DOE詳細(xì)講解-課件

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）DesignofExperiment為什么要進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)？==>讓我們先看一個(gè)例子DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/261實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）DesignofExperiment=這里有27個(gè)球，其中有且只有一個(gè)球質(zhì)量為9克,其它26個(gè)都為10克。給你一架天平，請(qǐng)找出重為9克的那個(gè)球。請(qǐng)問(wèn)，你至少要稱幾次？DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/262這里有27個(gè)球，其中有且只有一個(gè)球質(zhì)量為9克,其它26個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義:應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本知識(shí)，討論如何合理地安排試驗(yàn)、取得數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行綜合科學(xué)分析，從而盡快獲得最優(yōu)組合方案。在工程學(xué)領(lǐng)域是改進(jìn)制造過(guò)程性能的非常重要的手段。在開(kāi)發(fā)新工序中亦有著廣泛的應(yīng)用。在工序開(kāi)發(fā)的早期應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法能得出以下成果：1.提高產(chǎn)量；2.減少變異性，與額定值或目標(biāo)值更為一致；3.減少開(kāi)發(fā)時(shí)間；4.減少總成本；DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/263實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的意義:DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/26

DOE實(shí)驗(yàn)計(jì)劃：在進(jìn)行DOE實(shí)驗(yàn)之前，要充分考慮Y=f（x1、x2……xn)因變量Y和自變量x的關(guān)系。確定實(shí)驗(yàn)因子的人數(shù)，據(jù)此可確定實(shí)驗(yàn)因子表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一般實(shí)驗(yàn)計(jì)劃包括如下內(nèi)容。確定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阂幸粋€(gè)明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，以此才能達(dá)到需要的目標(biāo)。確定實(shí)驗(yàn)因子：要分析影響因變量變化的因子個(gè)數(shù)，進(jìn)行全因子的DOE實(shí)驗(yàn)。確定實(shí)驗(yàn)因子水平：不同的實(shí)驗(yàn)因子水平會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。選定DOE實(shí)驗(yàn)表格：根據(jù)因子數(shù)和因子水平確定DOE實(shí)驗(yàn)表格。安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間：根據(jù)DOE進(jìn)行次數(shù)確定實(shí)驗(yàn)時(shí)間?？紤]過(guò)程的連續(xù)性，盡量安排在同一階段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)為好。DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/264DOE實(shí)驗(yàn)計(jì)劃：DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，確定實(shí)驗(yàn)因子的重要性及各因子對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響程度。重復(fù)性實(shí)驗(yàn)：將重要因子或影響實(shí)驗(yàn)的主要因素進(jìn)行評(píng)估，重新進(jìn)行DOE實(shí)驗(yàn)，以確定其實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。作出結(jié)論：對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后作出結(jié)論。DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/265分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，確定實(shí)驗(yàn)因子的重要性及名詞介紹1、試驗(yàn)因素

試驗(yàn)因素指當(dāng)試驗(yàn)條件變化，試驗(yàn)考核指標(biāo)也發(fā)生變化時(shí)，影響考核指標(biāo)取值的量稱為試驗(yàn)因素（因子），一般記為A，B，C等。試驗(yàn)因素可以理解為試驗(yàn)過(guò)程中的自變量，如：化學(xué)試驗(yàn)中的溫度、壓力、時(shí)間、催化劑用量；機(jī)械加工中的切削速度、吃刀量、刀具的幾何參數(shù)等。從廣義上講，試驗(yàn)因素可理解為若干變量間的某種確定關(guān)系，如原料的配方比例、供貨單位、工藝流程等也都可以看作為一種廣義因素。DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/266名詞介紹1、試驗(yàn)因素DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/

2、因素的位級(jí)試驗(yàn)因素的位級(jí)（水平）是指試驗(yàn)因素所處的狀態(tài)。一般試驗(yàn)方案是由若干個(gè)試驗(yàn)因素所組成的若干組合，因素的幾種狀態(tài)，就稱為有幾個(gè)位級(jí)（水平）。例如，在化學(xué)試驗(yàn)中，溫度、時(shí)間、壓力這些因素允許在一定范圍內(nèi)變化，但在一個(gè)試驗(yàn)方案中，溫度、時(shí)間、壓力等因素總是固定在幾個(gè)狀態(tài)中變化。例如：溫度可以是100℃，120℃，150℃等；時(shí)間可以是1h，1.5h，2h等；壓力可以是1MPa，1.5MPa，2MPa等。這稱為試驗(yàn)中因素的三個(gè)位級(jí)（水平）。DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2672、因素的位級(jí)DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/263、考核指標(biāo)考核指標(biāo)是在試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康亩x定的用來(lái)衡量試驗(yàn)效果的量值（指標(biāo)）?？己酥笜?biāo)可以是定量的，也可以是定性的。定量指標(biāo)如硬度、強(qiáng)度、壽命、成本、幾何尺寸、各種特性等。定量指標(biāo)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期要求，又可分為望目值、望小值、望大值三種類型。定性指標(biāo)不是按數(shù)而是按質(zhì)區(qū)分，如質(zhì)量的好與壞，天氣的晴與陰，指標(biāo)可以用加權(quán)的方法量化為不同等級(jí)。考核指標(biāo)可以是一個(gè)，也可以是多個(gè)。前者稱為單指標(biāo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，后者稱為多指標(biāo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。在多指標(biāo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，一般根據(jù)指標(biāo)的重要程度予以加權(quán)，確定為一個(gè)綜合性考核指標(biāo)，以便進(jìn)行計(jì)算。DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2683、考核指標(biāo)DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/26

4、完全因素位級(jí)組合完全因素位級(jí)組合指參與試驗(yàn)的全部因素與全部位級(jí)相互之間的全部組合次數(shù)，即全部的試驗(yàn)次數(shù)。A1B1B2C1C2C1C2A2B1B2C2C1C2C1圖1—1三因素兩位組的完全因素位級(jí)組合DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2694、完全因素位級(jí)組合A1B1B2C1C2C1C2A2B1B

若試驗(yàn)中共有i個(gè)因素，每個(gè)因素各有j個(gè)位級(jí)，則其完全因素位級(jí)組合數(shù)（全部試驗(yàn)的次數(shù)）應(yīng)有N=ji次。如，對(duì)于一個(gè)具有3個(gè)因素（A，B，C），每個(gè)因素各有兩個(gè)位級(jí)（A1，A2，B1，B2，C1，C2），其完全因素位級(jí)組合數(shù)為N=23=8次，其實(shí)際組合情況如圖5—1所示。隨著因素位級(jí)數(shù)的增加，完全因素位級(jí)組合數(shù)也隨之增加：34=8127=12845=1024215=33768231=2146983648……

理論上認(rèn)為只有經(jīng)過(guò)全部試驗(yàn)（完全因素位級(jí)組合）后才能準(zhǔn)確找出最佳的因素位級(jí)組合（最佳的試驗(yàn)方案）。但是，當(dāng)因素位級(jí)數(shù)比較多時(shí)，實(shí)現(xiàn)完全因素位級(jí)組合又是不可能的。DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2610若試驗(yàn)中共有i個(gè)因素，每個(gè)因素各有j個(gè)位級(jí)，則其完實(shí)驗(yàn)案例DOE詳細(xì)講解

改進(jìn)熱處理工藝提高鋼板斷裂強(qiáng)度問(wèn)題。合金鋼板經(jīng)熱處理后將提高其抗斷裂性能，但工藝參數(shù)的選擇是個(gè)復(fù)雜問(wèn)題。影響斷裂強(qiáng)度有4個(gè)因子，確認(rèn)哪些因子影響確實(shí)是顯著地，進(jìn)而確定出最佳的工藝條件，這幾個(gè)因子及實(shí)驗(yàn)水平如下：A：加熱溫度，低水平：820，高水平：860（攝氏度）B:加熱時(shí)間，低水平：2，高水平：3（分鐘）C：轉(zhuǎn)換時(shí)間，低水平：1.4，高水平：1.6（分鐘）D：保溫時(shí)間，低水平：50，高水平：60（分鐘）

DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2611實(shí)驗(yàn)案例DOE詳細(xì)講解改進(jìn)熱處理工藝提高鋼板斷裂強(qiáng)設(shè)計(jì)模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2612設(shè)計(jì)模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2612設(shè)計(jì)模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2613設(shè)計(jì)模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2613設(shè)計(jì)模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2614設(shè)計(jì)模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2614設(shè)計(jì)模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2615設(shè)計(jì)模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2615輸入結(jié)果DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2616輸入結(jié)果DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2616擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2617擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2617擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2618擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2618擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2619擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2619擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2620擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2620P＜0.001特別顯著P＜0.05顯著P＞0.05不顯著擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2621P＜0.001特別顯著擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2622擬合選定模型DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2622各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2623各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/26各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2624各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/26各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2625各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/26各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2626各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/26各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2627各效應(yīng)顯著性分析DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/26模型診斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2628模型診斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2628模型診斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2629模型診斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2629模型診斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2630模型診斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2630主互效應(yīng)顯著性判斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2631主互效應(yīng)顯著性判斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2主互效應(yīng)顯著性判斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2632主互效應(yīng)顯著性判斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2主互效應(yīng)顯著性判斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2633主互效應(yīng)顯著性判斷DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2等值線和曲面圖DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2634等值線和曲面圖DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/263實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2635實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2635實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2636實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2636實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2637實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2637實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2638實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2638結(jié)果驗(yàn)證DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2639結(jié)果驗(yàn)證DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2639實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講解ppt課件2021/3/2640實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化DOE詳細(xì)講