DOE培训教材(共143张)

1、实验设计介绍实验设计介绍Version Nov 2002Page 2 各节内容各节内容1.课程介绍2.实验设计介绍3.全因数4.部分因数5.实验设计规划6.案例全因数全因数Version Nov 2002Page 41.用历史数据观察流程用历史数据观察流程散布图，进行图，控制图，分层(scatterplot/run chart/control chart/deplay相关性，差异分析，回归分析(correlation/ANOVA/regression)2.流程的实验，用一个规划好的方法变流程并流程的实验，用一个规划好的方法变流程并衡量结果衡量结果实验设计实验设计是有效率和有效果地探究许多流程实

2、验设计是有效率和有效果地探究许多流程变量（变量（X）和产出衡量或关键量点（）和产出衡量或关键量点（Y）的因）的因果关系的一种方法。果关系的一种方法。Version Nov 2002Page 5 记录常是不完整的记录常是不完整的(省略的变量（X）缺少的值或观察数据包含数据惧错误 流程变量通常是有相互关系的流程变量通常是有相互关系的 重要变量可能没有变化得足够充分到能了解它重要变量可能没有变化得足够充分到能了解它们的影响的程度们的影响的程度 通常来就，必要数据不是立刻可得到的，获得通常来就，必要数据不是立刻可得到的，获得正确数据是非常必要的。正确数据是非常必要的。历史方法历史方法(history

3、method)Version Nov 2002Page 7目标目标:了解到识别影响化学流程产量的关键变量的难点（30分钟）说明：说明：用下页的信息来设置一个衡量计划，从而发现能使流程产量最大化的各变量最好设置。q 每个实验运行成本$2,000q 你对初始调查的总体预算是$30,000q 如果有足够的证据，另外有$50,000可用于将来的研究1.确定在给定的不同标准内可能的变量组合总数2.确定在现在预算内你可作出的变量组合总数3.你会检验什么组合？4.你用什么策略来识别关键变量？Version Nov 2002Page 8 练习：练习： 流程中的关键变量是：流程中的关键变量是：原料卖主。（A，B

4、，C）原料放进混合桶中的温度。（高，中，低）在混合桶顶部的温度。 （高，中，低）在混合桶底部的温度。 （高，中，低）混合桶中的压力。（高，中，低）桶中的原料量。（20,50,100,150公吨）原料拿离混合桶的温度。（高，中，低）Version Nov 2002Page 9 1.确定给定不同标准内可能的变量组合总数。 3x3x3x3x3x4x3=2,916个组合 2.确定在现有预算内你可作出的变量组合数 3.你会检验什么组合 4.你用什么策略来识别关键变量两个常用策略是两个常用策略是 一次一个因素 一次多个因素多数人由他们能作出的最佳猜测开始，然后一次改变一个变量。多数人由他们能作出的最佳猜测

5、开始，然后一次改变一个变量。这就是我们多数人是学习实验的方法，这也是在工程学校中所教这就是我们多数人是学习实验的方法，这也是在工程学校中所教授的。授的。一次改变一个变量让你可看见这个变量的效果，但是可能导致额一次改变一个变量让你可看见这个变量的效果，但是可能导致额外时间和成本的浪费。外时间和成本的浪费。Version Nov 2002Page 10 同时改变多种因素同时改变多种因素 一次改变多种因素也是一个非常普通的实验方法 当小级做以下事时，他们常会选用这个方法当小级做以下事时，他们常会选用这个方法 集体讨论可能改进流程的方法。 择优选用个人想法 实施所有你一次可做到的高优先权想法。 这个方

6、法的问题这个方法的问题 你不知道什么样变化是对结果的改进负责的 你或许把变量维持在减少你效力的水平上。 了解每个变化的成本/收益事项是不可能的。 这些方法是可用的，但是良好的实验设计会是更有效这些方法是可用的，但是良好的实验设计会是更有效率及效力的方法。率及效力的方法。Version Nov 2002Page 11实验设计实验设计 很有代表性的，你对结果的直觉很少很有代表性的，你对结果的直觉很少 会与设计会与设计好的实验结果相一致。你将发现你经常会学习好的实验结果相一致。你将发现你经常会学习某些高出或低于你直觉的事。某些高出或低于你直觉的事。 这就是这就是6Sigma是有关什么的是有关什么的-

7、使数据基于如何使数据基于如何改进流程的决定改进流程的决定 设计良好并以统计为基础的实验可提供高质量，设计良好并以统计为基础的实验可提供高质量，含大量信息的数据含大量信息的数据实验设计实验设计Version Nov 2002Page 13 实验设计是一种组织我们的思想，从而检测我们确信实验设计是一种组织我们的思想，从而检测我们确信对关键质量点有影响的对关键质量点有影响的X变量的方法。变量的方法。 它在它在6Sigma中的目标主要是识别重要的少数因素，知中的目标主要是识别重要的少数因素，知道并了解关键流程变量对关键质量点的影响。道并了解关键流程变量对关键质量点的影响。 实验设计基于由以下获得的知识

8、：实验设计基于由以下获得的知识： 分析流程业绩表现 了解变量间的关系 制定有关根本原因的假设 实验设计帮助我们检测这些假设，以核实并了解流程实验设计帮助我们检测这些假设，以核实并了解流程中所做的改进。中所做的改进。Version Nov 2002Page 14对流程知识的系统追求对流程知识的系统追求实验设计帮助规划，收集特殊数据并确认流程的理论。一个黑带或流程拥有者通常会自有一实验设计帮助规划，收集特殊数据并确认流程的理论。一个黑带或流程拥有者通常会自有一套有关不同变量是如何影响关键质量点的理论。套有关不同变量是如何影响关键质量点的理论。这个方法是对流程知识的系统追求。这个方法是对流程知识的系

9、统追求。业务流程客户数据数据流程知识增加流程知识增加计划计划分析分析理论理论理论Version Nov 2002Page 15 确定流程和产出衡量之间的关系确定流程和产出衡量之间的关系 识别差异的识别差异的“重要少数重要少数”来源来源 提供提供“重要少数据重要少数据”对回应变量（关键质量点）影响对回应变量（关键质量点）影响的衡量。的衡量。 提供比一次检测一个因素更有效的衡量和更高质量的提供比一次检测一个因素更有效的衡量和更高质量的数据数据 最小化你必须执行的检测次数最小化你必须执行的检测次数目标：提高发现目标：提高发现“重要少数重要少数”的可能性的可能性“为确定在你干涉流程时会发生什么事，你必

10、须干涉流为确定在你干涉流程时会发生什么事，你必须干涉流程，非凡不是被动观察它程，非凡不是被动观察它”George BoxVersion Nov 2002Page 16 检测的系统方法检测的系统方法 发展高质量的数据发展高质量的数据 评估大量变量评估大量变量 控制有损害的变量控制有损害的变量 对效果的定量估计对效果的定量估计 不确定性的衡量不确定性的衡量 有效力和有效率的数据使用有效力和有效率的数据使用Version Nov 2002Page 172个标准个标准试验试验因素因素因素因素因素因素12312+3+4+低设置低设置+设置设置Version Nov 2002Page 18+3+4+213

11、21因素因素因素因素因素因素试验试验少了哪些因素设置的组合？5678低设置低设置+设置设置Version Nov 2002Page 19+3+4+21321因素因素因素因素因素因素试验试验少了哪些因素设置的组合？5678+-+-+-+低设置低设置+设置设置Version Nov 2002Page 20设计好的实验优点设计好的实验优点 增加两倍有关从标准增加两倍有关从标准A到新到新A产生影响的信息产生影响的信息 增加两倍有关从标准增加两倍有关从标准B到新到新B产生影响的信息产生影响的信息 有关有关A和和B的影响是否是添加的信息（它们是互相影响的影响是否是添加的信息（它们是互相影响或是有结合在一起

12、的影响吗？）或是有结合在一起的影响吗？）标准标准新因素因素B因素因素A新标准标准新因素因素B因素因素A新对两个有兴趣的因素的一次一个因素对两个有兴趣的因素的一次一个因素对两个有兴趣的因素的设计实验对两个有兴趣的因素的设计实验用用MINITAB设计实验设计实验23范例范例Version Nov 2002Page 22 一个全因数设计能检验所有标准上的全部因素。一个全因数设计能检验所有标准上的全部因素。 它使用整个设计空间 它检测所有标准上的全部因素以及它们的相互影响 23范例范例 2是每个因素（变量）的标准数 3是因素的数量23 因素的数量=3因素的标准=2Version Nov 2002Pag

13、e 23对于对于3个因素，每个在个因素，每个在2个标准上，有个标准上，有23 =2x2x2=8个因素设置的组个因素设置的组合，注意标准次序内的因素的设置模型。合，注意标准次序内的因素的设置模型。标准标准因素因素因素因素因素因素次序次序1 12 23 3 1- 2+- 3-+- 4+- 5-+ 6+-+ 7-+ 8+ 一半一半+/1 一半一半+/1 一半一半+/1Version Nov 2002Page 24对三个可能影响产量的因素对三个可能影响产量的因素因为重复模型而容易排列因为重复模型而容易排列包括了整个设计空间包括了整个设计空间标准因素1因素2因素3次序反应物催化剂供货商120%5 磅A2

14、25%5 磅A320%10 磅A425%10 磅A520%5 磅B625%5 磅B720%10 磅B825%10 磅BVersion Nov 2002Page 25试验数试验数=（2个标准）个标准）（个因素）（个因素）= 2k因此，叫做因此，叫做“因数设计因数设计”注意：每额外因素加倍了所注意：每额外因素加倍了所需的运行数。需的运行数。# of kfactorsX1X2X3X4X5.Xk1234567891011121314151617181920212223242526272829303132.2nStd. OrderK=1K=2K=3K=4K=5Version Nov 2002Page 2

15、6 当因素增加，运行次数成指数倍增加当因素增加，运行次数成指数倍增加 全因数设计包括了整个设计空间全因数设计包括了整个设计空间 有三个因素的实验设计空间可由一个立方体来表示有三个因素的实验设计空间可由一个立方体来表示 因为标准次序中的重复模型，所以全因数设计容易排因为标准次序中的重复模型，所以全因数设计容易排列。列。 2个标准实验的组合数个标准实验的组合数= 2k，=2x2x22(k次），这里次），这里k=因素数目因素数目 一次一个的设计探究了设计空间一个潜在易引起误解一次一个的设计探究了设计空间一个潜在易引起误解的部分。的部分。Version Nov 2002Page 27确定衡量分析实验设

16、计 1. 识别回应衡量YS 2. 识别因素和因素标准XS 3. 选择设计和障碍 4. 任意排列 运行实验分析 5. 收集资料 6. 分析资料 7. 得出结论 8. 核实结果改进控制Version Nov 2002Page 28 项目声明项目声明-背景背景 产品的高失效率造成客户投诉，为此组建一个小组q客户心声（VOC）显示了大多数的产品失效发生在首次使用时q一个对退回产品的工程分析识别出不合格产品是因为微电子部件的损坏q小组进行了根本原因分析并确定损坏发生在产品在传送带上的时候 对传送带的调查发现因为振动产生电火花引起产品漏电，从而造成许多接地线的损坏。 现在的任务是识别最耐用的，能支持传送带

17、的正常振现在的任务是识别最耐用的，能支持传送带的正常振动的接地线动的接地线 小级由制订石川图开始工作，来识别有关接地线耐久性的关键因素。Version Nov 2002Page 29接地线的耐接地线的耐久性久性程序程序环境环境原料原料人人原料电镀 铜 供应商AB尺寸16量度24量度仓库购买代理请求人清洁检查保护方法原料收到检查存储包装原因结果Version Nov 2002Page 30 小组识别出三个他们相信对接地线耐久性有最小组识别出三个他们相信对接地线耐久性有最大影响的因素。所这三个因素都与材料有关：大影响的因素。所这三个因素都与材料有关：1.电线量度（尺寸）q16量度q24量度2.电线

18、类型（原料）q铜q电镀铁3.电线厂商（供货商）qElco工业q齿冠螺栓Version Nov 2002Page 31步骤步骤MINITAB命令命令 1. 识别回应衡量YSY=接地线的耐久性STAT-DOE-CREATEFACTORIAL DESIGN 2. 识别因素和因素标准X SType of Design: 2 level factorial;Number of factors:3 3. 选择设计和障碍Select DesignsFull or fractionalNumber of replicatesNumber of blocksSelect FactorsNamesLow Leve

19、lHigh Level 4. 任意排列 运行Select OptionRandomize Runs实验设计实验设计Version Nov 2002Page 32Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FACTORIAL DESIGNVersion Nov 2002Page 33Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FACTORIAL DESIGN显示可用的设计Version Nov 2002Page 34Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FACTORIAL DESIGNVe

20、rsion Nov 2002Page 35Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FACTORIAL DESIGNSelect 3 FactorsSelect 3 FactorsVersion Nov 2002Page 36步骤步骤MINITAB命令命令 1. 识别回应衡量YSY=接地线的耐久性STAT-DOE-CREATEFACTORIAL DESIGN 2. 识别因素和因素标准X SType of Design: 2 level factorial;Number of factors:3 3. 选择设计和障碍Select DesignsFull or

21、fractionalNumber of replicatesNumber of blocksSelect FactorsNamesLow LevelHigh Level 4. 任意排列 运行Select OptionRandomize Runs实验设计实验设计Version Nov 2002Page 37Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FACTORIAL DESIGNSelect DesignsSelect DesignsVersion Nov 2002Page 38Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FA

22、CTORIAL DESIGNSelect Full FactorialSelect replicates: 2Select blocks: 2(2 batches)Version Nov 2002Page 39定义：所有实验条件的复制定义：所有实验条件的复制为什么？为什么？ 为衡量实验可变性为衡量实验可变性所以我们可决定回应之间的差异是否是因为因素标准的变化（一个特殊的促因）或普通原因可变性 为看的更清楚一个因素是否重要。为看的更清楚一个因素是否重要。 为获得整个实验组合的两上回应：为获得整个实验组合的两上回应： 复制与对一个单件或单批的多重衡量是不一样复制与对一个单件或单批的多重衡量是不一样

23、的。的。Version Nov 2002Page 40定义：分配次序，在其中试验将以随机的机制来定义：分配次序，在其中试验将以随机的机制来运行运行不是标准次序不是在一个便利的次序中运行MINITAB将随机选择运行次数为什么？为什么？ 在实验的所有因素中均分潜中均分潜伏变量的在实验的所有因素中均分潜中均分潜伏变量的影响影响 帮助避免系统或趋积向的影响。帮助避免系统或趋积向的影响。Version Nov 2002Page 41在这个范例中，原料使用可能会跨月，在这个范例中，原料使用可能会跨月，从而使因素影响在按标准次序进行的设从而使因素影响在按标准次序进行的设计运行变得不明显。计运行变得不明显。2

24、010070605040Day of the MonthYieldVersion Nov 2002Page 42在这个随机化的实验中，不论每月的变在这个随机化的实验中，不论每月的变化化如何，原料卖主影响明显可见的。化化如何，原料卖主影响明显可见的。2010070605040Day of the MonthYieldVendor AVendor BVersion Nov 2002Page 43Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FACTORIAL DESIGNSelect FactorsSelect FactorsVersion Nov 2002Page

25、 44Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FACTORIAL DESIGN输入每个因素的高输入每个因素的高低标准低标准Version Nov 2002Page 45Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- CREATE FACTORIAL DESIGN按按 OKOKVersion Nov 2002Page 46Full Factorial DesignFactors: 3 Base Design: 3, 8 Runs: 16 Replicates: 2 Blocks: 2 Center pts (total): 0Block Ge

26、nerators: replicatesAll terms are free from aliasingMinitab Minitab 命令：命令：Session WindowOutputVersion Nov 2002Page 47StdOrder RunOrder CenterPt BlocksGaugeTypeManufacturer1411224CopperCrown1021224CopperElco1631224SteelCrown1541216SteelCrown1251224SteelElco1161216SteelElco971216CopperElco1381216Coppe

27、rCrown491124SteelElco2101124CopperElco3111116SteelElco6121124CopperCrown7131116SteelCrown1141116CopperElco8151124SteelCrown5161116CopperCrownMinitab Minitab 命令：命令：WorksheetOutput注意：每个计算机的工作表运行次序是不同的注意：每个计算机的工作表运行次序是不同的Version Nov 2002Page 48确定衡量分析实验设计 1. 识别回应衡量YS 2. 识别因素和因素标准XS 3. 选择设计和障碍 4. 任意排列 运行

28、 5. 收集资料5. 收集资料实验分析 6. 分析资料 7. 得出结论 8. 核实结果改进控制Version Nov 2002Page 49解释解释温度对供货商A的影响：（高的平均数一低的平均数）温度对供货商A的影响：交互作用的影响1425.1725.134212117104181251825. 61375.194715219426221316125.52)25.64(19Low High Temperature13Supplier ASupplier BVersion Nov 2002Page 50练习练习说明（续）说明（续）B.收集资料1.按“运行“次序”收集资料2.弯曲每根电线直到断裂3

29、.计数电线断裂前的弯曲次数4.记录必要的注释C.资料收集后：1.在MINITAB中记录整个小组的结果2.填写题目为“从练习中你学到什么有关实验的知识”的空白页。Version Nov 2002Page 51 电线的耐久性将由弯曲电线直到断裂来电线的耐久性将由弯曲电线直到断裂来确定。确定。在“Y”=对产品首次使用失效的客户投诉小“y”=接地线的耐久性 电线断裂前弯曲次数越多，接地线越耐电线断裂前弯曲次数越多，接地线越耐久。久。Version Nov 2002Page 52电线电线开始开始“二次弯曲二次弯曲”“一次弯曲一次弯曲”012Version Nov 2002Page 53Version N

30、ov 2002Page 54答案答案 一根电线不代表所有的电线类型一根电线不代表所有的电线类型 实验流程在一段时间内的差异实验流程在一段时间内的差异 态度影响试验态度影响试验 运作定义运作定义 较难确保多位资料收集者的一致性较难确保多位资料收集者的一致性Version Nov 2002Page 55确定衡量分析实验设计 1. 识别回应衡量YS 2. 识别因素和因素标准XS 3. 选择设计和障碍 4. 任意排列 运行 5. 收集资料5. 收集资料实验分析 6. 分析资料 7. 得出结论 8. 核实结果改进控制Version Nov 2002Page 56步骤步骤MINITAB命令命令 6. 分析

31、资料分析资料STAT-DOE-ANALYZE FACTORIAL DESIGN 识别大的影响Enter responses: Graphs. Effect plots Normal Pareto Alpha=0.05 寻找模型中的问题 Residual for plats standardized Normal plot Residuals vs. Fits Residuals vs. Order 看因素对回应的主要影响看因素对回应的主要影响STAT-DOE-ANALYZE FACTORIAL DESIGN Main effects Setup. Specify response and al

32、l factors of interest 绘制原始资料，使大家能看绘制原始资料，使大家能看清如何改进流程清如何改进流程 Interaction Setup. Specify response and all factors of interest Cube Setup. Specify response and all factors of interest7. 用简单的话概括结论8. 核实结果实验分析实验分析Note: Only for replicated or reduced terms analysisVersion Nov 2002Page 57Minitab Minitab 命令

33、：命令：STAT-DOE- ANALYZE FACTORIAL DESIGN用你的数据或文件：用你的数据或文件：Wire Durability.mpjVersion Nov 2002Page 58Minitab Minitab 命令：命令：STAT-DOE- ANALYZE FACTORIAL DESIGNEffects plots: Normal Pareto Alpha=0.05Residuals for Plots: StandardizedResidual Plots: Normal Plot Residuals versus fits Residuals versus orderOK

34、Version Nov 2002Page 59影响被定义为：当一个因素从它的低标准（影响被定义为：当一个因素从它的低标准（-1）改变到高标准）改变到高标准（+1），所发生的相应的变化。），所发生的相应的变化。范例：量度影响范例：量度影响=平均高量度平均高量度-平均低量度平均低量度量度的主要影响是量度的主要影响是8.125次弯曲，从低量度改变到高量度引起耐久次弯曲，从低量度改变到高量度引起耐久性性平均增加性性平均增加8.125次弯曲次弯曲125. 8625.1175.198211257131016981821261718221521Version Nov 2002Page 60 在此例中，因为设

35、计是被复制的，分析在此例中，因为设计是被复制的，分析提供了提供了P值，与在回归中一样，小的值，与在回归中一样，小的P值值显示了重要的影响。显示了重要的影响。 大的影响由柏样图和正态概率图上的符大的影响由柏样图和正态概率图上的符号来确定。号来确定。 无法复制的设计不能用来计算无法复制的设计不能用来计算P值，所以值，所以使用标准影响图的柏拉图，正态概率图。使用标准影响图的柏拉图，正态概率图。Version Nov 2002Page 61目标：目标：了解值分析如何有助于识别资料和模型的问题（30分钟）说明说明1.用你在下几页的资料和信息来分析残值。2.用指定的残值图类型来完成下表3.均分观察资料和结

36、论残值图1正态概率图残值图2残值VS.合适值残值图3残值VS.时间次序Version Nov 2002Page 62为什么？为什么？ 查找与非查找与非“直线直线”关系的主要偏差。这关系的主要偏差。这意味着在资料范围内因素间的关系不是意味着在资料范围内因素间的关系不是持续不变的。持续不变的。 查找离群值查找离群值Version Nov 2002Page 63直线关系显示资料遵循正态分布。直线关系显示资料遵循正态分布。这些值除离群值外，遵循正态分这些值除离群值外，遵循正态分布，检查离群值。布，检查离群值。这个这个S形显示这些值不是正态分布形显示这些值不是正态分布的，（变换数据可能是有用的）的，（变

37、换数据可能是有用的）210-1-2210-1-2Normal ScoreStandardized ResidualNormal Probability Plot of the Residuals(response is Number o)Version Nov 2002Page 64210-1-2210-1-2Normal ScoreStandardized ResidualNormal Probability Plot of the Residuals(response is Number of bends)Version Nov 2002Page 65根据合适值绘制残值图根据合适值绘制残值

38、图为什么？为什么？为查找一个非随机模型，例如扩音器外形。为查找一个非随机模型，例如扩音器外形。 扩音器外形显示随着回应增加，差异也增加，结论可能扩音器外形显示随着回应增加，差异也增加，结论可能会受影响，可能不正确，尝试变换数据。会受影响，可能不正确，尝试变换数据。 忽视由围绕忽视由围绕0的对称点象征的模型。这不是一个特殊原的对称点象征的模型。这不是一个特殊原因。两次复制总是看起来是完美相配的。因。两次复制总是看起来是完美相配的。605040302010210-1-2Fitted ValueStandardized ResidualResiduals Versus the Fitted Valu

39、es(response is Number of bends)605040302010210-1-2Fitted ValueStandardized ResidualResiduals Versus the Fitted Values(response is Number of bends)Version Nov 2002Page 66根据时间次序绘制残值图根据时间次序绘制残值图为什么？为什么？ 为确保只有普通原因与实验可变性相关，这个关系将为确保只有普通原因与实验可变性相关，这个关系将不会改变。不会改变。 为查找可能影响我们结论的潜伏变量（趋向，离群值，为查找可能影响我们结论的潜伏变量（趋向

40、，离群值，或非随机模型）它们可能已隐藏在其他图中的。或非随机模型）它们可能已隐藏在其他图中的。161412108642210-1-2Observation OrderStandardized ResidualResiduals Versus the Order of the Data(response is Number o)161412108642210-1-2Observation OrderStandardized ResidualResiduals Versus the Order of the Data(response is Number o)Version Nov 2002Pag

41、e 676.分析资料分析资料 STAT DOE ANALYZE FACTORIAL DESIGN. Enter responses: Graphs. 识别大的影响识别大的影响 Effect plots Normal Pareto 寻找模型中的问题寻找模型中的问题 Alpha=.05 Residual for plots standardized Normal plots Residuals vs. Order看因素对回应的主要影响看因素对回应的主要影响Notes:Only for replicated or reduced terms analysis STAT DOE ANALYZE FAC

42、TORIAL DESIGN. 绘制原始资料，使大家能看清如何改进流程绘制原始资料，使大家能看清如何改进流程 Main effects Setup.7、用简单的话概述结论、用简单的话概述结论 Specify response and all factors of interest Interaction Setup Specify response and all factors of interest8、核实结果、核实结果 Cube Setup Specify response and all factors of interest实验分析实验分析Version Nov 2002Page 68

43、Minitab命令：命令：STAT DOE FACTORIALFACTORIAL PLOTSVersion Nov 2002Page 69Minitab命令：命令：STAT DOE FACTORIALFACTORIAL PLOTS选择：选择：Main EffectsInteractionCube按如下设置以上每个：按如下设置以上每个：Version Nov 2002Page 70Minitab命令：命令： STAT DOE FACTORIAL FACTORIAL PLOTS 选择：选择： 选择：选择： 弯曲次数弯曲次数 按双箭头选择所有因素按双箭头选择所有因素Version Nov 2002P

44、age 71目标：目标：用因数图来分析数据（20分钟）说明说明1.分析下列每个图：1)主要影响图2)交互作用图3)立方图2.用下几页来帮助准备对每张图的简要陈述制作浏览板报或幻灯片来说明工具从练习的数据中得出结论Version Nov 2002Page 72B的正面影响总体平均值A的负面影响4.454.604.754.904.30回应回应温度压力容量低A高A低B高B低C高CC的正面影响Version Nov 2002Page 73A&B间没有交互作用间没有交互作用定义：当有交互作用存在时，定义：当有交互作用存在时， 一个因素对回应的影响与其他各一个因素对回应的影响与其他各标准因素对回应

45、的影响是不同的。标准因素对回应的影响是不同的。 A&B互相作用互相作用B的影响随着的影响随着A的标准而变化。这里，的标准而变化。这里，B对低标准对低标准A有负面影响，对有负面影响，对高标准高标准A有正面影响。有正面影响。 A&B互相作用互相作用这里，这里，B的影响以与上述相同的方式随着的影响以与上述相同的方式随着A的标准而变化。的标准而变化。低A低A高A高A低B高B低A低A高A高A低B高B低A高A低B高BVersion Nov 2002Page 74三维观察三维观察没有交互作用没有交互作用在X1(X2)方向的回应表面倾斜率在X2(X1)的常量值上是相同的。交互作用交互作用在X1

46、(X2)方向的回应表面倾斜率X2(X1)水平增加而增加YY=2X1X2Y=10Y=2Y=4Y=14X1X2交互作用交互作用没有交互作用没有交互作用Version Nov 2002Page 751425.1725.134212117104181251825. 61375.194715219426221316125.52)25.64(-41319低高温度供货商A供货商B解释解释温度对供货商A的影响：（高的平均数一低的平均数）温度对供货商B的影响：交互作用的影响Version Nov 2002Page 76两个观察资料：可看出两个观察资料：可看出对因素对因素A有负面影响，对有负面影响，对因素因素B没

47、有影响。没有影响。回应是产量。可看出对回应是产量。可看出对供贷商和催化剂有正面供贷商和催化剂有正面影响。影响。9.108.102.22.358515045+-10Labs5Labs催化剂催化剂AB供货商供货商AB-+Version Nov 2002Page 77因数策略因数策略立方体有助于把包含3个因素的实验空间直观化每个对角表示一组实验条件。23=(2个标准)（3个因素）=8个实验条件因数策略因数策略立方体有助于把包含3个因素的实验空间直观化每个对角表示一组实验条件。23=(2个标准)（3个因素）=8个实验条件+-+-+因素因素1因素因素2因素因素3Version Nov 2002Page

48、786.分析资料分析资料 STAT DOE ANALYZE FACTORIAL DESIGN. Enter responses: Graphs. 识别大的影响识别大的影响 Effect plots Normal Pareto 寻找模型中的问题寻找模型中的问题 Alpha=.05 Residual for plots standardized Normal plots Residuals vs. Order看因素对回应的主要影响看因素对回应的主要影响Notes:Only for replicated or reduced terms analysis STAT DOE ANALYZE FACTO

49、RIAL DESIGN. 绘制原始资料，使大家能看清如何改进流程绘制原始资料，使大家能看清如何改进流程 Main effects Setup.7、用简单的话概述结论、用简单的话概述结论 Specify response and all factors of interest Interaction Setup Specify response and all factors of interest8、核实结果、核实结果 Cube Setup Specify response and all factors of interest实验分析实验分析Version Nov 2002Page 79 记

50、录所有在实验期间得出的结论记录所有在实验期间得出的结论确认预期的和不寻常的调查结果确认学到的经验教训用简单的话写下结论 结果应以流程术语来表达，而不是统计结果应以流程术语来表达，而不是统计术语术语 提出建议提出建议 结论和建议必须由数据支持结论和建议必须由数据支持Version Nov 2002Page 80 有两个基本方法来核实从实验田得出的有两个基本方法来核实从实验田得出的结论：结论：确认的运行在建议的设置上运行几个额外的实验，看看是否达到想要的回应。执行实际建议的流程变革改变流程并用SPC追踪结果以确保达到并维持想要的结果 继续监控流程以确保实现预计的耐久性继续监控流程以确保实现预计的耐

51、久性增长。增长。Version Nov 2002Page 81练习：练习：目标目标练习总结结果并合适实验的结论（20分钟）说明：说明：1.完成下两页上的电线耐久性练习总结结论核实结果2.准备好讨论在实现调查结果时你预计发现的步骤和关键问题Version Nov 2002Page 82 我们得出什么结论？我们得出什么结论？ 有任何意外的发现吗？有任何意外的发现吗？ 我们将得出什么对将来运行流程的建议？我们将得出什么对将来运行流程的建议？Version Nov 2002Page 83 我们会做确认运行吗？我们会做确认运行吗？ 为核实结果，我们会作出建议的流程变为核实结果，我们会作出建议的流程变革吗

52、？革吗？ 我们会在全面执行前先做一个试行吗？我们会在全面执行前先做一个试行吗？Version Nov 2002Page 84目标目标应用实验设计到你的流程 完成下页的表格（20分钟）说明说明1)对你的流程之一，列出一些你认为可能会改进流程的变革2)用下页的模板，把流程变革的想法转常驻成一个设计好的实验。3)准备简述：以上步骤1和2学到的主要知识Version Nov 2002Page 85变量（变量（X）和回应（）和回应（Y）的选择）的选择流程：流程： 回应（回应（Y） 如何衡量？如何衡量？1.2.3.集体讨论可能是重要的变量（集体讨论可能是重要的变量（X）：）： 1.5. 2.6. 3.7.

53、 4.8.变量（变量（X）低标准（）低标准（-）高标准（）高标准（+） 1. 2. 3. 4. 5.解决方案解决方案Version Nov 2002Page 87Fractional Factorial Fit: Number of Be versus gauge, type, manufacturerEstimated Effects and Coefficients for Number (coded units)Term Effect Coef SE Coef T PTerm Effect Coef SE Coef T PConstant 37.938 2.667 14.23 0.000

54、Constant 37.938 2.667 14.23 0.000Block 7.062 2.667 2.65 0.033Block 7.062 2.667 2.65 0.033gauge 5.875 2.937 2.667 1.10 0.307gauge 5.875 2.937 2.667 1.10 0.307type -13.125 -6.563 2.667 -2.46 0.043type -13.125 -6.563 2.667 -2.46 0.043manufact 2.875 1.438 2.667 0.54 0.607manufact 2.875 1.438 2.667 0.54

55、0.607gaugegauge* *type -4.125 -2.062 2.667 -0.77 0.465type -4.125 -2.062 2.667 -0.77 0.465gaugegauge* *manufact -8.125 -4.062 2.667 -1.52 0.171manufact -8.125 -4.062 2.667 -1.52 0.171typetype* *manufact 1.875 0.937 2.667 0.35 0.736manufact 1.875 0.937 2.667 0.35 0.736gaugegauge* *typetype* *manufact

56、 -4.125 -2.062 2.667 -0.77 0.465manufact -4.125 -2.062 2.667 -0.77 0.465Version Nov 2002Page 88Minitab命令：命令：STATDOEANALYZE FACTORIAL DESIGN影响图：影响图：Normal ParetoAlpha=0.052.52.01.51.00.50.0BACAABCABCBCPareto Chart of the Standardized Effects(response is Number o, Alpha = .05)A:gaugeB:typeC:manufact10

57、-1-21.51.00.50.0-0.5-1.0-1.5Standardized EffectNormal ScoreBNormal Probability Plot of the Standardized Effects(response is Number o, Alpha = .05)A:gaugeB:typeC:manufact全因数和混合全因数和混合Version Nov 2002Page 90全因数规划实验实验设计的实践方面用MINITAB做实验的设计和分析标准次序随机选择复制残值主要影响图N绘制Pareto交互作用点图，立方图半分数你直觉会选择哪些运行良好特性（平衡，缩小）分离的

58、代价是混合大的半封建数获得相同的完整结果其他部分用MTB来设计解析标准符号练习解释筛选练习解释通常的相比Plackett BurmanVersion Nov 2002Page 91因数策略是一个有效的实验方法因数策略是一个有效的实验方法许多因素潜在地影响了流程许多因素潜在地影响了流程/产品的质量产品的质量在两个标准上调查因素，造成了大量的实验运行次数在两个标准上调查因素，造成了大量的实验运行次数2k 一个有一个有K个因素，个因素，2个标准的因数所需的运行次数个标准的因数所需的运行次数 因素数量因素数量 运行次数运行次数 1 2 2 4 3 8 4 16 5 32 6 64 7 128 8 25

59、6 9 512 10 1024 。 。 。 。 15 32768 。 。 。 。 20 1048576 Version Nov 2002Page 92标准次序标准次序 卖主卖主 量器量器 类型类型1 - - -2 + - -3 - + -4 + + -5 - - +6 + - +7 - + +8 + + +在分派的时间里，你只能运行在分派的时间里，你只能运行4次试验（一次试验（一半）你选择哪半）你选择哪4次试验（一半）？次试验（一半）？- - -+ + +1235786卖主卖主类型类型量器量器4Version Nov 2002Page 93目标目标从最少的资料中得到最多的信息从最少的资料中得到

60、最多的信息标准次序标准次序 卖主卖主 量器量器 类型类型1 - - -2 + - -3 - + -4 + + -5 - - +6 + - +7 - + +8 + + +1235786卖主卖主类型类型量器量器41235786卖主卖主类型类型量器量器4Version Nov 2002Page 94标准次序标准次序 卖主卖主 量器量器 类型类型1 - - -2 + - -3 - + -4 + + -5 - - +6 + - +7 - + +8 + + +1235786卖主卖主类型类型量器量器4你有对量器效果的衡量吗？你有对量器效果的衡量吗？Version Nov 2002Page 95标准次序标准次序 卖主卖主 量器量器