DOE试验设计培训

1、1 1 of 63 of 632 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、时间、粘度等试验过程中的不同输

2、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的因子造成的影响个单独的因子造成的影响重

3、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

4、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FactorsFactors32LevelLevel2438127932168454329 9 of 63 of 63五五、DOEDOE方法方法

5、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 34 45 56 67 71 11 11 11 11 11 11 11 1Y1Y12 21 11 11 12 22 22 22 2Y2Y23 31 12 2

6、2 21 11 12 22 2Y3Y34 41 12 22 22 22 21 11 1Y4Y45 52 21 12 21 12 21 12 2Y5Y56 62 21 12 22 21 12 21 1Y6Y67 72 22 21 11 12 22 21 1Y7Y78 82 22 21 12 21 11 12 2Y8Y8)72(8L正交表正交表1111 of 63 of 631212 of 63 of 638行表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 631414 of 63 of

7、 631515 of 63 of 631616 of 63 of 631717 of 63 of 631818 of 63 of 631919 of 63 of 632020 of 63 of 632121 of 63 of 632222 of 63 of 632323 of 63 of 632424 of 63 of 632525 of 63 of 632626 of 63 of 632727 of 63 of 632828 of 63 of 632929 of 63 of 633030 of 63 of 633131 of 63 of 633232 of 63 of 633333 of 6

8、3 of 633434 of 63 of 633535 of 63 of 633636 of 63 of 633737 of 63 of 633838 of 63 of 633939 of 63 of 634040 of 63 of 634141 of 63 of 634242 of 63 of 634343 of 63 of 634444 of 63 of 634545 of 63 of 634646 of 63 of 634747 of 63 of 634848 of 63 of 634949 of 63 of 635050 of 63 of 635151 of 63 of 635252

9、of 63 of 635353 of 63 of 635454 of 63 of 635555 of 63 of 63l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) ( (o oF)F)口味口味A AB B 63754110375506450471045035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

10、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 637541103755064504710450355858 of 63 of 63图形分析图形分析烘烤时间烘烤时间 烘烤温度烘烤温度( (min)min) ( (o oF)F)口味口味A AB B6(-)375 (-) 4110(+)375 (-) 506(-)450 (+) 4710 (+) 450 (+) 355959 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

11、度( (min)min) ( (o oF)F)口味口味A AB B415047 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 B637541103755064504710 450 356060 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- 1.5B B的主要影响的主要影响 41- 45.5 = 41- 45.5 = - 4.5- 4.56161 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 BABAB6(-)375 (-) 4110(+)375 (-) 506(-)450 (+) 4710 (+) 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 BABAB6(-)3