1、Full Factorial DOE 全因子實驗設計課程目的與對象課程目標：初步掌握DOE實驗設計的目的和作用初步掌握DOE實驗的特點和應用條件初步掌握DOE實驗設計的基本步驟DOE實驗的目的和作用造成問題的原因明確明確不明操作條件明確不明不明解決工具QCC手法控制圖分層分析假設檢驗回歸分析DOEDOEDOE實驗總體思路：篩選主要因子（明確造成問題原因）找出最佳操作條件（操作條件最優化）證實最佳操作條件有再現性（生產中驗證）DOE實驗的目的和作用過程 .輸入可控因素不可控因素輸出x1x2xpz1z2zqy 建立系統模型： DOE是對一個過程或系統的輸入變量作一些有目的的改變，通過觀察和識別輸出

2、響應的變化來找到影響系統的關鍵因素。具體目的包括：確定哪些變量對響應y最有影響確定有影響的x設置在何處可使y幾乎總是接近期望值確定有影響的x設置在何處使得y的變異較小確定有影響的x設置在何處使得不可控因素的效應最小DOE實驗的目的和作用無交互作用的DOE實驗主因子作用=高水平時響應變量平均值-低水平時響應變量平均值DOE實驗的目的和作用有交互作用的DOE實驗交互作用表現為因素A和因素B之間是相互抵消，甚至起到反作用。在交互圖上表現為兩條直線不平行DOE實驗的目的和作用傳統思路進行試驗的不足:實驗效率低，有限的時間和金錢難以支持獲得滿意的結果。無法辨別因子之間的交互作用；因子的影響度信息有限，不

3、得得到完整的工程模型；無法找到最優的因素組合。無法估計實驗的精度誤差。DOE實驗的目的和作用我們的期望:結論更加可信估計實驗的精度區別重要/非重要因子找出因子間交互作用量化因子或交互作用對響應變量的影響度建立預測模型易于分析高效有限的資源、最多的信息最佳選擇DOE實驗設計和數據的統計分析！DOE實驗的特點和應用條件DOE實驗類型包括：全因子實驗部分因子實驗響應曲面模型分析全因子實驗是基礎，我們從這里入手DOE實驗的特點和應用條件DOE的關鍵在于對實驗的設計，而不是實驗結果的分析，如果實驗設計不好，再復雜、先進的數學分析也無濟于過程質量的改進。實驗設計是一個循序漸進的過程，不要期望設計一個復雜的

4、實驗來解決所有的問題。對實驗結果的驗證是衡量實驗結果和模型是否正確的唯一標準DOE實驗的基本步驟實驗設計1、確定響應變量Y2、確定因子Xs3、選擇因子水平4、選擇實驗設計5、隨機化運行6、做實驗，搜集數據實驗分析7、分析數據8、得出結論9、驗證結果DOE實驗的基本步驟1、確定響應變量Y響應變量盡量是計量值數據響應變量應真正反映工序/產品的關鍵質量特征測量系統的能力必須充足（GR&R）當響應變量不止一個時，可以同時考慮多個響應輸出，但Y的個數太多時，會增加問題的復雜性對于每一個響應變量，確定其目標（望大、望小、望目或減少變異）DOE實驗的基本步驟影響因素可控不可控顯著固定可變顯著不顯著屬性型計量

5、型對影響因素進行分類DOE實驗的基本步驟3、選擇因子水平因子的水平不宜選得過大XY-+*DOE實驗的基本步驟因子水平選擇應注意的問題水平的選擇會對實驗結果有顯著的影響要考慮到有些實驗條件是否可行要根據工程經驗進行分析要考慮因子間是否存在交互作用一次實驗不可能解決所有問題，實驗本身也是一個知識發現和學習的過程，確定因子水平時，往往要考慮上一次實驗的結果DOE實驗的基本步驟4、二水平全因子實驗設計基本規則No. X1 X2 X3 X1X2 X2X3 X1X3 X1X2X3 Y1 - - - + + + -2 + - - - + - + 3 - + - - - + +4 + + - + - - -5

6、 - - + + - - + 6 + - + - - + -7 - + + - + - - 8 + + + + + + + 9 0 0 0 0 0 0 010 0 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 主因子 交互作用23全因子組合DOE設計DOE實驗的基本步驟正交表具備如下特點：表中各因子所在的任何一列，所含各種水平的個數都相同表中各因子所在的任何兩列，所有各種可能的數對出現的次數都相同DOE實驗的基本步驟中心點的作用檢驗線性假設是否成立取得純誤差項增加中心點不會破壞實驗的平衡性和正交性DOE實驗的基本步驟正交表符號的含義 L8(23)水平數列數(最多可安排因子個數)試驗

7、次數(表中行數)正交表符號4因子2水平全因子實驗需要運行多少次試驗？DOE實驗的基本步驟5、隨機化運行DOE試驗的三大特點：i)重復(replicate)試驗的重復，而不是試驗結果記錄的重復；量化相同試驗條件下的通常原因偏差（確定實驗的精度）；確定因子作用是否顯著（通常原因偏差&特殊原因偏差）；因子對響應變量的影響（均值&偏差）。DOE實驗的基本步驟iii)區組化（blocking）不同的實驗時間不同的實驗物料批次不同的實驗場所 在實驗過程中引入了新的影響因素，解決辦法是實驗設計時將不可避免的影響因素作為一個因子，對實驗進行區組劃分。DOE實驗的基本步驟6、做試驗、收集數據除實驗過程應改變的因素外，其它因素均不應改變實驗過程中要記錄不可控因素的變化實驗要隨機化DOE實驗的基本步驟2.確定最顯著影響因素殘差分析、因子圖殘差=觀察值-觀察值的平均值正態性；一致性；隨機性；獨立性。DOE實驗的基本步驟因子圖DOE實驗的基本步驟3.量化各因子對響應變量的影響：主因子作用分析DOE實驗的基本步驟交互作用分析DOE實驗的基本步驟建立預測模型C、A*B的P值0.05，為顯著因子DOE實驗的基本步驟8、得出結論簡潔闡述實驗結論解釋實驗結論；提出改進建議；DOE實驗的基本步驟9、驗證實驗結果根據模型解釋的結果確定最優工藝參數，并運行實驗，檢查是否達到了期望的結果另外運行一些試驗，看預測的