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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 Y 1 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 Fit 0 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 Y 233 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