最經典的DOE培訓資料課程目錄有關DOE與定義DOE的一般形式DOE的意義DOE的分類DOE常見術語DOE處方DOE方法演示1.陳述問題和實驗目的2.選擇“Y〞-響應變量3.陳述因子和程度4.選擇DOE5.施行實驗及收據數據6.分析實驗結果7.結論和方案6a.為整個模型建立方差分析表●統計>DOE>因子>分析因子設計…6b.用簡化模型重新分析實驗6c.進展殘值診斷，保證模型合適●統計>回歸>回歸…●統計>DOE>因子>分析因子設計-圖形6d.研究顯著的交互作用〔P-值<0.05)-首先從高階入手●統計>DOE>因子>因子圖…●統計>方差分析>交互作用圖…6e.研究顯著的主效果〔P-值<0.05)●統計>DOE>因子>因子圖…●統計>方差分析>交互作用圖…6f.獲得的數學模型Y=f(X),計算%SS的影響和評估實際的重要性DOE的關鍵因素a)確定實驗限制條件b)設計實驗--確定實驗設計方法●統計>DOE>因子>創立因子設計…c)噪聲變量d)分組與隨機化e)重復與再現f)確定樣本容量DOE:即實驗設計(DesignofExperimental)--是對實驗方案進展優化設計、以降低實驗誤差和消費費用，減少實驗工作量并對實驗結果進展科學分析的一種科學研究方法；是一種藉用實驗的手段來決定最正確設計或消費的方法。Minitab軟件：是為DOE、質量改善、教育和研究應用領域提供統計軟件和效勞的先導。MINITAB被許多世界一流的公司與四千多所院校所采用。有關DOE與定義愛迪生的助手尼古拉.特勒撒說：“我非常同情他的工作狀況，假如有一點點理論和計算能幫助他的話，就將節省他90%的精力。〞愛迪生是靠苦干拼出來的，他是在邊試驗邊分析后確定下次試驗該怎幺做的。這種方法速度太慢，已經無法適應快速開展的需求了。天才靠的是1%的靈感和99%的汗！--ThomasEdison愛迪生的汗水DOE的一般形式因子的來源考慮:因果圖(魚骨圖),FMEA,柏拉圖,頭腦風暴法…每個因子存在不同的程度(level)觀測值可能受到噪音的影響,DOE將通過不同的試驗,以得到實際的X和Y的關系.<工程或系統的一般模型>DOE的意義1為什么需要試驗設計1、優化設計的必要性進步產量；減少變異性，與額定值或目的值更為一致；減少開發時間；減少總本錢；DOE的意義2基本研究1、發現相關問題2、明了技術要點產品設計1、靈敏度分析2、建立可靠性的公差3、特征組件4、特征結構5、包括低成本組件6、包括低等級物料7、最小的變化8、性能的改善工藝研發1、變量研究2、變量的優化設置3、建立可靠公差4、發現降低成本的解決辦法2、實驗設計的作用工藝研發5、優化變化6、改善過程中心7、減少生產周期8、降低壞品率9、改善產品的可靠性工藝改善1、解決問題2、明了變量及過程之關系3、進行過程能力研究4、設備及方法比較計量1、進行測量系統研究2、判定誤差的主要來源3、最小測量誤差DOE的分類全因子實驗2K

因子設計2K因子與中心點

隨機化區組實驗

部分因子實驗設計響應曲面設計田口設計混料設計過程參數設計優化選擇最正確的參數組合使產品對雜音最不敏感；應用直交表進展原因檢測和平均值的處理；應用直交表使變異最??；最低本錢田口試驗是運用最多的好方法DOE常見術語1我們假定過程的結果當中，y1，y2，y3……是我們關心的輸出變量，這些我們常常稱之為響應〔response〕我們將影響響應的那些變量稱為實驗問題中的因子。其中x1,x2,x3是人們在實驗中可以控制的因子，我們稱為可控因子〔controlledfactor〕在影響過程和結果的因子中除了控制因子還包括一些不可控因子〔uncontrolledfactor〕：u1,u2……,他們通常包括環境、操作員、材料批次等，對于這些變量我們通常很難把它們控制在某個準確值上。不可控因子-噪音U響應Y可控因子X可控因子是影響過程最終結果〔響應〕的輸入變量。DOE常見術語2響應〔Response):實驗輸出的結果，即因變量，通常用“Y〞表示。因子〔Factor):影響實驗輸出結果的不同輸入變量，即自變量，通常用“X〞表示。程度〔Level):實驗中對因子的不同設定值。噪音〔Noise):不可控制的因子/因素。分組〔Blocking):也叫做模塊化，將噪音的干擾最小化的方法。隨機化〔Randomization)：以一種隨機的次序做試驗?！蚕胍糇兞炕螂S機誤差的影響〕編碼〔Code〕:用簡單的符號或數字來代替“X〞的時間的程度的方法。通常把計量型因子的高程度設定為“+1〞，低程度設定為“-1〞，中心程度設定為“0〞。重復〔Repetition):一種組合的反復，以得到一樣程度的多個結果。也即在一個實驗配置組合條件下測試數個樣品〔提醒短期有效性〕再現(Replication):以隨機的次序重復整個實驗，而不是按同樣的次序把實驗再做一次。〔降低系統誤差和隨機誤差〕。也即在一個時間序列上重做整個實驗〔提醒長期有效性〕主效果〔MainEffect):對單個因子而言，從一個程度到另一個程度的變化對輸出的平均影響交互作用〔Interaction):即一個因子A對Y的影響的影響，依賴于因子B所處的程度。那么稱A與B有交互作用。DOE常見術語3實驗次數:多程度實驗次數=K1*K2*K3…(K1,K2,K3為第K個因子的程度數〕。兩程度實驗次數=2K;三程度實驗次數=3K。計量特性的種類〔田口試驗〕望目特性：此特性具有一特定的目的值(愈近目的值愈好)，例如尺寸、換檔壓力、間隙、粘度等。望小特性：目的的極端值是(值愈小愈好)，例如磨耗、收縮、劣化、雜音水準等望大特性：目的值為無限大(值愈大愈好)，例如強度、壽命、燃料效率等。附：品質特性可分為二類計量特性：能以連續尺度量測。如厚度、濃度、時間等。計數特性：不能以連續尺度量測，但能按不連續分級尺度分類。常依主觀而斷定，如好、更好、最好、不合格、不合格品數等。DOE常見術語4-正交表正交表〔直交表〕特點：每一列都是自我平衡，即每一列中各水準出現的頻率一樣。每兩列間都是互相平衡，即在某一列中出現某水準的所有實驗組，在另一列中出現各水準的頻率一樣。陳述實際問題和實驗目的選擇“Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果結論和方案通過DOE想到達什么目的?Y是什么？計量型？計數型？如產出率,作業時間,清潔度等

如溫度(100℃,150℃),重量(20,30,40kg)全因子實驗,田口設計,2K因子實驗或響應曲面設計等

搜集實驗結果的數據運用Minitab進展實驗數據分析制定改善方案

DOE的處方必要時重復實驗陳述問題和實驗目的選擇“Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果結論和方案首先要明白實驗的目的到底要什么？?把握VitalFewX’s(少數關鍵X〕的影響程度?把握選定的重要X之間的交互作用?建立X和Y的預測模型?決定Y最正確化的X的條件:DOE處方-1.陳述實際問題和實驗目的選擇響應變量“Y〞(特性值)?響應變量的定義-改善的目的是什么?[目的值(平均)/分布水準(標準偏向)]-響應變量隨著時間變嗎?響應變量是否具備正態分布?-希望能發現出多大的響應變量的變化程度?-MSA〔測量分析系統〕是否可靠?-希望得到多個輸出響應變量嗎??計數型與計量型數據的比較?計數型屬性數據〔合格/不合格率〕的有效性不及計量型數據〔連續測量數據〕，這說明需要大量的數據才能得出數據有效的統計結論。所以盡量選擇計量型數據作為Y,以防止搜集大量數據

陳述問題和實驗目的選擇“Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果結論和方案DOE處方-2.選擇“Y〞響應變量陳述問題和實驗目的選擇“Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果結論和方案DOE處方-3.陳述因子和程度決定因子選擇“X〞因子，盡量為計量型，可以從以下來：-因果圖-頭腦風暴法-流程圖-專家意見-供給商輸入-競爭性分析-分析階段結果寧缺毋濫！?處理噪音變量〔不可控因子〕的方法-利用隨機化-試圖把噪音變量維持為常數的方法-利用Block化-反復實驗

陳述問題和實驗目的選擇〞Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果結論和方案決定因子的程度?按因子數及影響的特性選擇程度數-因子多時,用2程度-只有線形影響時,用2程度-估計有曲線影響時,用3程度?程度的范圍設定:-選擇“X〞變量，要有足夠的范圍以表達差異。-不可脫離實現可能性的范圍(但可以超出當前Process的范圍)。-對計量性數據的輸入變量的程度設定,大體上要考慮當前條件的界限。DOE處方-3.陳述因子和程度陳述問題和實驗目的選擇“Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果結論和方案考慮實驗的目的和預算等選擇DOEDOE處方-4.選擇DOE當設計一個實驗時，要考慮如下關鍵因素…a)實驗限制條件b)實驗設計方法c)噪聲變量d)隨機化和分組e)重復和反復f)樣本容量實驗設計的關鍵因素(1)DOE處方-4.選擇DOE4a)確定實驗限制條件確定實驗可采用方案數與實驗次數的限制條件。實驗限制條件可以是時間，金錢，人力資源，物質限制等。決定你將做多少次實驗。結合你的實驗目的，選擇最正確實驗設計及你可以采用的最多的實驗次數。注意：1.不要在第一次實驗中用完你所有的資源…2.成功的DOE是一個反復的過程，不是一次實驗就能完成的！實驗設計的關鍵因素(2)DOE處方-4.選擇DOE4b)設計實驗--確定實驗設計方法挑選實驗6以上部分因子實驗4~10全因子實驗1~5田口設計2~13DOE種類因子數量選別重要因子選別重要因子因子與Y的關系尋找因子的最正確條件組合目的區分主效果主效果和部分交互作用所有主效果和交互作用(線性效果〕設計或工序參數優化作用低如今工序知識狀態高響應曲面實驗2~3設定因子的最正確條件反響變量的預測模型(曲線效果〕效果4c)噪聲變量噪聲變量會影響實驗結果，但是我們不能控制它或選擇對其不進展控制。此類變量為或未知。范例：-季節因素，溫度、濕度-設備-操作人員-原材料實驗設計的關鍵因素(3)DOE處方-4.選擇DOE通常可以通過分組和隨機化來降低噪聲變量的影響！實驗設計的關鍵因素(4)4d)分組〔Blocking)將數據分成類似的幾組，以將噪聲或埋伏變量的影響降到最小。實例：在四把槍〔A、B、C和D)及四個戰士測試槍好不好。AAAABBBBCCCCDDDDABCDBCDACDABDABC戰士1戰士2戰士3戰士4造成改變的原因是槍還是戰士？4d)隨機化〔Randomizing)通過分組方法對槍和戰士進展獨立測試減少包括噪聲和埋伏變量在內的其他變量的影響。隨機化：-運行順序-測量順序……DOE處方-4.選擇DOE實驗設計的關鍵因素(5)4e)重復〔Repetition)在不重新設置的情況下，對每次實驗運行測量多個樣本。如AABBCC-更好地估計短期變差再現〔Replication)完全重新設置整個實驗，以得到一樣程度的多個結果。如ABCABC-更好地估計長期變差壓力：LLLLHHHH溫度：LLHHLLHH壓力：LLHHLLHH溫度：LHLHLHLHDOE處方-4.選擇DOE實驗設計的關鍵因素(6)DOE處方-4.選擇DOE4f)確定樣本容量因為觀測值會有變化，我們知道不能總相信測試一個樣本得出的結果。考慮以下因素：Y的標準差〔σ〕，通常通過歷史數據得到。實驗結果要得到的重要的差異的大小〔δ〕，δ=目的值-如今值確定適當樣本數量的置信程度〔α，β〕通常取α，β=0.10.本錢〔﹩〕測試大數量樣本可能消耗較高的資金和時間本錢。有時較大量的樣本也不容易〔或不可能〕搜集。目的是以較低本錢測試足量的樣本，以使結果擁有充分的置信度。同時到達兩個目的并不總是可能。樣本量的搜集幾乎總是在準確度和本錢之間進展權衡。通常經歷做法是實驗Replication的次數取2次以上。施行實驗及搜集數據?確保進展實驗前應設計好數據記錄表〔可以利用Minitab〕，以保證在設計好的表格內記錄所有數據。?在實驗進展過程中應一直在場，因為你無法意料會發生什么

樣的情況！準備數據搜集方案.?保存實驗樣本將會對你有所幫助，假如某一測量值出現問題，你可以重新測量該樣本。

?訓練數據搜集者.?有必要可以示范運營.?施行實驗并搜集數據.陳述問題和實驗目的選擇“Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果結論和方案DOE處方-5.施行實驗及搜集數據陳述問題和實驗目的選擇“Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果結論和方案DOE處方-6.分析實驗結果6a.為整個模型建立方差分析表●統計>DOE>因子>分析因子設計…6b.簡化模型〔去除不顯著的項或平方和影響低的項〕3.進展殘值診斷，保證模型合適●統計>回歸>回歸…4.研究顯著的交互作用〔P-值<0.05)-首先從高階入手●統計>DOE>因子>因子圖…●統計>方差分析>交互作用圖…5.研究顯著的主效果〔P-值<0.05)●統計>DOE>因子>因子圖…●統計>方差分析>交互作用圖…6.陳述獲得的數學模型Y=f(X),計算%SS的影響和評估實際的重要性DOE處方-6.分析實驗結果進展殘差診斷，保證模型合適四合一圖的判斷方法：1)正態概率圖：觀察殘差的正態性檢驗圖：是否符合正態分布.2)殘差與擬合值圖：觀察殘差對于以各自變量為橫軸的散點圖：是否有彎曲趨勢。3)直方圖：觀察殘差對于以響應變量擬合預測值為橫軸的散點圖：等方差性，即是否有“漏斗型〞或“喇叭型〞。4)殘差與順序圖：觀察殘差對于以觀測值順序為橫軸的散點圖：是否隨機波動。需答復的問題：?Y是否存在改善跡象？?實驗結果是否具有統計顯著性？?實驗結果是否具有實際顯著性？?我們是否需要運行附加實驗？?重新驗證實驗，實驗結果可以再現嗎？?以后應該如何應用實驗結果控制該工程？總結與方案：?利用所有的情報解釋實驗結果?設定對輸出變量的預測模型并決定最正確因子程度?追加實驗確認結論(再現性實驗)?沒有得到較好的結果應制定對策(必要的話施行追加實驗)?將模型轉換為真實的流程設置，下結論?對結論和改善方案制作成報告書?提議復制最正確狀態，方案下一步實驗并將變化制度化。結論和方案陳述問題和實驗目的選擇〞Y〞—響應變量陳述因子和程度選擇DOE施行實驗及搜集數據分析實驗結果DOE處方-7.結論和方案DOE方法演示--熱處理實例一名工程師想要理解合金鋼硬度隨著熱處理工藝變化的變化。他設計了一個實驗，用兩種不同的溫度(低和高)，兩個時間(短和長)，來自兩個不同制造商的爐子。但他只有足夠做一次復制實驗的資源。步驟1:陳述實際問題該工程師想要理解合金鋼的硬度。步驟2:選擇〞Y〞—響應變量合金鋼的硬度HRC步驟3:陳述重要的因子和程度溫度:1&2；時間:1&2；爐子:A&BDOE方法演示--熱處理實例步驟4：設計實驗選擇樣本尺寸:重復一次(有多少種實驗組合?)DOE方法演示-熱處理實例步驟4：設計實驗〔續〕DOE方法演示-熱處理實例步驟4：設計實驗〔續〕DOE方法演示-熱處理實例步驟4：設計實驗〔續〕數據附在本培訓資料的文件夾目錄下〔根據上表安排8組實驗〕DOE方法演示-熱處理實例步驟6：分析實驗結果〔先翻開Minitab軟件，從文件\翻開工作表\...翻開〕6a.為整個模型建立方差分析表DO