DOE实验设计案例分析.ppt

DOE实验设计案例分析,DOE计划,一、试验目标投射距离可以根据目标的变动随之变动参数符合距离要求。二、现状投掷器的现状是投掷距离的平均值为176.43cm，标准偏差为3.19cm。三、试验工具盒尺测量范围（0-2m)，测量精度1cm投掷器,四、定义输入输出变量,DOE计划,X1-橡皮筋,X2-投掷球,X3-固定臂位置,X4-投射臂位置,X5-投射仓位置,X6-底座角度,对弹射距离的有影响的因素分析如下：,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,DOE计划,试验影响因素分析试验的影响因素主要包括的影响因素及水平如下：,DOE计划,2003年6月22日所作分析,五、试验步骤1、筛选试验：通过8次的筛选试验，将不重要的因素去除，以减少正式试验的因素数，减少试验次数。筛选试验时每个试验做5次重复试验。2、正式试验根据筛选试验进行正式试验，正式试验采用解析度大于4的试验方案。正式试验时每个试验做5次重复试验。3、验证实验根据正式试验的最优结果进行验证试验，验证实验共做20次。根据试验结果求出投掷距离。,DOE计划,2003年6月22日所作分析,一、筛选试验,筛选试验,首先进行8次的筛选试验，以筛选重要因素，试验数据和结果如下：,2003年6月22日所作分析,筛选试验,筛选试验影响因素的排列图,2003年6月22日所作分析,EstimatedEffectsandCoefficientsfory(codedunits)TermEffectCoefConstant1.60950橡皮筋1.300000.65000投掷球0.135000.06750固定臂位置0.394000.19700投掷臂位置0.448000.22400投射仓位置0.307000.15350底座角度1.266000.63300橡皮筋*底座角度0.351000.17550AnalysisofVariancefory(codedunits)SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPMainEffects67.52237.52231.2537*2-WayInteractions10.24640.24640.2464*ResidualError00.00000.00000.0000Total77.7687,筛选试验,筛选试验影响因素方差分析,主因素和两因素交互作用的P值均未出现,2003年6月22日所作分析,筛选试验,筛选试验结果分析,从筛选试验的排列图中可以看出，图中并未出现红线，说明8次试验并未区分出主要的影响因素。同时sesson中的p值数据也显示，主因素与2因素的交互作用均不显著。因此可以分析得出以下的结论：筛选试验的试验次数较少，不能反映出主因素与因素交互作用对Y值的影响，需要追加实验，进一步分析。,2003年6月22日所作分析,DOE试验,采用在8次筛选试验基础上追加8次试验的试验方法，试验布置和结果如下：,2003年6月22日所作分析,试验影响因素的排列图,DOE分析,2003年6月22日所作分析,EstimatedEffectsandCoefficientsfory(codedunits)TermEffectCoefSECoefTPConstant1.625630.0188886.130.007Block-0.016130.01888-0.850.550橡皮筋1.288250.644120.0188834.130.019投掷球-0.05475-0.027370.01888-1.450.384固定臂位置0.432750.216370.0188811.460.055投掷臂位置0.374750.187380.018889.930.064投掷仓位置0.160250.080120.018884.250.147底座角度1.181250.590620.0188831.290.020橡皮筋*投掷球0.073250.036630.018881.940.303橡皮筋*固定臂位置0.146750.073370.018883.890.160橡皮筋*投掷臂位置0.189750.094880.018885.030.125橡皮筋*投掷仓位置-0.03875-0.019380.01888-1.030.492橡皮筋*底座角度0.313250.156630.018888.300.076投掷球*固定臂位置0.084750.042380.018882.250.267投掷球*投掷臂位置0.011750.005880.018880.310.808AnalysisofVariancefory(codedunits)SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPBlocks10.00420.00420.004160.730.550MainEffects613.645313.64532.27422398.970.0382-WayInteractions70.67940.67940.0970617.030.185ResidualError10.00570.00570.00570Total1514.3346,主因素和两因素交互作用的P值均已出现，主交互因素的P值显著，二因素交互作用的P值不显著。需要删除不显著的交互作用。,试验影响因素方差分析,删除P值较大的两项交互作用,DOE分析,2003年6月22日所作分析,删除两项交互后的排列图,DOE分析,2003年6月22日所作分析,EstimatedEffectsandCoefficientsfory(codedunits)TermEffectCoefSECoefTPConstant1.625630.01598101.720.000Block-0.016130.01598-1.010.387橡皮筋1.288250.644120.0159840.310.000投掷球-0.05475-0.027370.01598-1.710.185固定臂位置0.432750.216370.0159813.540.001投掷臂位置0.374750.187380.0159811.720.001投掷仓位置0.160250.080120.015985.010.015底座角度1.181250.590620.0159836.960.000橡皮筋*投掷球0.073250.036630.015982.290.106橡皮筋*固定臂位置0.146750.073370.015984.590.019橡皮筋*投掷臂位置0.189750.094880.015985.940.010橡皮筋*底座角度0.313250.156630.015989.800.002投掷球*固定臂位置0.084750.042380.015982.650.077AnalysisofVariancefory(codedunits)SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPBlocks10.00420.00420.004161.020.387MainEffects613.645313.64532.27422556.550.0002-WayInteractions50.67290.67290.1345732.930.008ResidualError30.01230.01230.00409Total1514.3346,试验影响因素方差分析,主因素和两因素交互作用的P值均已出现，主交互因素和二因素交互作用的P值均显著，表示主因素和两因素的交互作用对投射距离均有很大的影响。,DOE分析,2003年6月22日所作分析,主效果分析,从主效果分析图中可以看出，因素橡皮筋、固定臂位置、投掷臂位置、投射仓位置和底座角度对于投射距离均为正相关，投掷球与投射距离负相关。在6个因素中橡皮筋和底座角度对于投射距离的影响最大。,DOE分析,2003年6月22日所作分析,交互作用分析,DOE分析,从交互作用的图中可以看出投掷球与投掷仓位置、固定臂位置和投掷臂位置、投掷球和固定臂位置均有较大的交互作用。,2003年6月22日所作分析,DOE分析,数学模型的建立,根据方差分析的数据可以计算出数学模型的回归方程为：Y1.62563+0.64412A-0.02737B+0.21637C+0.18738D+0.08012E+0.59062F+0.03663AB+0.07337AC+0.09488AD+0.15663AE+0.4238BC其中：Y投掷距离A橡皮筋B投掷球C固定臂位置D投掷臂位置E投掷仓位置F底座角度,2003年6月22日所作分析,优化设计,本实验的实验目标是望大，根据实验目标进行优化的结果如下：所有的6个影响因素均取1水平时，投射距离最远，最远的距离为3.7207米。,最优水平的实验在本实验的16次实验中已经作过，就是试验标号为2的实验，在实验中5次的平均值为3.71，与目标值十分接近。,2003年6月22日所作分析,反应表面方法RSM,通过6.22的DOE试验，发现在6个因素中橡皮筋和底座角度对于投射距离的影响最大。重点针对此两个因素进行反应表面方法。,其他因素的选择如下：,0,1,-,-1,一、试验设计,反应表面方法RSM试验,进行2因子中央组合，试验方案如下：,反应表面方法RSM试验,通过13次试验，每次试验进行5次。试验数据如下：,主效果图,方差分析表,TermCoefSECoefTPConstant233.208.00429.1370.000A88.746.32714.0240.000B-68.036.327-10.7520.000A*A-41.396.785-6.1000.000B*B10.686.7851.5740.159A*B-13.708.948-1.5310.170S=17.90R-Sq=98.1%R-Sq(adj)=96.7%AnalysisofVarianceforC11SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPRegression511452211452222904.471.510.000Linear210002210002250010.9156.150.000Square213750137506874.821.460.001Interaction1751751750.82.340.170ResidualError722422242320.3Lack-of-Fit318551855618.46.390.053PureError438738796.7Total12116764,Lack-of-Fit0.05,可以符合性假设成立,表面图和等高线图,数学模型的建立,根据方差分析的数据可以计算出数学模型的回归方程为：Y233.2+88.74A-68.03B-41.39A*A+10.68B*B-13.70AB其中：Y投掷距离A底座角度B橡皮筋长度,反应优化器,当目标设置为2m（200cm）时,质量系统推荐,太友科技质量控制系统产品系列,数据采集,数据分析,控制/反馈,集成/分析,MiniData-RT,MiniData,Mini-SPC,TYSPC企业版,自动在线监控,简单易学,实