DOE案例minitab试验设计

1、DOE试验案列(提升金属热处理后的强度) 龙骏元【应用例如】目的：提升金属材料热处理后的强度经与工程部、品质部及生产部的技术工程师、品质工程师和现场调机 人员的充分讨论,影响金属材料热处理后的强度主要有以下 4因子,即： 恒温时间、热处理温度、升温时间、处理时间.决定采用 4因子2水平的 全因子试验来进行分析.(1)确定响应变量、试验因子和因子水平,编制因子水平表,见表 1-1.水平因子-1+ 1A (恒温时间)/min5060B (热处理温度)/( ° )820860C (升温时间)/min23D (处理时间)/h表1-1 按4因子2水平的全因子试验编制试验方案表(考虑中央点重复和

2、随机化)得到下述试验方案(采用 Minitab软件)见表1-2.(3)按方案表完成试验并将试验结果填入表中.(4) 利用Minitab软件,对结果做因子主效图、交互效应图和立方图.如图 1-1(a)、(b)、(c)所示：点类型_角点 中央I从a图可以看出：A热处理温度、B升温时间及D恒温时间时间主效应 显着.b强度交互作用图D 恒温时间/ mi nA热处理温度b图可以看出B升温时间跟D恒温时间存在明显交互作用.(c)可以看出强度的最大值为,它对应的各因素水平分别是：热处理温度 860C、处理时间、升温时间 3min、恒温时间60min;即：中选择热热处理 温度860C、处理时间、升温时间3mi

3、n、恒温时间60min,可获得较好的强 度结果.(5)作标准化效应的Pareto图和正态图,如图1-2(a)、(b)所示标准化效应的Pareto 图(响应为强度 MPa, Alpha = 0.05)I从 上两图可以看出A、B D显着,C不显着,BD交互作用处于临界点,做显 着处理.上图可以看出：残差满足正态分布和随机波动的要求.无异常现象.(6)作残差图,如图1-3所示. 增加B*D项,对实验结果最方差和回归分析.如图 1-4所示.回归分析：强度MPa与A热处理温度C , B升温时间/min, C-八 Q 八Ji/T," 一 4j "I i!常A(:B(：劭D (二 二二/

4、 、1 LV 二二/ 、1 、1 -二B S 、历往返百合来 NBBC D 印十步电归分析：强度输F1智热如！温度C , B升温时间/min,丸3飞g油时间如M,b*D图1-5升温时间/min妫施修斌回归方程再做残差诊断,残插图如图1-6所示:朝S4 % R-Sq调3岁=%数/uMPa或差图90B升温期间/min5叙上恒温日1胆/min十 B*D 18差 残010京s = R-Sq = % R自由度S雌S = %-51丸或座输任升灌那间1处咖间4°C -510、 残差/miS 由度1 SS4直方图/41/mi%41510MS F P520103合计2来118差 残501源自由度 Seq SS-5三野帮正态概率图与拟合值99A热处C SS MS F P100A热处理温度C 1-8-4048B升温时间/min残箧1-6恒修脚后那么雷图B*D1强度MPa残差图540拟合值与顺序56081012141618观测值顺序-5510 -59590 .80 ,70比60 分50 - 百4030 .20 .1-1010残差正态检验图均值 -2.99176E-14标准差3.858N19AD0.162P 值0.935= >,