按Ok按鈕利用繪圖及視窗分析表作S/N比及最佳組合比較Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第67頁(yè)/共91頁(yè)68Step7:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析---S/N值之視窗分析表及繪圖1.CoreMaterial,Diameter,Dimples及Thickness的P值均小於0.05，因此均為顯著因子;2.Material*Diameter的P值<0.05及從其交互效應(yīng)圖可知，可交互效應(yīng)不明顯;3.R-Sq值大於70%,且與R-Sq(adj)值相接近,故模型可信賴；4.在S/N比主效應(yīng)圖中，每個(gè)因子水準(zhǔn)S/N比較，設(shè)定最佳組合為

Factor

Level

CoreMaterial

Liquid

Diameter

118

Dimples

392

Thickness

0.06Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第68頁(yè)/共91頁(yè)69Step8:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析---Mean值之視窗分析表及繪圖1.CoreMaterial,Diameter的P值均小於0.05，因此均為顯著因子;2.Material*Diameter的P值<0.05及從其交互效應(yīng)圖可知，可交互效應(yīng)不明顯;2.R-Sq值大於70%,且與R-Sq(adj)值相接近,故模型可信賴,且2.在Mean主效應(yīng)圖中,每個(gè)因子水準(zhǔn)Mean比較,設(shè)定最佳組合為

Factor

Level

CoreMaterial

Liquid

Diameter

118

Dimples

392

Thickness

0.06Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第69頁(yè)/共91頁(yè)70Step9:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析---S/N比及Mean值之殘差分析Mean值殘差圖分析:1.常態(tài)圖：數(shù)值點(diǎn)分佈不似直線，故判為非正態(tài)分佈;2.直方圖：直方圖為非鐘形，故需確認(rèn)數(shù)據(jù)收集方式及制程穩(wěn)定性;3.殘差擬合圖:數(shù)據(jù)分步隨機(jī)，無(wú)異常點(diǎn)：3.殘差順序圖:數(shù)據(jù)分步隨機(jī),無(wú)異常點(diǎn);

SN比殘差圖分析:1.常態(tài)圖：數(shù)值點(diǎn)分佈似直線，故判為正態(tài)分佈;2.直方圖：直方圖為鐘形，故制程穩(wěn)定性;3.殘差擬合圖:數(shù)據(jù)分步隨機(jī)，無(wú)異常點(diǎn)：3.殘差順序圖:數(shù)據(jù)分步隨機(jī),無(wú)異常點(diǎn);Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第70頁(yè)/共91頁(yè)71Step10:最佳組合解析結(jié)論:1.SN：---S/N比以Diameter最大,為極顯著因子,其水準(zhǔn)1又較水準(zhǔn)2之效果好---Thickness與Material/

Diameter有極大關(guān)係(成反比)2.Mean：---Mean值以Diameter最大,為極顯著因子3.最佳組合:

FactorLevelCoreMaterial

LiquidDiameter

118Dimples

392Thickness

0.06

綜合以上分析結(jié)果得知最佳組合為(代號(hào)表示):A1B1C1D2Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第71頁(yè)/共91頁(yè)72Step11:預(yù)測(cè)結(jié)果目的在於利用Minitab—PredictTaguchiResults指令來(lái)預(yù)測(cè)S/N比與相對(duì)選定因子設(shè)定的反應(yīng)特性在功能表選擇Stat>DOE>Taguchi>PredictTaguchiResults取消Standarddeviation及Naturallogofstandarddeviation勾選點(diǎn)選Terms按鈕,確認(rèn)因子(A,B,C,D)及交互作用(A*B)皆在SelectedTerms欄位中Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第72頁(yè)/共91頁(yè)73Step11:預(yù)測(cè)結(jié)果在PredictTaguchiResults對(duì)話框中點(diǎn)選Levels按鈕在Methodofspecifyingnewfactorlevels下選擇Selectlevelsfromalist,並將因子最佳水準(zhǔn)組合輸入表中選擇的最佳因子組合預(yù)測(cè)S/N比為53.68及Mean值(球的平均飛行距離)約為276碼,接下來(lái),以此組合再作一次實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證與預(yù)測(cè)結(jié)果之正確性預(yù)測(cè)結(jié)果:1.SN的最大值為53.68442.Mean：Mean值(球的平均飛行距離)約為276碼3.此時(shí)各因素的設(shè)置水平為

FactorLevelCoreMaterial

LiquidDiameter

118Dimples

392Thickness

0.06Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第73頁(yè)/共91頁(yè)74Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---靜態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作Step12:試驗(yàn)結(jié)論:B因素---Diameter對(duì)S/N的影響最大;各因素的交互作用不明顯;對(duì)S/N影響最大的各因素組合:

Factor

Level

CoreMaterial

Liquid

Diameter

118

Dimples

392

Thickness

0.06用對(duì)S/N影響最大的各因素組合得到的預(yù)測(cè)值為:信噪比SN為53.6844最大預(yù)測(cè)輸出變數(shù)為:276.262輸出變量標(biāo)準(zhǔn)偏差為8.75第74頁(yè)/共91頁(yè)75Unit-6:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)

---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第75頁(yè)/共91頁(yè)76Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作試驗(yàn)說(shuō)明：若要試著增加量測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)健性,量測(cè)系統(tǒng)屬於動(dòng)態(tài)的,因輸入信號(hào)的改變會(huì)影響輸出的結(jié)果,如果被測(cè)量的值(信號(hào)因子)與量測(cè)的反應(yīng)結(jié)果(系統(tǒng)輸出)之間是1:1關(guān)係,這個(gè)量測(cè)系統(tǒng)即是完美的控制因子*3個(gè),2水準(zhǔn)信號(hào)因子:1.25 25250干擾因子*2Step1:因子數(shù)及水準(zhǔn)數(shù)之決定開(kāi)啟功能選單Stat>DOE>Taguchi>CreateTaguchiDesign勾選2水準(zhǔn)設(shè)計(jì)及因子數(shù)因子水準(zhǔn)1Sensor122OutputDevice123Relay12第76頁(yè)/共91頁(yè)77Step2:實(shí)驗(yàn)次數(shù)選定點(diǎn)選

按鈕(直交表類型)決定L8直交表，並勾選添加動(dòng)態(tài)特性信號(hào)因子選項(xiàng)

Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第77頁(yè)/共91頁(yè)78Step3:因子及水準(zhǔn)Data輸入點(diǎn)選

按鈕依照各因子名稱及水準(zhǔn)Data輸入視窗表中Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第78頁(yè)/共91頁(yè)79Step4:田口直交表及實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入將直交表中C5及C6欄位分別輸入干擾因子Noise1及Noise2名稱,實(shí)驗(yàn)結(jié)果Key-in至表中Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第79頁(yè)/共91頁(yè)80Step5:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(選項(xiàng)設(shè)定)在功能表選擇Stat>DOE>Taguchi>AnalyzeTaguchiDesign將C5(Noise1)及C6(Noise2)移至Responsedataarein欄位中Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第80頁(yè)/共91頁(yè)81Step5:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(選項(xiàng)設(shè)定)點(diǎn)選

按鈕勾選Standarddeviations及Displayscatterplotswithfittedlines選項(xiàng)點(diǎn)選

按鈕在Displayresponsetablesfor及Fitlinearmodelfor選項(xiàng)中勾選StandarddeviationsUnit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第81頁(yè)/共91頁(yè)82Step6:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析---S/N值之視窗分析表及圖形分析PS:1.數(shù)據(jù)輸出分析V.SMainEffectPlot---Sensor的P值小於0.05，因此為顯著因子;---R-Sq值大於70%,且與R-Sq(adj)值相接近,故模型可信賴；

---S/N比以Sensor最大,為極顯著因子,其水準(zhǔn)1又較水準(zhǔn)2之效果好2.ResidualPlot:---數(shù)據(jù)分步呈正態(tài)，制程穩(wěn)定;---殘差點(diǎn)分步隨機(jī)，無(wú)異常點(diǎn)出現(xiàn).Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第82頁(yè)/共91頁(yè)83Step7:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析---Slope值之視窗分析表及圖形分析PS:1.數(shù)據(jù)輸出分析V.SMainEffectPlot---所有因子的P值均大於0.05，但Sensor接近于0.05;---Slope比以Sensor對(duì)其影響為最大,2.ResidualPlot:---數(shù)據(jù)分步呈正態(tài)，制程穩(wěn)定;---殘差點(diǎn)分步隨機(jī)，無(wú)異常點(diǎn)出現(xiàn).Unit-5:田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)---動(dòng)態(tài)型設(shè)計(jì)及Minitab操作第83頁(yè)/共91頁(yè)84Step8:實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析---StDevs值之視窗分析表及圖形分析PS:1.數(shù)據(jù)輸出分析V.SMainEffectPlot---Sensor的P值小於0.05，因此為顯著因子;---R-Sq值大於70%,且與R-Sq(adj)值相接近,故模型可信賴；

---標(biāo)準(zhǔn)差以Sensor對(duì)其影響最大2.ResidualPlot: