DOE试验设计培训

1、1 1 of 63 of 63 2 2 of 63 of 63 一、一、DOEDOE概念概念 3 3 of 63 of 63 二、二、DOEDOE作用作用 找出关键变量找出关键变量 关键变量取值关键变量取值 找出非关键关键变量，放宽工找出非关键关键变量，放宽工 差，用低价材料替代差，用低价材料替代 关键变量取值范围关键变量取值范围 控制关键变量也就控制了过程控制关键变量也就控制了过程 4 4 of 63 of 63 三三、DOEDOE術語術語 响应變量响应變量Response:Response:试验输出的结果试验输出的结果 因子因子Factor:Factor:试验过程中的不同输入变量如温度、时

2、间、粘度等试验过程中的不同输入变量如温度、时间、粘度等 水平水平Level:Level:试验中对因子的不同设定值如温度：试验中对因子的不同设定值如温度：1010度、度、2020度、度、3030度度 干扰干扰Noise:Noise:人不可控制的事物人不可控制的事物 主要影响主要影响Main Effect:Main Effect:对单个因子而言对单个因子而言, , 从一个水平到另一个水平的从一个水平到另一个水平的 变化对输出的平均影响变化对输出的平均影响 交互作用交互作用InteractionInteraction：两个因子合起来对总输出的影响将高于两：两个因子合起来对总输出的影响将高于两 个单独

3、的因子造成的影响个单独的因子造成的影响 重复重复 ReplicationReplication： 以随机次序重新做一次试验以随机次序重新做一次试验 随机化随机化RandomizationRandomization：以一种无固定模式的次序做试验：以一种无固定模式的次序做试验 區組區組Blocking:Blocking:将干扰最小化的方法将干扰最小化的方法 5 5 of 63 of 63 四、四、DOEDOE步驟步驟 叙述叙述 试验试验 目的目的 确定确定 响应响应 变量变量 研究研究 影响影响 因子因子 定义定义 X X 水平水平 试验试验 设计设计 收集收集 数据数据 图形图形 分析分析 分析

4、分析 模型模型 简化简化 模型模型 残差残差 分析分析 反应反应 优化器优化器 验证验证 试验试验 6 6 of 63 of 63 五五、DOEDOE方法方法 7 7 of 63 of 63 五五、DOEDOE方法方法 所谓一次一个因素法（所谓一次一个因素法（OFATOFAT），就是先固定一种组合，就是先固定一种组合， 而其它因子保持固定而其它因子保持固定，然后每次改变一个条件，将相邻，然后每次改变一个条件，将相邻 的两次实验结果进行比较，以估计两个条件的效果差异。的两次实验结果进行比较，以估计两个条件的效果差异。 8 8 of 63 of 63 五五、DOEDOE方法方法 FactorsFa

5、ctors 3 2 LevelLevel 24381279 321684 5432 9 9 of 63 of 63 五五、DOEDOE方法方法 1010 of 63 of 63 五五、DOEDOE方法方法 正交試驗法正交試驗法 通過通過應用正交表應用正交表，它的建构，允许每一个因素的效果，可以在，它的建构，允许每一个因素的效果，可以在 数学上，独立予以评估。数学上，独立予以评估。 可以有效降低实验次数，进而节省时间、金钱而且又可以得到可以有效降低实验次数，进而节省时间、金钱而且又可以得到 相当好的结果。相当好的结果。 次数次数A AB BC CD DE EF FG G结果结果 1 12 23

6、34 45 56 67 7 1 11 11 11 11 11 11 11 1Y1Y1 2 21 11 11 12 22 22 22 2Y2Y2 3 31 12 22 21 11 12 22 2Y3Y3 4 41 12 22 22 22 21 11 1Y4Y4 5 52 21 12 21 12 21 12 2Y5Y5 6 62 21 12 22 21 12 21 1Y6Y6 7 72 22 21 11 12 22 21 1Y7Y7 8 82 22 21 12 21 11 12 2Y8Y8 ) 7 2(8L 正交表正交表 1111 of 63 of 63 1212 of 63 of 63 8行表

7、示不同 因子水 平的组 合 7列表 示最多 7个因 子 1、2表 示各因 子的两 种水平 每个因子出现机会均等 任意2列间组合数字各出现2次，其搭配是均等的 1313 of 63 of 63 1414 of 63 of 63 1515 of 63 of 63 1616 of 63 of 63 1717 of 63 of 63 1818 of 63 of 63 1919 of 63 of 63 2020 of 63 of 63 2121 of 63 of 63 2222 of 63 of 63 2323 of 63 of 63 2424 of 63 of 63 2525 of 63 of 63

8、2626 of 63 of 63 2727 of 63 of 63 2828 of 63 of 63 2929 of 63 of 63 3030 of 63 of 63 3131 of 63 of 63 3232 of 63 of 63 3333 of 63 of 63 3434 of 63 of 63 3535 of 63 of 63 3636 of 63 of 63 3737 of 63 of 63 3838 of 63 of 63 3939 of 63 of 63 4040 of 63 of 63 4141 of 63 of 63 4242 of 63 of 63 4343 of 63

9、of 63 4444 of 63 of 63 4545 of 63 of 63 4646 of 63 of 63 4747 of 63 of 63 4848 of 63 of 63 4949 of 63 of 63 5050 of 63 of 63 5151 of 63 of 63 5252 of 63 of 63 5353 of 63 of 63 5454 of 63 of 63 5555 of 63 of 63 l烘烤时间（烘烤时间（A A） l烘烤温度（烘烤温度（B B） 目标：改进曲奇的口味和外观目标：改进曲奇的口味和外观 烘烤时间烘烤时间烘烤温度烘烤温度 ( (min)min) (

10、(o oF)F)口味口味 A AB B 637541 1037550 645047 1045035 问题：问题： l那一个因子比较重要？那一个因子比较重要？ l如何设定重要的因子？如何设定重要的因子？ 5656 of 63 of 63 *实用性分析实用性分析 *图形分析图形分析 *定量分析定量分析 5757 of 63 of 63 实用性分析实用性分析 烘烤时间烘烤时间烘烤温度烘烤温度 ( (min)min) ( (o oF)F)口味口味 A AB B 637541 1037550 645047 1045035 5858 of 63 of 63 图形分析图形分析 烘烤时间烘烤时间 烘烤温度烘烤

11、温度 ( (min)min) ( (o oF)F)口味口味 A AB B 6(-)375 (-) 41 10(+)375 (-) 50 6(-)450 (+) 47 10 (+) 450 (+) 35 5959 of 63 of 63 定量分析定量分析 开始分析之前，用（）、（）号表示每一个水平开始分析之前，用（）、（）号表示每一个水平 烘烤时间烘烤时间 烘烤温度烘烤温度 ( (min)min) ( (o oF)F)口味口味 A AB B 41 50 47 35 烘烤时间烘烤时间 烘烤温度烘烤温度 ( (min)min) ( (o oF)F)口味口味 A AB B 637541 1037550

12、 645047 10 450 35 6060 of 63 of 63 定量分析定量分析 因子的影响高水平平均值低水平平均值因子的影响高水平平均值低水平平均值 在本例中，在本例中， A A的主要影响的主要影响42.5 - 44 = 42.5 - 44 = - 1.5- 1.5 B B的主要影响的主要影响 41- 45.5 = 41- 45.5 = - 4.5- 4.5 6161 of 63 of 63 烘烤时间烘烤时间烘烤温度烘烤温度 ( (min)min) ( (o oF)F)口味口味 A AB BABAB 6(-)375 (-) 41 10(+)375 (-) 50 6(-)450 (+) 47 10 (+) 450 (+) 35 口味随着烘烤温度 和时间的变化 6262 of 63 of 63 烘烤时间烘烤时间烘烤温度烘烤温度 ( (min)min) ( (o oF)F)口味口味 A AB BABAB 6(-)375 (-)