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1、試驗設(shè)計修訂本1.簡介2.試驗設(shè)計-正交試驗 -方差分析 -穩(wěn)健性設(shè)計 3.應(yīng)用與展望目錄第一部分:簡介前言試驗設(shè)計的概述發(fā)展歷史生產(chǎn)/制造過程可控制因素不可控制因素資產(chǎn)前言統(tǒng)計技術(shù)在生產(chǎn)/制造過程中的應(yīng)用是對過程中輸入的變量(人,機,料,法,環(huán))進行有目的地優(yōu)化,使輸出的結(jié)果更加理想.試驗設(shè)計是其中較為有效的一種工程工具.通過實驗進行優(yōu)化設(shè)計通過實驗,控制其不良的影響程度試驗設(shè)計方法(DOE:DesignofExperiment)是數(shù)理統(tǒng)計技術(shù)的一種應(yīng)用;試驗設(shè)計是研究如何合理而有效地組織試驗,并運用更為科學(xué)的分析工
2、具對試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)進行處理以取得最佳方案的一種工程方法.試驗設(shè)計(DOE)概述發(fā)展歷史20年代,由英國人費歇(R.A.Fisher)首先提出并在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實踐中獲得豐碩成果.30至40年代,英,美將其逐步推廣應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中.1949年此方法引入日本,并由田口玄一(Taguchi)等學(xué)者加以改進,修定了正交試驗設(shè)計法.在工業(yè)企業(yè)中推廣10多年,獲得極大的經(jīng)濟效益.1957年,田口玄一提出信噪比設(shè)計與產(chǎn)品的三階段設(shè)計(又稱田口試驗法),被譽為日本的國寶.“試驗設(shè)計”是工程及管理人員的必修課.圖示：實驗設(shè)計的演變過程早期的
3、試驗設(shè)計法傳統(tǒng)的正交實驗設(shè)計法穩(wěn)健性設(shè)計現(xiàn)代的多元實驗設(shè)計法因子設(shè)計法正交實驗正交實驗，方差分析殘差分析，多元回歸分析，分式析因?qū)嶒?，曲面響?yīng)和調(diào)優(yōu)運算其主要內(nèi)容有:-合理地安排試驗,獲得數(shù)據(jù);-基于一定置信水平的綜合分析;-快捷而有效地得到優(yōu)選方案.優(yōu)點:以較少的試驗次數(shù),較短的試驗時間,較低的費用,得到滿意的試驗結(jié)果;試驗設(shè)計就是試驗的最優(yōu)化設(shè)計.內(nèi)容與優(yōu)點在ISO9000標準中專用的統(tǒng)計技術(shù)總共包括:試驗設(shè)計方差分析/回歸分析安全性評估/風(fēng)險分析顯著性檢驗品質(zhì)控制圖/累積和技術(shù)科學(xué)抽樣適用范圍試驗設(shè)計在工業(yè)企業(yè)中
4、的應(yīng)用包括:新產(chǎn)品的設(shè)計新工藝的開發(fā)設(shè)備參數(shù)的優(yōu)化工序控制與改善特點是:確定系統(tǒng)的主要影響因素,并加以控制和改善;改善系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)性(Flexible);提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì);與同步工程(Concurrentengineering)相匹配,可以縮短新產(chǎn)品和新工序的開發(fā)時間及提高準確性;正交試驗的引入,使試驗成本大大被降低.使用試驗設(shè)計時,你需要:對試驗對象的現(xiàn)狀和未來發(fā)展有一定的了解,并具有相當?shù)墓ぷ鹘?jīng)驗;清楚試驗的目的和目標指標,能比較準確地確定試驗參數(shù)和它們的水平;在必要時,設(shè)計一個試驗的系列,因為大多數(shù)情況
5、下,你無法憑一次試驗得到最終結(jié)論,后一個試驗是以前一個試驗為基礎(chǔ)的;使試驗和分析盡可能地簡單;清楚基于數(shù)理統(tǒng)計的顯著性與實際觀測的顯著性之間存在的差別.第二部分:試驗設(shè)計正交試驗方差分析穩(wěn)健性設(shè)計總結(jié)想一下,你如何安排這個試驗工序溫度壓力時間材料操作者磨耗電壓波動測量?高品質(zhì)高出貨率低成本如何更經(jīng)濟而有效地組織一個試驗?哪些試驗因素的影響是顯著的,哪些是非顯著的?每個試驗因素取什么樣的設(shè)定水平最好?各個因素按什么樣的設(shè)定水平搭配可以使目標指標達到最佳狀態(tài)?正交試驗法極差分析法方差分析法信噪比1.正交試驗法(Orthog
6、onalexperiment)特點:簡化試驗步驟,以較經(jīng)濟的試驗成本取得較理想的試驗結(jié)果;比如,4因子,3水平的試驗,如果用普通的試驗方法去做,需要做81(3^4)次試驗,而正交試驗只需9次;在試驗中,各因素的每個水平的搭配都是均衡的,對試驗結(jié)果的影響的概率也是相同的;試驗結(jié)果一定是量化的,對于非量化的試驗指標,我們應(yīng)建立相應(yīng)的基準使之量化.正交試驗的主要工具是正交表(Orthogonaltable).7因素,2水平,需做8次試驗的正交試驗表右圖是一個比較典型的正交表.“L”表示此為正交表,“8”表示試驗次數(shù),“2”表
7、示兩水平,“7”表示試驗最多可以有7個因素(包括單個因素及其交互作用).為什么說正交試驗節(jié)約成本,提高效率.正交試驗所需要的試驗次數(shù).普通試驗所需要的試驗次數(shù)正交試驗的類型:單指標的正交試驗多指標的正交試驗水平數(shù)相同的正交試驗混水平的正交試驗有交互作用的正交試驗帶重復(fù)試驗的正交試驗單個因子的影響與其交互作用的影響的比較30m50Kg磷25m50Kg鉀20kg磷30kg鉀40m交互作用=總效果-(20kg磷的效果+30kg鉀的效果)試驗設(shè)計的步驟:1>確定試驗的目標和指標;2>合理地安排試驗,包括:-選擇試驗因素和水平;
8、-選擇合適的正交表,并設(shè)計表頭;-確定試驗方案,包括試驗流程,工具,重復(fù)次數(shù),等等,做成試驗計劃表.開始試驗.3>統(tǒng)計分析試驗結(jié)果,確定最優(yōu)方案;4>進一步的驗証分析.WhyHowtodoAnalysisVerifyRe-flowsolderingmachineFPC焊接機的優(yōu)化試驗實驗背景:FPC焊接是MFG的一個重要的生產(chǎn)工序
