DOE基础知识(minitab软件操作实例讲解DOE).ppt

DOE基础知识 实验设计 什么是实验计划法 DesignofExperiments 为了在现有的预算 费用 时间 中得出最多的资料而计划实验方法和分析方法DOE DesignofExperiments 的目的 VitalFewX的确认和影响程度的掌握 掌握选中的重要的X之间的交互作用 树立使用X的Y的预测模型 决定使Y最适合的X的条件 DOE基础知识 实验计划法概要 DOE用语整理 因子 Factors 是指影响输出变量 Y 的输入变量 X 即具有温度 压力 作业方法等技术水准意义的母数因子 FixFactor 如计量因子 温度 压力等 计数因子 原料种类等 水准 LEVEL 因子的 水准 是为了实验而指定的因子赋予的值 如不同温度 不同压力等 处理 Treatment 所谓的处理是指各因子单一水准的组合 如 100度温度下 压力1气压 处理组合 TreatmentCombination 是指因子各水准的组合 如2x2x2的情况下 实验的处理组合是8 重复 Repeat 主要效果 MainEffect 是指各输入变量由不同水准间变化时因水准间差异而引起的输出变量变化的平均值 交互作用 Interaction 依据2因子以上的特定因子水准的组合而引起的效果 DOE基础知识 实验计划法概要 DOE基础知识 实验计划法概要 实验的类型 试行与事故试验 TrialandError 一次一个的要因 One Factor at aTime OFAT 部份要因实验 FractionlFactorialDesigns 完全要因实验 FullFactorialDesigns 反应表面实验 ResponseSurfaceMethodology EVOP调优试验设计 EvolutionaryOperation DOE基础知识 实验计划法概要 实验计划顺序 问题的定义 输出变量及输入变量的选定 输入变量水准的选择 DOE的选择 实验实施及收集数据 数据分析 结论和提案 Analyze阶段 Improve阶段 必要时重复实验 实验计划法概要 DOE的选择 DOE基础知识 说明 考虑实验的目的和预算等来选择DOE DOE基础知识 完全要因实验 定义Kn要因配置法不按因子数为N个 因子的水准数为K的实验计划法重复实验 也应该可以实施Kn个的实验次数2k要因实验是由具有2水准的K个因子构成适合特性化 最适合化的阶段通过相对少的实验获取因子的全部资料并掌握因子的特性和符合最适合化分析相对简单 DOE基础知识 完全要因实验的特性 实验因子的所有组合可以对主效果和交互作用效果全部评价在定义的实验领域内所有可能点上可以推断输出 反应 值实验的误差 偏差 可在反复中获取 DOE基础知识 完全要因实验的基本组合 完全要因实验设计的基本步骤1 分析问题 明确试验的目的 2 确定因子水准表 3 选择完全要因实验表并进行表头设计 4 制订实验计划表 5 进行实验 测定实验结果 6 对实验结果进行统计分析 得出因子的的主次关系和较优水准组合 DOE基础知识 完全要因实验例题 通过测定和分析后 知道影响半导体制造合格率的主要因子是温度 浓度和压力实验目的掌握合格率与反映温度 浓度和压力的关系 选定使合格率最大化的最合适工程条件因子的各水准A反应温度 160 1 180 1 B浓度 20 1 40 1 C压力 Psi 5PSI 1 10PSI 1 DOE基础知识 完全要因实验例题 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作步骤 阶段1实际问题记述阶段2记述关心的要因和水准 使用MINITAB来制订实验数据表 尽可能把所有的反应值在一列中记录 所有的输入变量 要因 的水准记入记录已知道的值的列中 Stat DOE CreateFactorialDesign阶段3决定适当的标本的大小随意化数据表的实验顺序后执行实验阶段4通过图表分析 分析主效果和交互作用效果stat DOE FactorialPlots MainEffectsPlot foragraphicalinterpretation stat DOE FactorialPlots InteractionPlot for2 wayinteractions stat DOE FactorialPlots CubePlot阶段5制订完全模型 FullmodeI 的ANOVA表stat DOE AnalyzeFactorial orCustom DesignGraphs EffectsPlots normalorpareto DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作步骤 阶段6去除以下内容后 求缩小模型 Reducedmodel p 值不有意的结果 或者阶段4的 效果图表 中显现为低效果阶段7分析误差图 Residulplots 确认模型的适合性stat DOE AnalyzeFactorial orCustom DesignStorage Residuals Fitsstat Regression ResidualPlotsorstat DOE AnalyzeFactorial orCustom DesignGraphs ResidualPlots阶段8叙述数学模型的结论阶段9用进行过程用语解释数学模型导出结论 指示提案 使用最合适化 阶段10再现最适合条件 制定下一阶段的实验计划或适用已变化了的条件 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段1实际问题记述通过测定和分析后 知道影响半导体制造合格率的主要因子是温度 浓度和压力 现希望掌握合格率与反映温度 浓度和压力的关系 选定使合格率最大化的最合适工程条件阶段2要因及水准的决定A反应温度 160 1 180 1 B浓度 20 1 40 1 C压力 Psi 5PSI 1 10PSI 1 阶段3决定适当的标本的大小随意化数据表的实验顺序后执行实验 阶段3Stat DOE CreateFactorialDesign菜单 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段3Stat DOE CreateFactorialDesign菜单 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段3Stat DOE CreateFactorialDesign菜单 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段3Stat DOE CreateFactorialDesign菜单 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段3Stat DOE CreateFactorialDesign菜单 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段3Stat DOE CreateFactorialDesign菜单 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段4通过图表分析 分析主效果和交互作用效果stat DOE FactorialPlots DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段4通过图表分析 分析主效果和交互作用效果stat DOE FactorialPlots DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段4通过图表分析 分析主效果和交互作用效果stat DOE FactorialPlots DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段5制订完全模型 FullmodeI 的ANOVA表 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 stat DOE AnalyzeFactorial orCustom DesignGraphs EffectsPlots normalorpareto 阶段5制订完全模型 FullmodeI 的ANOVA表 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段6去除以下内容后 求缩小模型 Reducedmodel p 值不有意的结果 或者阶段4的 效果图表 中显现为低效果由上图分析 可对A B C B C两交互作用排除再进行分析 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段6去除以下内容后 求缩小模型 Reducedmodel p 值不有意的结果 或者阶段4的 效果图表 中显现为低效果由上图分析 可对A B C B C两交互作用排除再进行分析 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段6去除以下内容后 求缩小模型 Reducedmodel p 值不有意的结果 或者阶段4的 效果图表 中显现为低效果由上图分析 可对A B两交互作用排除再进行分析 DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段7分析误差图 Residulplots 确认模型的适合性stat DOE AnalyzeFactorial orCustom DesignStorage Residuals Fitsstat Regression ResidualPlotsorstat DOE AnalyzeFactorial orCustom DesignGraphs ResidualPlots DOE基础知识 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段8叙述数学模型的结论 预测模型 DOE基础知识 合格率 64 25 11 5反应温度 2 5浓度 0 75压力 5 0反应温度 压力即 合格率 64 25 11 5T 2 5S 0 75P 5 0T P 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段8叙述数学模型的结论 得出预测模型 设置输出值的目标值的方法 DOE基础知识 合格率 64 25 11 5反应温度 2 5浓度 0 75压力 5 0反应温度 压力即 合格率 64 25 11 5T 2 5S 0 75P 5 0T P 先确定难调整的因子设置 最后选择一个可调整的因子进行调整 完全要因实验使用Minitab操作事例 阶段9进行过程用语解释数学模型导出结论 指示提案 使用最合适化 DOE基础知识 完全要因实验使用Mini