DOE培训系列Mintab-DOE操作说明(中心复合设计1)课件

1、MiniTab DOE操作說明中心複合設計1第1页，共25页。中心複合設計說明概述：中心复合设计是在2水平全因子和分部试验设计的基础上发展出来的一种试验设计方法，它是2水平全因子和分部试验设计的拓展。通过对2水平试验增加一个设计点（相当于增加了一个水平），从而可以对评价指标（输出变量）和因素间的非线性关系进行评估。它常用于在需要对因素的非线性影响进行测试的试验。特点：可以进行因素数在26个范围内的试验。试验次数一般为1490次：2因素12次，3因素20次，4因素30次，5因素54次，6因素90次。可以评估因素的非线性影响。适用于所有试验因素均为计量值数末尾的试验。在使用时，一般按三个步骤进行试

2、验。1）先进行2水平全因子或分部试验设计。2）再加上中心点进行非线性测试。3）如果发现非线性影响为显著影响，则加上轴向点进行补充试验以得到非线性预测方程。6、中心复合试验也可一次进行完毕，（在确信有非线性影响的情况下）。2第2页，共25页。中心複合設計試驗目的：本试验的目标为确定塑胶件注塑工序的射出压力、保持压力和射出时间与零件关键尺寸之间的关系，并对三种因素的水平设置进行优化。确定测量指标：小组确定以该零件的关键尺寸“252+2mm”作为测量指标。确定影响因素XS本例影响因素为1、射出压力2、保持压力确定试验因素水平表Factor水平-水平+A.射出壓力(psi)12001400B.保持壓力

3、(psi)700800C射出時間(s)1.21.63第3页，共25页。中心複合設計1. 在MINITAB工作表选择：StatDOEResponse SurfaceCreate Response Surface Design,如下表：2:在出现的对话框，根据试验要求选择所需的信息， Central composite (2 to 6 factors) 为中心复合设计的方法，允许因素数在2-6个之间。 Box-Behnken (3 to 7 factors) 为另一种可分析因素非线性影响的试验设计方法，允许因素在37之間 因子數選擇34第4页，共25页。3:點擊 確認中心复合试验设计的因素数所对应

4、的运行次数中心複合設計5第5页，共25页。4:點擊 選择中心复合试验设计的因素数和对应的运行次数中心複合設計6第6页，共25页。5:點擊 選择中心复合试验设计的因素数和对应的运行次数中心複合設計7第7页，共25页。6:點擊 ，設置相關選項：7. 點擊 ,設置選項中心複合設計8第8页，共25页。8:创建的3因素中心复合全因子试验信息输出如下：中心複合設計Item-18 全因子試驗表Item-914 軸向點試驗表Item-1520 中心點試驗表a:第1-8次试验为3因素全因子试验部分，此部分试验表的结构与3因素全因子试验完全相同。b:第9-14次试验为轴向点部分的试验表，每个因素的轴向点为 （-1

5、.682,+1.682)，3因素组合共六組c:第15-20次试验为中心点试验部分，共六次试验，中心点为(0,0)。9第9页，共25页。中心複合設計9:試驗步驟確定：因無法確定因素及其交互作用对输出的影响是否有非线性影響，故先進行Test-1-全因子試驗和中心點試驗然後在進行軸向點試驗，以確認因子與輸出之間的模型關係：10:全因子試驗和中心點試驗：確定定各点代码与实际水平设置的对应关系：试验点因素代码实际设置代码实际设置A-11200 +11400立方点B-1700 +1800C-11.2 +11.6A01300 中心点B0750 C01.4 A-1.682 1132 +1.6821268轴向点

6、B-1.682 666 +1.682834C-1.682 1.1 +1.6821.710第10页，共25页。中心複合設計11:數據輸入：12:在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponse SurfaceAnalysis Response Surface Design 如下图11第11页，共25页。中心複合設計11: Response欄中輸入Y：12:點擊12第12页，共25页。中心複合設計13: 全因子和中心點因子分析結果如下：射出壓力，保持壓力及射出時間的P值均小於0.05,故其均為顯著因子A*A項，其P值亦小於0.05,故其也為顯著因子線性項和二次項的P值亦小於

7、0.05,故其也為顯著因子分析上表可知：因素A、B、C及A因素的平方项为输出变量的显著影响因素，说明本例存在显著非线性影响，需继续进行轴向点试验以测试各因素与输出间的真正关系。ABC13第13页，共25页。中心複合設計14: 進行軸向點試驗，先輸入數據：15:在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponse SurfaceAnalysis Response Surface Design 如下图14第14页，共25页。中心複合設計16: Response欄中輸入Y：17:點擊 和15第15页，共25页。中心複合設計18: 添加軸向點分析結果如下：射出壓力，保持壓力及射出時

8、間的P值均小於0.05,故其均為顯著因子A*A項，其P值亦小於0.05,故其也為顯著因子線性項和二次項的P值亦小於0.05,故其也為顯著因子ABC16第16页，共25页。中心複合設計19: 建立回歸方程：回歸方程式： Y= 252.5+1.08A+0.72B-0.69C-0.54A*A -A: 射出壓力-B: 保持壓力-C: 射出時間 前四項為顯著因子，故回歸方程中列入，其餘項無需加入17第17页，共25页。中心複合設計19: 擬合輸出：18第18页，共25页。中心複合設計20: 表面圖設置：第一步：在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponse SurfaceCon

9、tour/Surface Plots 如下图選擇Surface plot及點擊19第19页，共25页。中心複合設計20: 表面圖分析：第一步：在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponse SurfaceContour/Surface Plots 如下图从（A、C、Y）图中可以看出，因素A、C对Y的是非线性的，因为表面图发生弯曲。从（B、C、Y）图中可以看出，因素B、C对Y的是接近线性的，因为表面图接近一个平面。从图中可以看出，因素A、B对Y的是非线性的，因为表面图发生弯曲。PS:（A、B、Y）图和（A、C、Y）图发生弯曲的原因为因素A存在二次项，在（B、C、Y）图中，A因素被固定为0，表面图反映的只是因素B与C的影响，是线性的，表现在表面图上为表面图形近似为平面。20第20页，共25页。中心複合設計21: 參數優化：在MINITAB下拉式菜单选：StatDOEResponse SurfaceResponse Optimizer,如下图Select中輸入Y21第21页，共25页。中心複合設計21: 參數優化：點擊 ,進行選項設置22第22页，共25页。中心複合設計21: 參數優化：分析結果各因素最優組合目標達成率23第23页，共25页。中心複合設計22: 試驗結論：1.因素射出压力、保持压力、