全面质量管理试验设计PPT课件.ppt

1 试验设计 武汉理工大学机电工程学院工业工程系 产品质量与试验 产品 经过人们自觉劳动而得到的东西 试验 日本学者则说作实验 一个可以而且需要重复进行的活动 其目的谋求验证某个理论特征 提高改进某项指标 产品 试验 都是广义的 产品的质量是设计质量与生产质量的总和 一个试验是科学的 如果它能够重复实现 能够传授 行之有效 试验设计 为了更快 更省 更合理地达到目的 试验需要设计 所有关于这个题目的方法理论和应用 汇成试验设计 最优化方法分类 间接最优化法直接最优化法 试验最优化法 单因素问题 对分方法0 618方法等等 两种单因素试验问题的目标函数 单调函数 x Y f x 两种单因素试验问题的目标函数 单峰函数 x Y f x 单因素试验设计法 均分法平分法0 618法分数法分批试验法 单因素试验设计法 均分法应用于对目标函数的性质没有掌握或很少掌握的情况 单因素试验设计法 平分法问题 猜一个数 在1000以内 每猜一次告诉被测者实际数字与所猜数字比较后的大小 问最多用多少次可以猜出此数值大小 单因素试验设计法 平分法适用场合输电线路的故障排水管道问题化学添加剂的优选 单因素试验设计法 0 618法适用场合在实验范围 a b 内目标函数值为单峰 多因素问题试验设计 正交就是均衡 正常搭配 正交试验设计仅是其中的一种 历史 1926美国农业科研工作开始运用 第2次世界大战中 英国军火局 战后 英国公布了这项技术 美国戴明教授引进日本 日本田口玄一在50年代 带头研究 简化 并大力推广 70年代末 日本做出明显成绩的项目1500000个以上 在中国 70年代 我国对日本的方法进一步加以改进 简化 并进行了推广 实践证明 正交试验设计是最受科技人员欢迎的几种方法之一 用它安排各种科学试验 确实简便易学 效果显著 例1 如何提高硬度指标 提高钢质工件硬度的基本生产过程为 淬火把840 的工件投入某液态介质 提高其硬度回火冷却后再把工件加温到430 并保持1小时 再冷却 释放内应力 问如何改变工艺参数 以提高硬度指标 试验任务书 项目 研究某种钢质工件的热处理工艺 任务 提高钢材硬度 指标 硬度指标 记作y 因素 A淬火温度 B回火温度 C回火时间 分钟 水平 每个因素可以选三个水平 位级 例1的因素水平表 离散数学 L4 23 L9 34 它们都具有出现的机会均等和搭配均衡的特点 这种表叫做正交表Ln tq 表头设计与填表 试验报告总表1 做实验 试验报告总表2 完成试验 选出其中最优的 试验报告总表3 第6号实验A2B1C2是这9个试验中最好的 利用正交表的均匀搭配性作分析1 试验报告总表4 试验报告总表5 利用 1 2 3作分析2 试验报告总表6 作分析3 试验报告总表7 利用正交表的均匀搭配性作分析4 几何表示 还有什么用 一 因素的个数 5个 6个 甚至做过127个因素所设想的那末多的因素是否必要 抓主要矛盾 抓主要因素 还有什么用 二 因素水平数 2 6个是适宜的诸因素的水平数是不必相同的 一是虚拟水平法 二是寻找水平不等的正交表 例如 正交表L8 4 24 例2一个化工试验项目 工程师确定了该项目是四因素二水平问题 如下表 指标 收得率 检查 交互作用A B 例2的因素水平表 找一个正交表 例2的试验总报告 A B的极差为19 表明交互性是显著的 多指标试验的分析方法 例3有一个5吨冷风化铁炉 探索较好的生产条件 以提高铸件的质量 因素A 把熔化带直径与炉缸直径的合成 B 两排风口 C 风压 D 批焦铁比指标 1 铁水温度在1400 C以上 2 熔化速度 每小时5吨左右 3 尽量减少焦炭的消耗 即提高焦铁比 每个因素各取三个水平 如下表 例3的试验总报告 例3的试验指标报告 有关人员都同意 用综合评分函数把问题归结为单指标 u f T V z 铁水温度 T 以1400为基准 每高1度加1分 每低1度减1分 熔化速度 V 以5吨为基准 每偏离它0 1吨扣1分 总焦铁比 1 z 以z 12为标准 每高0 1加1分 每低0 1 减1分 u T 1400 V 5 10 z 12 10 于是u1 1408 1400 5 3 5 10 11 7 12 10 2 例3的试验指标表报告 它的结果是 1 第9号试验A2B3C2D1为挺优解 2 四个因素的由主而次的顺序是A B D C 3 分析得到的结果是A2B3C2D2 综合平衡法 铁水温度指标的分析报告 单指标的分析结果 综合平衡的原则 按照因素的主次 影响的大小来综合考虑 例如 对A 取A3 因为对铁水温度和总焦铁比都较好 对熔化速度虽不如A2 但也比较接近A3 对B 情况与A的相类似 也取水平3 即B3 因素C在三个指标中不占主要地位 取C2略微好一些 对D来说 在总焦铁比中影响最大的该是D2 所以综合平衡下来的