Mintab_DOE操作说明(中心复合设计).ppt

1、1,MiniTab DOE操作說明 中心複合設計,2,中心複合設計說明,概述： 中心复合设计是在2水平全因子和分部试验设计的基础上发展出来的一种试验设计方法，它是2水平全因子和分部试验设计的拓展。通过对2水平试验增加一个设计点（相当于增加了一个水平），从而可以对评价指标（输出变量）和因素间的非线性关系进行评估。它常用于在需要对因素的非线性影响进行测试的试验。 特点： 可以进行因素数在26个范围内的试验。 试验次数一般为1490次：2因素12次，3因素20次，4因素30次，5因素54次，6因素90次。 可以评估因素的非线性影响。 适用于所有试验因素均为计量值数末尾的试验。 在使用时，一般按三个步

2、骤进行试验。 1）先进行2水平全因子或分部试验设计。 2）再加上中心点进行非线性测试。 3）如果发现非线性影响为显著影响，则加上轴向点进行补充试验以得到非线性预测方程。 6、中心复合试验也可一次进行完毕，（在确信有非线性影响的情况下）。,3,中心複合設計,試驗目的： 本试验的目标为确定塑胶件注塑工序的射出压力、保持压力和射出时间与零件关键尺寸之间的关系，并对三种因素的水平设置进行优化。 确定测量指标： 小组确定以该零件的关键尺寸“252+2mm”作为测量指标。 确定影响因素XS 本例影响因素为 1、射出压力 2、保持压力 确定试验因素水平表,4,中心複合設計,1. 在MINITAB工作表选择：

3、StatDOEResponse SurfaceCreate Response Surface Design,如下表： 2:在出现的对话框，根据试验要求选择所需的信息，,Central composite (2 to 6 factors) 为中心复合设计的方法，允许因素数在2-6个之间。 Box-Behnken (3 to 7 factors) 为另一种可分析因素非线性影响的试验设计方法，允许因素在37之間,因子數選擇3,5,3:點擊 確認中心复合试验设计的因素数所对应的运行次数,中心複合設計,6,4:點擊 選择中心复合试验设计的因素数和对应的运行次数,中心複合設計,7,5:點擊 選择中心复合试

4、验设计的因素数和对应的运行次数,中心複合設計,8,6:點擊 ，設置相關選項： 7. 點擊 ,設置選項,中心複合設計,9,8:创建的3因素中心复合全因子试验信息输出如下：,中心複合設計,Item-18 全因子試驗表,Item-914 軸向點試驗表,Item-1520 中心點試驗表,a:第1-8次试验为3因素全因子试验部分，此部分试验表的结构与3因素全因子试验完全相同。 b:第9-14次试验为轴向点部分的试验表，每个因素的轴向点为 （-1.682,+1.682)，3因素组合共六組 c:第15-20次试验为中心点试验部分，共六次试验，中心点为(0,0)。,10,中心複合設計,9:試驗步驟確定： 因無

5、法確定因素及其交互作用对输出的影响是否有非线性影響，故先進行 Test-1-全因子試驗和中心點試驗 然後在進行軸向點試驗，以確認因子與輸出之間的模型關係： 10:全因子試驗和中心點試驗： 確定定各点代码与实际水平设置的对应关系：,11,中心複合設計,11:數據輸入： 12:在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponse SurfaceAnalysis Response Surface Design 如下图,12,中心複合設計,11: Response欄中輸入Y： 12:點擊,13,中心複合設計,13: 全因子和中心點因子分析結果如下：,射出壓力，保持壓力及射出時間的P

6、值均小於0.05,故其均為顯著因子,A*A項，其P值亦小於0.05,故其也為顯著因子,線性項和二次項的P值亦小於0.05,故其也為顯著因子,分析上表可知：因素A、B、C及A因素的平方项为输出变量的显著影响因素，说明本例存在显著非线性影响，需继续进行轴向点试验以测试各因素与输出间的真正关系。,A B C,14,中心複合設計,14: 進行軸向點試驗，先輸入數據： 15:在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponse SurfaceAnalysis Response Surface Design 如下图,15,中心複合設計,16: Response欄中輸入Y： 17:點擊

7、和,16,中心複合設計,18: 添加軸向點分析結果如下：,射出壓力，保持壓力及射出時間的P值均小於0.05,故其均為顯著因子,A*A項，其P值亦小於0.05,故其也為顯著因子,線性項和二次項的P值亦小於0.05,故其也為顯著因子,A B C,17,中心複合設計,19: 建立回歸方程：,回歸方程式： Y= 252.5+1.08A+0.72B-0.69C-0.54A*A -A: 射出壓力 -B: 保持壓力 -C: 射出時間,前四項為顯著因子，故回歸方程中列入，其餘項無需加入,18,中心複合設計,19: 擬合輸出：,19,中心複合設計,20: 表面圖設置： 第一步：在MINITAB下拉式菜单选：St

8、atFactorialResponse SurfaceContour/Surface Plots 如下图 選擇Surface plot及點擊,20,中心複合設計,20: 表面圖分析： 第一步：在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponse SurfaceContour/Surface Plots 如下图,从（A、C、Y）图中可以看出，因素A、C对Y的是非线性的，因为表面图发生弯曲。,从（B、C、Y）图中可以看出，因素B、C对Y的是接近线性的，因为表面图接近一个平面。,从图中可以看出，因素A、B对Y的是非线性的，因为表面图发生弯曲。,PS: （A、B、Y）图和（A、C、Y）图发生弯曲的原因为因素A存在二次项，在（B、C、Y）图中，A因素被固定为0，表面图反映的只是因素B与C的影响，是线性的，表现在表面图上为表面图形近似为平面。,21,中心複合設計,21: 參數優化： 在MINITAB下拉式菜单选：StatDOEResponse SurfaceResponse Optimizer,如下图 Select中輸入Y,22,中心複合設計,21: 參數優化： 點擊 ,進行選項設置,23,中心複合設計,21: 參數