DOE实验设计案例讨论

1、Design of Experiments (DoE)从简单的案例开始用微波炉爆米花用微波炉爆米花D：问题：有些玉米没有爆开：问题：有些玉米没有爆开M：统计玉米没有爆开的比率，用：统计玉米没有爆开的比率，用%表示表示A：根据经验，玉米没有爆开，可能和三个因：根据经验，玉米没有爆开，可能和三个因素有关：素有关：玉米类型：玉米类型：A，B微波炉火力：中等，强力微波炉火力：中等，强力微波时间：微波时间：180-220s设计实验计划进行实验和数据采集数据分析预测模拟一个实际案例（DOE运用于点焊工艺优化）进行试验设计的一般步骤 在NISSA L42L项目上，门框部品采用点焊工艺； 焊接后的焊核直径是一

2、个关键的特性，目前控制的标准参照： 焊核直径的检查，是一项破坏性的检验，所以，如何控制焊核直径的影响因子（焊接过程的参数），变得非常关键； 如何确定焊核直径的影响因子？在这个案案例中，我们使用DOE的方法。点焊参数的优化点焊设备重新梳理焊接的过程过程描述过程描述输入输入 可可控的因子控的因子 不不可控的因子可控的因子 输出输出 可以参考的资料：可以参考的资料：焊接过程的焊接过程的P-FMEA控制计划，工艺指导书控制计划，工艺指导书因子分析Y-焊核直径焊核直径 X1:电极直径电极直径X2:TW1周期周期X3:I1电流电流X4:I2电流电流X5:压力压力X6:加压时间加压时间X7:冷却时间冷却时间

3、不可控因子：不可控因子：环境的温度环境的温度环境的湿度环境的湿度测量：测量：游标卡尺，精度游标卡尺，精度0.02mm测量测量a和和b焊接直径焊接直径MIN3.6,平均值平均值4.2抗剪切力抗剪切力MIN2.45,平均值平均值2.85（委托检（委托检测中心测试中）测中心测试中）如何测量“Y-焊核直径”?NESD0107(2004-N)实验计划的编制X1-电极直径 X2-TW1周期 X3-I1电流X4-I2电流X5-压力X6-初次加压时间X7-冷却时间YLSL5.5860800.1358Nom.6.01065850.154010USL6.51270900.2451215.5860800.14512

4、25.51260900.1351235.51270900.145845.5870900.2351256.51270800.2351266.51270800.1451276.5860800.135886.5860900.2451296.01065850.154010在在JMP软件中，定制试验计划，如图所示。软件中，定制试验计划，如图所示。各个因子的设定，按照焊接参数的作业指导书进行。各个因子的设定，按照焊接参数的作业指导书进行。样件准备及编号准备焊接的样片，并编号。准备焊接的样片，并编号。每每组样件的点焊位置编号，及指定位置，并和每组试验一一对应。组样件的点焊位置编号，及指定位置，并和每组试验一

5、一对应。每每组试验，准备组试验，准备8个焊点样本进行测量。个焊点样本进行测量。X1-电极直径 X2-TW1周期 X3-I1电流X4-I2电流X5-压力X6-初次加压时间X7-冷却时间YLSL5.5860800.1358Nom.6.01065850.154010USL6.51270900.2451215.5860800.1451225.51260900.1351235.51270900.145845.5870900.2351256.51270800.2351266.51270800.1451276.5860800.135886.5860900.2451296.01065850.154010数据收

6、集数据处理在在JMP软件中输入软件中输入Y-焊核直径的数据焊核直径的数据* 表示为表示为“虚焊虚焊”数据分析分析说明：分析说明：从左图中可以看出影响焊接直径从左图中可以看出影响焊接直径的的关关键因子是：压力（负相关）、电极头键因子是：压力（负相关）、电极头直径（正相关）、二次通电电流（正直径（正相关）、二次通电电流（正相关）、一次通电电流（正相关）相关）、一次通电电流（正相关）模拟预测模拟电极头变化，模拟电极头变化，从从5.5-6.5的范围变化的范围变化模拟气压变化，模拟气压变化，从从0.1-0.2的范围变化的范围变化模拟预测模拟电极头，从模拟电极头，从5.5-6.5的范围变化；的范围变化；模

7、拟气压模拟气压0.1-0.2变化，变化，其余因子设定为中值其余因子设定为中值, 焊核直径的焊核直径的CPK能力为能力为0.677过程调整试验小组按照如上工艺条件的设置，对焊接参数进试验小组按照如上工艺条件的设置，对焊接参数进行了调整，取样行了调整，取样109个焊点，个焊点，测量焊点的直径，详见数据表测量焊点的直径，详见数据表能力验证109个焊点的直径数据，个焊点的直径数据，按照按照3.6的规格下限要求，的规格下限要求，CPK的能力为的能力为1.082 对于现有点焊设备，电极头压力，电极头压力，需要进行重点的控制，目前的设备需要进行改造，要求可以做到：对气压、电流、电极头直径进行动态监控。(中频逆变焊接设备) 对于电极头，需要进行重点的管理电极头，需要进行重点的管理