DOE培训教材经典版.ppt
- 文档编号:2650725
- 上传时间:2022-11-05
- 格式:PPT
- 页数:231
- 大小:3.70MB
DOE培训教材经典版.ppt
《DOE培训教材经典版.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《DOE培训教材经典版.ppt(231页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
实实验验设设计计DOEDOE高级培训高级培训DesignofExperimentsDOEDOE现代工程师的统计工程技术!
现代工程师的统计工程技术!
著名著名DOE专家乔治专家乔治博克斯说:
博克斯说:
“如果能使我们的工程师开始学习运行一个简如果能使我们的工程师开始学习运行一个简单的实验,将会极大地刺激他们的胃口。
哪怕单的实验,将会极大地刺激他们的胃口。
哪怕这是他们唯一掌握的数据驱动的方法,也将极这是他们唯一掌握的数据驱动的方法,也将极大提升实验的效率、创新的速率以及整个国家大提升实验的效率、创新的速率以及整个国家的竞争力。
的竞争力。
”怎样学习本课程怎样学习本课程uDOE是一门复杂的高级统计技术,了解基本的统计知是一门复杂的高级统计技术,了解基本的统计知识是必要的;识是必要的;u课程提供了详实清晰的实现课程提供了详实清晰的实现DOE的路线图和说明,你的路线图和说明,你必须了解其中的要求和准则;必须了解其中的要求和准则;u以探究和互动的方式来推动学习,提倡多提问,但不以探究和互动的方式来推动学习,提倡多提问,但不要质疑统计学以及应用准则,你可以问要质疑统计学以及应用准则,你可以问“为什么为什么”?
u带着问题学习,最好能事先准备工厂数据到课堂来讨带着问题学习,最好能事先准备工厂数据到课堂来讨论;论;u携带电脑,安装携带电脑,安装MINITAB以帮助学员进行以帮助学员进行DOE计计算与建立分析模型,并加深理解统计学原理,解决实算与建立分析模型,并加深理解统计学原理,解决实际问题。
际问题。
第一单元第一单元实验设计原理实验设计原理第二单元第二单元实验设计与实验设计与MinitabMinitab第三单元第三单元全因子试验设计全因子试验设计第四单元第四单元部分因子试验设计部分因子试验设计第五单元第五单元响应曲面试验设计响应曲面试验设计第六单元第六单元筛选试验设计筛选试验设计第七单元第七单元DOEDOE归纳与提升归纳与提升课程设置课程设置第一单元第一单元实验设计基本原理实验设计基本原理引言:
品质工程面临的问题引言:
品质工程面临的问题p在品质工程中经常会遇到如下问题:
在品质工程中经常会遇到如下问题:
l制程中复杂的自变量制程中复杂的自变量X与输出响应与输出响应Y是怎样地发生作用是怎样地发生作用的?
哪些的?
哪些X对对Y影响大?
哪些对影响大?
哪些对Y影响小?
影响小?
l制程参数应如何设定才能获得最理想的过程输出制程参数应如何设定才能获得最理想的过程输出/Y的的最佳值?
最佳值?
l长期的品质问题得不到解决,同类质量问题反复发生,长期的品质问题得不到解决,同类质量问题反复发生,原因到底是什么?
有什么可行的方法能够解决企业质原因到底是什么?
有什么可行的方法能够解决企业质量问题的量问题的“顽疾顽疾”?
n答案是肯定的答案是肯定的那就是那就是什么是什么是DOEl实验设计实验设计(DesignofExperimentsDOE),在在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色,它是改进产品质量,产品设计开发和工色,它是改进产品质量,产品设计开发和工艺流程改善的重要工具。
艺流程改善的重要工具。
l实验设计由于其强大有效的功能,已广泛运实验设计由于其强大有效的功能,已广泛运用于冶金、制造、化工、电子、医药、食品用于冶金、制造、化工、电子、医药、食品等行业,直至航天业。
等行业,直至航天业。
实验设计定义实验设计定义n实验设计实验设计(DesignofExperimentsDOE)l实验设计是一种安排实验和分析实验数据的数实验设计是一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法。
理统计方法。
l计划安排一批试验,并按照计划在设定的条件计划安排一批试验,并按照计划在设定的条件下进行这些试验,通过改变过程的输入变量,下进行这些试验,通过改变过程的输入变量,获得新数据,然后对之进行分析,获得我们所获得新数据,然后对之进行分析,获得我们所需要的信息,从而得出科学的结论,并据此作需要的信息,从而得出科学的结论,并据此作出合理有效的决策。
出合理有效的决策。
DOE发展的三个里程碑发展的三个里程碑l1920年年,实验设计技术最早是由英国统计学大师实验设计技术最早是由英国统计学大师费歇尔费歇尔(R.A.Fisher)所创立,首先将其应用在所创立,首先将其应用在农业试验农业试验,目的是为提高农业产量。
,目的是为提高农业产量。
l1947年印度的年印度的劳博士劳博士(Rao,D,R)发明并建议发明并建议使用使用正交表正交表规划具有数个参数的实验计划。
规划具有数个参数的实验计划。
l英国统计学家英国统计学家乔治乔治博克斯博克斯(GeorgeBox)发展)发展了了响应曲面方法响应曲面方法(RSM),使得),使得DOE的应用步入的应用步入一个黄金时代。
一个黄金时代。
l二战后,日本质量管理大师二战后,日本质量管理大师田口玄一田口玄一研究开发出研究开发出“田口品质工程方法田口品质工程方法”,简称,简称田口方法田口方法。
从而极。
从而极大提升了日本产品品质及日本产业界的研发设计大提升了日本产品品质及日本产业界的研发设计能力,成为日本质量管理最重要的工具。
能力,成为日本质量管理最重要的工具。
实验设计实验设计:
检测复杂的因果关系检测复杂的因果关系l实验设计是检测、筛选、证实原因的高级统实验设计是检测、筛选、证实原因的高级统计工具,是利用整个统计领域的知识来理解计工具,是利用整个统计领域的知识来理解流程中普遍存在的复杂关系。
流程中普遍存在的复杂关系。
l它不仅能识别单个因素影响,而且能识别多它不仅能识别单个因素影响,而且能识别多个因子的交互影响。
个因子的交互影响。
lDOE通过安排最经济的试验次数来进行试通过安排最经济的试验次数来进行试验,以确认各种因素验,以确认各种因素X对输出对输出Y的影响程度,的影响程度,并且找出能达成品质并且找出能达成品质最佳最佳因子组合。
因子组合。
uDOE是进行产品和过程改进最有效的强大是进行产品和过程改进最有效的强大武器!
武器!
传统实验的致命弱点传统实验的致命弱点原来大学教授传授一种试验方法,至今仍被传原来大学教授传授一种试验方法,至今仍被传统的工程师所沿用。
在这种老式的试验中,一次统的工程师所沿用。
在这种老式的试验中,一次只有一个变量变动,而其他变量均保持恒定。
只有一个变量变动,而其他变量均保持恒定。
n传统试验的缺点传统试验的缺点l试验周期过长,需要花费大量时间和金钱;试验周期过长,需要花费大量时间和金钱;l其致命弱点是不能把主效应从交互效应中分离开;其致命弱点是不能把主效应从交互效应中分离开;l结果是不断受挫折、恶性循环和增加成本结果是不断受挫折、恶性循环和增加成本p爱迪生给我们的启示爱迪生给我们的启示DOE的优势的优势p优点:
优点:
l可同时变动和测试多个变量的影响可同时变动和测试多个变量的影响l实验次数少实验次数少L8
(2)=128次(全部组合)次(全部组合)l效果最好最可靠效果最好最可靠l实验周期最短实验周期最短l成本最低成本最低7实验设计三项基本原则实验设计三项基本原则n重复设计重复设计n随机化随机化n区组化区组化l概念:
一个处理施于多个单元。
简单讲,就是指相同的试验条件概念:
一个处理施于多个单元。
简单讲,就是指相同的试验条件需要重复进行需要重复进行2次或以上的实验。
次或以上的实验。
l作用:
估计随机误差作用:
估计随机误差l常用的策略是常用的策略是采用中心点采用中心点l概念:
以完全随机的方式安排试验的顺序。
概念:
以完全随机的方式安排试验的顺序。
l目的:
是防止出现系统差异的影响。
目的:
是防止出现系统差异的影响。
l概念:
一组同质齐性的实验单元(运行)称作一个区组,将全部概念:
一组同质齐性的实验单元(运行)称作一个区组,将全部实验单元划分为若干区组的方法称作区组化。
实验单元划分为若干区组的方法称作区组化。
l作用:
区组也是一个变量因子,使实验分析更为有效。
作用:
区组也是一个变量因子,使实验分析更为有效。
l例子:
上午与下午有差异、跨度很长的时间分段例子:
上午与下午有差异、跨度很长的时间分段实验设计基本目标实验设计基本目标n筛选筛选l目的:
检测因子(自变量)对响应目的:
检测因子(自变量)对响应Y的影响程度的影响程度祛除祛除非显著因子;保留显著因子。
非显著因子;保留显著因子。
l方法:
筛选设计、分部设计方法:
筛选设计、分部设计n分析分析l目的:
特征化处理,检测因子的主效应和交互作用,建立目的:
特征化处理,检测因子的主效应和交互作用,建立Y对对X的关系式的关系式回归方程。
回归方程。
l方法:
方法:
2k析因设计析因设计n优化优化l目的:
寻找目的:
寻找“最佳区域最佳区域”,确定使响应,确定使响应Y值最佳时值最佳时X的设的设置条件(因子水平的最佳组合)。
置条件(因子水平的最佳组合)。
l方法:
响应曲面设计方法:
响应曲面设计RSMDOE应用范围应用范围p什么时候使用什么时候使用DOE新产品研制开发新产品研制开发产品设计参数优化产品设计参数优化为产品选择最合理的配方为产品选择最合理的配方过程设计与优化,寻找最佳生产条件过程设计与优化,寻找最佳生产条件提高老产品质量或产能提高老产品质量或产能用于质量改进,解决长期质量问题用于质量改进,解决长期质量问题DOE基本术语基本术语l实验计划实验计划实验计划是实验中产生结果的一项经济有效实验计划是实验中产生结果的一项经济有效的方法。
的方法。
实验设计是一项安排,以便于实验的进行。
实验设计是一项安排,以便于实验的进行。
而实验,则是一项研究方法,择定数项独立变而实验,则是一项研究方法,择定数项独立变量做随机变动,从而确定其效应。
一项良好的量做随机变动,从而确定其效应。
一项良好的实验,可以使实验的结果获得简明的解释,可实验,可以使实验的结果获得简明的解释,可以确定各项因素的主效应,也可据以确定各个以确定各项因素的主效应,也可据以确定各个因素间的交互作用。
因素间的交互作用。
l一般情况下,实验计划是由正交表来实现的。
一般情况下,实验计划是由正交表来实现的。
23全因子设计实验计划表全因子设计实验计划表因子因子实验号实验号ABC实验结果实验结果1+-2+3+-4-+-5-+6-+7+-+8-实验条件实验条件也称一次也称一次“运行运行”基本术语l响应响应:
亦称亦称指标、质量特性指标、质量特性,是在实验设计中,是在实验设计中可以测量的系统输出,一般以可以测量的系统输出,一般以Y表达。
表达。
输出响应输出响应Y可以有可以有计量型计量型指标和指标和计数型计数型指标两种表达方式。
指标两种表达方式。
因子与水平因子与水平l因子因子:
指系统或过程:
指系统或过程输入输入变量变量。
是工程。
是工程师需要研究或设定的对象,借以说明响师需要研究或设定的对象,借以说明响应的大小。
应的大小。
因子有两种分类方法:
因子有两种分类方法:
l定性因子定性因子的水平被限制为个数,没有什的水平被限制为个数,没有什么固定顺序,如操作者或材料等;么固定顺序,如操作者或材料等;l定量因子定量因子则可取连续值(如温度、压力)则可取连续值(如温度、压力)的因子。
的因子。
基本术语l水平水平:
在进行每一次实验时,每一因子至少应从:
在进行每一次实验时,每一因子至少应从两两个层次个层次进行研究,称其为因子的水平。
例如温度可进行研究,称其为因子的水平。
例如温度可能其应用的范围是能其应用的范围是210230,这两个值可以作,这两个值可以作为因子温度的水平。
为因子温度的水平。
n重要提示重要提示:
因子的水平数至少应取因子的水平数至少应取2个个n表达方式表达方式:
l若是若是2个水平:
高水平个水平:
高水平+1;低水平低水平1l若是若是3个水平:
由低至高,依次用个水平:
由低至高,依次用1、2、3表达。
表达。
术语:
主效应与交互作用主效应与交互作用l主效应主效应:
一个因素对输出响应值的影响。
:
一个因素对输出响应值的影响。
效应效应-A因子因子+-B因子因子+-C因子因子+收收率率Y术语:
主效应与交互作用主效应与交互作用l交互作用交互作用:
两种或以两种或以上的因
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- DOE 培训教材 经典