7质量改进与实验设计课件

同样的产品比价格同样的产品比价格同样的价格比质量同样的价格比质量同质同价比服务同质同价比服务 企业竞争用语企业竞争用语.2024/5/42024/5/41 1第七章第七章质量改进与实验设计质量改进与实验设计.2024/5/42024/5/42 2本章内容本章内容1.质量改进质量改进2.试验设计试验设计.2024/5/42024/5/43 31.质量改进质量改进 坚持不断的质量改进是质量管理的基本特点。坚持不断的质量改进是质量管理的基本特点。坚持不断的质量改进是质量管理的基本特点。坚持不断的质量改进是质量管理的基本特点。“质量改进永无止境质量改进永无止境质量改进永无止境质量改进永无止境”是质量管理的基本信念。是质量管理的基本信念。是质量管理的基本信念。是质量管理的基本信念。通过改进质量改善过程中各环节的工作，才能通过改进质量改善过程中各环节的工作，才能通过改进质量改善过程中各环节的工作，才能通过改进质量改善过程中各环节的工作，才能使产品、服务质量不断提高，从而使企业不断使产品、服务质量不断提高，从而使企业不断使产品、服务质量不断提高，从而使企业不断使产品、服务质量不断提高，从而使企业不断地保持竞争的优势。地保持竞争的优势。地保持竞争的优势。地保持竞争的优势。一、质量改进概述一、质量改进概述 二、质量改进的管理二、质量改进的管理 三、质量改进的步骤三、质量改进的步骤 四、质量改进的支持工具和技术四、质量改进的支持工具和技术 .2024/5/42024/5/44 4一、质量改进概述一、质量改进概述（一）质量改进的（一）质量改进的概念概念（二）质量改进的（二）质量改进的原则原则（三）质量改进的（三）质量改进的环境环境.2024/5/42024/5/45 5（一）质量改进的概念（一）质量改进的概念 质量改进（质量改进（质量改进（质量改进（Quality improvementQuality improvement）是指是指是指是指“为为为为了本组织和它的顾客双方的利益，在组织中采了本组织和它的顾客双方的利益，在组织中采了本组织和它的顾客双方的利益，在组织中采了本组织和它的顾客双方的利益，在组织中采取措施以提高各项活动和过程的效果和效益取措施以提高各项活动和过程的效果和效益取措施以提高各项活动和过程的效果和效益取措施以提高各项活动和过程的效果和效益”（ISO8402-1994ISO8402-1994）；）；）；）；质量改进被定义为质量改进被定义为质量改进被定义为质量改进被定义为“质量管理的一部分，致力质量管理的一部分，致力质量管理的一部分，致力质量管理的一部分，致力于满足质量要求的能力于满足质量要求的能力于满足质量要求的能力于满足质量要求的能力”（ISO9000-2000ISO9000-2000）。）。）。）。.2024/5/42024/5/46 6（二）质量改进的原则（二）质量改进的原则 质量改进是通过过程的改进来实现的。为质量改进是通过过程的改进来实现的。为质量改进是通过过程的改进来实现的。为质量改进是通过过程的改进来实现的。为了实现持续的改进，企业应不断主动进行了实现持续的改进，企业应不断主动进行了实现持续的改进，企业应不断主动进行了实现持续的改进，企业应不断主动进行改进，而不仅仅是被动地等待问题出现了改进，而不仅仅是被动地等待问题出现了改进，而不仅仅是被动地等待问题出现了改进，而不仅仅是被动地等待问题出现了才去进行改进。这样才去进行改进。这样才去进行改进。这样才去进行改进。这样:一方面，出现了问题就应立即采取纠正措施；一方面，出现了问题就应立即采取纠正措施；一方面，出现了问题就应立即采取纠正措施；一方面，出现了问题就应立即采取纠正措施；另一方面另一方面另一方面另一方面，通过寻找改进的机会通过寻找改进的机会通过寻找改进的机会通过寻找改进的机会，也可预防问也可预防问也可预防问也可预防问 题的出现。题的出现。题的出现。题的出现。由于由于由于由于预防和纠正措施预防和纠正措施预防和纠正措施预防和纠正措施改进了过程，因而它改进了过程，因而它改进了过程，因而它改进了过程，因而它们对质量改进至关重要。这就是进行质量们对质量改进至关重要。这就是进行质量们对质量改进至关重要。这就是进行质量们对质量改进至关重要。这就是进行质量改进应遵循的基本原则。改进应遵循的基本原则。改进应遵循的基本原则。改进应遵循的基本原则。.2024/5/42024/5/47 7（三）质量改进的环境（三）质量改进的环境 1 1管理职责和领导管理职责和领导管理职责和领导管理职责和领导;2 2价值观、态度和行为准则价值观、态度和行为准则价值观、态度和行为准则价值观、态度和行为准则;3 3质量改进的目标质量改进的目标质量改进的目标质量改进的目标（效果和效率效果和效率效果和效率效果和效率 ）;4 4交流和合作交流和合作交流和合作交流和合作;5 5表扬与批评表扬与批评表扬与批评表扬与批评;6 6教育和培训。教育和培训。教育和培训。教育和培训。.2024/5/42024/5/48 8二、质量改进的管理二、质量改进的管理（一）质量改进的（一）质量改进的组织工作组织工作（二）质量改进的（二）质量改进的策划策划（三）质量改进的（三）质量改进的措施措施.2024/5/42024/5/49 9（一）质量改进的组织工作（一）质量改进的组织工作 质量改进工作的展开：质量改进工作的展开：质量改进工作的展开：质量改进工作的展开：一是从部门内部寻求质量改一是从部门内部寻求质量改一是从部门内部寻求质量改一是从部门内部寻求质量改进的机会；进的机会；进的机会；进的机会；二是从横向跨部门的过程中二是从横向跨部门的过程中二是从横向跨部门的过程中二是从横向跨部门的过程中寻求质量改进的机会。寻求质量改进的机会。寻求质量改进的机会。寻求质量改进的机会。组织质量改进工作时：组织质量改进工作时：组织质量改进工作时：组织质量改进工作时：首先要提出方针、策略和质首先要提出方针、策略和质首先要提出方针、策略和质首先要提出方针、策略和质量改进的主要目标；量改进的主要目标；量改进的主要目标；量改进的主要目标；明确为满足需要和实现目标明确为满足需要和实现目标明确为满足需要和实现目标明确为满足需要和实现目标的总的方法、支持手段、协的总的方法、支持手段、协的总的方法、支持手段、协的总的方法、支持手段、协调各项质量改进活动的方法调各项质量改进活动的方法调各项质量改进活动的方法调各项质量改进活动的方法;为质量改进提供人力、物力、为质量改进提供人力、物力、为质量改进提供人力、物力、为质量改进提供人力、物力、财力的措施等。财力的措施等。财力的措施等。财力的措施等。质量改进的组织形式质量改进的组织形式质量改进的组织形式质量改进的组织形式:大型企业往往要成立质量改大型企业往往要成立质量改大型企业往往要成立质量改大型企业往往要成立质量改进委员会，并由综合的管理进委员会，并由综合的管理进委员会，并由综合的管理进委员会，并由综合的管理部门或技术部门负责进行质部门或技术部门负责进行质部门或技术部门负责进行质部门或技术部门负责进行质量改进的计划、组织、指导、量改进的计划、组织、指导、量改进的计划、组织、指导、量改进的计划、组织、指导、协调工作和改进的诊断工作。协调工作和改进的诊断工作。协调工作和改进的诊断工作。协调工作和改进的诊断工作。具体实施某项质量改进时，具体实施某项质量改进时，具体实施某项质量改进时，具体实施某项质量改进时，通常要成立质量改进小组。通常要成立质量改进小组。通常要成立质量改进小组。通常要成立质量改进小组。该小组的任务是研究制订改该小组的任务是研究制订改该小组的任务是研究制订改该小组的任务是研究制订改进项目的计划，并负责计划进项目的计划，并负责计划进项目的计划，并负责计划进项目的计划，并负责计划的执行。小组成员一般来自的执行。小组成员一般来自的执行。小组成员一般来自的执行。小组成员一般来自企业不同的部门。企业不同的部门。企业不同的部门。企业不同的部门。.2024/5/42024/5/41010（二）质量改进的策划（二）质量改进的策划 为为为为达达达达到到到到预预预预期期期期的的的的质质质质量量量量改改改改进进进进目目目目标标标标，必必必必须须须须要要要要制制制制定定定定质质质质量量量量改改改改进进进进计计计计划划划划。质质质质量量量量改改改改进进进进计计计计划划划划一一一一般般般般可可可可分分分分为为为为年年年年度度度度质质质质量量量量改改改改进进进进计计计计划划划划和和和和质质质质量量量量改改改改进进进进项项项项目目目目实实实实施施施施计计计计划两类。划两类。划两类。划两类。企企企企业业业业领领领领导导导导者者者者应应应应以以以以最最最最大大大大限限限限度度度度地地地地减减减减少少少少质质质质量量量量损损损损失失失失（quality quality losseslosses，指指指指因因因因未未未未认认认认识识识识到到到到过过过过程程程程中中中中的的的的潜潜潜潜在在在在资资资资源源源源而而而而导导导导致致致致的的的的损损损损失失失失）作作作作为为为为质质质质量量量量改改改改进进进进的的的的目标，并将其纳入年度质量改进计划。目标，并将其纳入年度质量改进计划。目标，并将其纳入年度质量改进计划。目标，并将其纳入年度质量改进计划。年年年年度度度度质质质质量量量量改改改改进进进进计计计计划划划划的的的的重重重重点点点点是是是是新新新新开开开开辟辟辟辟的的的的改改改改进进进进领领领领域域域域和和和和改改改改进进进进工工工工作作作作进进进进展展展展不力的领域。不力的领域。不力的领域。不力的领域。企企企企业业业业中中中中的的的的每每每每个个个个职职职职工工工工，乃乃乃乃至至至至企企企企业业业业的的的的供供供供应应应应方方方方及及及及顾顾顾顾客客客客都都都都应应应应以以以以不不不不同同同同的的的的方方方方式参与质量改进计划的制订，这样可以大大增加改进的机会。式参与质量改进计划的制订，这样可以大大增加改进的机会。式参与质量改进计划的制订，这样可以大大增加改进的机会。式参与质量改进计划的制订，这样可以大大增加改进的机会。年度质量改进计划一般通过一系列的、特定的质量改进项目或年度质量改进计划一般通过一系列的、特定的质量改进项目或年度质量改进计划一般通过一系列的、特定的质量改进项目或年度质量改进计划一般通过一系列的、特定的质量改进项目或活动来实施，所以对于具体的改进项目要分别制订质量改进项活动来实施，所以对于具体的改进项目要分别制订质量改进项活动来实施，所以对于具体的改进项目要分别制订质量改进项活动来实施，所以对于具体的改进项目要分别制订质量改进项目实施计划。目实施计划。目实施计划。目实施计划。.2024/5/42024/5/41111（三）质量改进的措施（三）质量改进的措施（1 1）要要要要把把把把满满满满足足足足内内内内、外外外外部部部部顾顾顾顾客客客客的的的的需需需需要放在首位；要放在首位；要放在首位；要放在首位；（2 2）质质质质量量量量改改改改进进进进要要要要贯贯贯贯穿穿穿穿于于于于从从从从企企企企业业业业到到到到顾客的整个供应链；顾客的整个供应链；顾客的整个供应链；顾客的整个供应链；（3 3）向向向向全全全全体体体体职职职职工工工工明明明明确确确确企企企企业业业业领领领领导导导导的的的的质质质质量量量量责责责责任任任任和和和和各各各各级级级级管管管管理理理理人人人人员员员员的的的的责责责责、权、利情况；权、利情况；权、利情况；权、利情况；（4 4）强强强强调调调调不不不不断断断断进进进进行行行行质质质质量量量量改改改改进进进进是是是是每每每每一个职工的重要工作内容；一个职工的重要工作内容；一个职工的重要工作内容；一个职工的重要工作内容；（5 5）通过改进过程来解决问题；通过改进过程来解决问题；通过改进过程来解决问题；通过改进过程来解决问题；（6 6）不断地改进所有过程；不断地改进所有过程；不断地改进所有过程；不断地改进所有过程；（7 7）注注注注重重重重建建建建立立立立信信信信息息息息、资资资资料料料料的的的的交交交交流流流流渠道；渠道；渠道；渠道；（8 8）促促促促进进进进各各各各部部部部门门门门和和和和各各各各个个个个工工工工作作作作人人人人员员员员之间的相互合作和尊重；之间的相互合作和尊重；之间的相互合作和尊重；之间的相互合作和尊重；（9 9）强调用事实来说话，根据对强调用事实来说话，根据对强调用事实来说话，根据对强调用事实来说话，根据对定量、定性资料的分析进行决定量、定性资料的分析进行决定量、定性资料的分析进行决定量、定性资料的分析进行决策。策。策。策。.2024/5/42024/5/41212三、质量改进的步骤三、质量改进的步骤 改进项目或活动通常起始于改进项目或活动通常起始于改进项目或活动通常起始于改进项目或活动通常起始于改进机会的发现，而改进机改进机会的发现，而改进机改进机会的发现，而改进机改进机会的发现，而改进机会的发现则又基于对质量损会的发现则又基于对质量损会的发现则又基于对质量损会的发现则又基于对质量损失的度量和（或）与同行业失的度量和（或）与同行业失的度量和（或）与同行业失的度量和（或）与同行业中领先企业进行对比分析。中领先企业进行对比分析。中领先企业进行对比分析。中领先企业进行对比分析。问题一旦明确，质量改进项问题一旦明确，质量改进项问题一旦明确，质量改进项问题一旦明确，质量改进项目或活动就可以通过一系列目或活动就可以通过一系列目或活动就可以通过一系列目或活动就可以通过一系列步骤向前推进，并通过采取步骤向前推进，并通过采取步骤向前推进，并通过采取步骤向前推进，并通过采取预防或纠正措施来完成，最预防或纠正措施来完成，最预防或纠正措施来完成，最预防或纠正措施来完成，最终使该过程达到和保持新的、终使该过程达到和保持新的、终使该过程达到和保持新的、终使该过程达到和保持新的、更高的水平。更高的水平。更高的水平。更高的水平。实施质量改进的一般步骤如下：实施质量改进的一般步骤如下：实施质量改进的一般步骤如下：实施质量改进的一般步骤如下：（一）质量改进项目或活动确立（一）质量改进项目或活动确立（一）质量改进项目或活动确立（一）质量改进项目或活动确立 （二）调查可能的原因（二）调查可能的原因（二）调查可能的原因（二）调查可能的原因 （三）确定因果关系（三）确定因果关系（三）确定因果关系（三）确定因果关系 （四）采取预防或纠正措施（四）采取预防或纠正措施（四）采取预防或纠正措施（四）采取预防或纠正措施 （五）对改进进行确认（五）对改进进行确认（五）对改进进行确认（五）对改进进行确认 （六）保持成果（六）保持成果（六）保持成果（六）保持成果 （七）继续改进（七）继续改进（七）继续改进（七）继续改进 上述质量改进的步骤也就是一个上述质量改进的步骤也就是一个上述质量改进的步骤也就是一个上述质量改进的步骤也就是一个PDCAPDCA循环。循环。循环。循环。将将将将PDCAPDCA循环用于持续的质量改循环用于持续的质量改循环用于持续的质量改循环用于持续的质量改进，就能使产品、服务质量不断进，就能使产品、服务质量不断进，就能使产品、服务质量不断进，就能使产品、服务质量不断提高到更高的水平。提高到更高的水平。提高到更高的水平。提高到更高的水平。.2024/5/42024/5/41313四、质量改进的支持工具和技术四、质量改进的支持工具和技术 在质量改进项目和活动中，在质量改进项目和活动中，在质量改进项目和活动中，在质量改进项目和活动中，以实际状况和资料的分析以实际状况和资料的分析以实际状况和资料的分析以实际状况和资料的分析为基础进行决策是很重要为基础进行决策是很重要为基础进行决策是很重要为基础进行决策是很重要的，需要正确地运用有关的，需要正确地运用有关的，需要正确地运用有关的，需要正确地运用有关方法和技术。方法和技术。方法和技术。方法和技术。下表中列出的方法和技术，下表中列出的方法和技术，下表中列出的方法和技术，下表中列出的方法和技术，主要用于确立质量改进项主要用于确立质量改进项主要用于确立质量改进项主要用于确立质量改进项目或活动时去分析问题和目或活动时去分析问题和目或活动时去分析问题和目或活动时去分析问题和寻找问题，其中包括寻找问题，其中包括寻找问题，其中包括寻找问题，其中包括:分析定量资料的方法分析定量资料的方法分析定量资料的方法分析定量资料的方法;分析定性资料的方法分析定性资料的方法分析定性资料的方法分析定性资料的方法。在实施质量改进时，除了在实施质量改进时，除了在实施质量改进时，除了在实施质量改进时，除了发现问题要用到有关的方发现问题要用到有关的方发现问题要用到有关的方发现问题要用到有关的方法和技术外，对于怎样解法和技术外，对于怎样解法和技术外，对于怎样解法和技术外，对于怎样解决问题有时也需要用到一决问题有时也需要用到一决问题有时也需要用到一决问题有时也需要用到一些有关的方法和技术。些有关的方法和技术。些有关的方法和技术。些有关的方法和技术。实验设计法实验设计法实验设计法实验设计法就是帮助我们就是帮助我们就是帮助我们就是帮助我们找出怎样解决问题的途径找出怎样解决问题的途径找出怎样解决问题的途径找出怎样解决问题的途径的一种十分重要的工具。的一种十分重要的工具。的一种十分重要的工具。的一种十分重要的工具。.2024/5/42024/5/41414用于定性资料的方法和技术用于定性资料的方法和技术方法和技术方法和技术方法和技术方法和技术在质量管理方面的应用在质量管理方面的应用在质量管理方面的应用在质量管理方面的应用分层图分层图分层图分层图将大量的有关某一特定主题的意见、观点或想法将大量的有关某一特定主题的意见、观点或想法将大量的有关某一特定主题的意见、观点或想法将大量的有关某一特定主题的意见、观点或想法分类汇总。分类汇总。分类汇总。分类汇总。水平对比水平对比水平对比水平对比把一个过程与公认的占领先地位的过程进行对比，把一个过程与公认的占领先地位的过程进行对比，把一个过程与公认的占领先地位的过程进行对比，把一个过程与公认的占领先地位的过程进行对比，以确定质量改进的机会。以确定质量改进的机会。以确定质量改进的机会。以确定质量改进的机会。头脑风爆法头脑风爆法头脑风爆法头脑风爆法确定问题可能的解决办法和潜在质量改进的机会。确定问题可能的解决办法和潜在质量改进的机会。确定问题可能的解决办法和潜在质量改进的机会。确定问题可能的解决办法和潜在质量改进的机会。因果图因果图因果图因果图分析和表达因果关系；分析和表达因果关系；分析和表达因果关系；分析和表达因果关系；根据症状分析原因，也包括分析解决问题的办法。根据症状分析原因，也包括分析解决问题的办法。根据症状分析原因，也包括分析解决问题的办法。根据症状分析原因，也包括分析解决问题的办法。流程图流程图流程图流程图说明现有的过程；设计新过程。说明现有的过程；设计新过程。说明现有的过程；设计新过程。说明现有的过程；设计新过程。树图树图树图树图列出某主题与其组成要素之间的关系。列出某主题与其组成要素之间的关系。列出某主题与其组成要素之间的关系。列出某主题与其组成要素之间的关系。.2024/5/42024/5/41515用于定量资料的方法和技术用于定量资料的方法和技术方法和技术方法和技术方法和技术方法和技术在质量管理方面的应用在质量管理方面的应用在质量管理方面的应用在质量管理方面的应用控制图控制图控制图控制图控制控制控制控制过程是否处于稳定状态，以及适当调整；过程是否处于稳定状态，以及适当调整；过程是否处于稳定状态，以及适当调整；过程是否处于稳定状态，以及适当调整；诊断诊断诊断诊断确定引起过程不稳定的异常因素；确定引起过程不稳定的异常因素；确定引起过程不稳定的异常因素；确定引起过程不稳定的异常因素；确认确认确认确认确认某过程的改进。确认某过程的改进。确认某过程的改进。确认某过程的改进。直方图直方图直方图直方图显示波动的形态；显示波动的形态；显示波动的形态；显示波动的形态；直观地给出有关过程情况的信息；直观地给出有关过程情况的信息；直观地给出有关过程情况的信息；直观地给出有关过程情况的信息；确定在何处进行改进工作。确定在何处进行改进工作。确定在何处进行改进工作。确定在何处进行改进工作。排列图排列图排列图排列图按重要性顺序显示出每一项目对整个问题的作用，按重要性顺序显示出每一项目对整个问题的作用，按重要性顺序显示出每一项目对整个问题的作用，按重要性顺序显示出每一项目对整个问题的作用，确定改进的机会。确定改进的机会。确定改进的机会。确定改进的机会。散布图散布图散布图散布图发现和显示两组相关数据之间的关系，确定两组发现和显示两组相关数据之间的关系，确定两组发现和显示两组相关数据之间的关系，确定两组发现和显示两组相关数据之间的关系，确定两组相关数据之间预期的关系。相关数据之间预期的关系。相关数据之间预期的关系。相关数据之间预期的关系。试验设计试验设计试验设计试验设计合理安排实验，科学分析试验结果。合理安排实验，科学分析试验结果。合理安排实验，科学分析试验结果。合理安排实验，科学分析试验结果。.2024/5/42024/5/416162.实验设计实验设计 一、概述一、概述实验设计的实验设计的实验设计的实验设计的必要性必要性必要性必要性工业实验的工业实验的工业实验的工业实验的目的目的目的目的实验包括的阶段实验包括的阶段实验包括的阶段实验包括的阶段实验设计实验设计实验设计实验设计实验实施实验实施实验实施实验实施实验结果分析实验结果分析实验结果分析实验结果分析实验设计的实验设计的实验设计的实验设计的原则原则原则原则 二、实验设计二、实验设计二、实验设计二、实验设计 单因子实验设计单因子实验设计单因子实验设计单因子实验设计（略）（略）（略）（略）实验方法实验方法实验方法实验方法 数据的构造模型数据的构造模型数据的构造模型数据的构造模型 方差分析方差分析方差分析方差分析 平方和的计算平方和的计算平方和的计算平方和的计算 最优水平的计算最优水平的计算最优水平的计算最优水平的计算 二因子实验设计二因子实验设计二因子实验设计二因子实验设计（略）（略）（略）（略）有重复的二因子实验有重复的二因子实验有重复的二因子实验有重复的二因子实验 无重复的二因子实验无重复的二因子实验无重复的二因子实验无重复的二因子实验 正交实验设计正交实验设计正交实验设计正交实验设计.2024/5/42024/5/41717 （一）实验设计的必要性（一）实验设计的必要性以实例说明以实例说明以实例说明以实例说明为了提高某化工产品的纯度，关心的问题是反应温度对产品为了提高某化工产品的纯度，关心的问题是反应温度对产品为了提高某化工产品的纯度，关心的问题是反应温度对产品为了提高某化工产品的纯度，关心的问题是反应温度对产品纯度的影响。这时可按反应温度对产品纯度的数据进行分层，纯度的影响。这时可按反应温度对产品纯度的数据进行分层，纯度的影响。这时可按反应温度对产品纯度的数据进行分层，纯度的影响。这时可按反应温度对产品纯度的数据进行分层，研究与各温度层次对应的纯度值；也可以利用回归分析确定研究与各温度层次对应的纯度值；也可以利用回归分析确定研究与各温度层次对应的纯度值；也可以利用回归分析确定研究与各温度层次对应的纯度值；也可以利用回归分析确定反应温度与纯度之间的经验关系等等。不过，这样获得的结反应温度与纯度之间的经验关系等等。不过，这样获得的结反应温度与纯度之间的经验关系等等。不过，这样获得的结反应温度与纯度之间的经验关系等等。不过，这样获得的结论是有条件的。当反应温度以外的其他生产条件不同时，结论是有条件的。当反应温度以外的其他生产条件不同时，结论是有条件的。当反应温度以外的其他生产条件不同时，结论是有条件的。当反应温度以外的其他生产条件不同时，结论也可能不同，即此时得不到反应温度与纯度之间的真正的论也可能不同，即此时得不到反应温度与纯度之间的真正的论也可能不同，即此时得不到反应温度与纯度之间的真正的论也可能不同，即此时得不到反应温度与纯度之间的真正的关系。当质量特性值受多种条件（因素）影响时，原则上虽关系。当质量特性值受多种条件（因素）影响时，原则上虽关系。当质量特性值受多种条件（因素）影响时，原则上虽关系。当质量特性值受多种条件（因素）影响时，原则上虽可以对质量数据多重分层，但同时会产生在某些条件组合下可以对质量数据多重分层，但同时会产生在某些条件组合下可以对质量数据多重分层，但同时会产生在某些条件组合下可以对质量数据多重分层，但同时会产生在某些条件组合下没有数据的新问题，使分析无法进行。没有数据的新问题，使分析无法进行。没有数据的新问题，使分析无法进行。没有数据的新问题，使分析无法进行。因此，要探明生产条件与质量特性值之间的真正关系，需要因此，要探明生产条件与质量特性值之间的真正关系，需要因此，要探明生产条件与质量特性值之间的真正关系，需要因此，要探明生产条件与质量特性值之间的真正关系，需要按预定计划进行实验，采集必要的数据。按预定计划进行实验，采集必要的数据。按预定计划进行实验，采集必要的数据。按预定计划进行实验，采集必要的数据。这时就要应用实验设计法这一工具了。这时就要应用实验设计法这一工具了。这时就要应用实验设计法这一工具了。这时就要应用实验设计法这一工具了。.2024/5/42024/5/41818（二）工业实验的目的（二）工业实验的目的进行工业实验的目的主要是：进行工业实验的目的主要是：进行工业实验的目的主要是：进行工业实验的目的主要是：为了搞清楚生产条件或其他因素为了搞清楚生产条件或其他因素为了搞清楚生产条件或其他因素为了搞清楚生产条件或其他因素影响质量特性值的规律性，找出影响质量特性值的规律性，找出影响质量特性值的规律性，找出影响质量特性值的规律性，找出最佳条件组合，从而保证与提高最佳条件组合，从而保证与提高最佳条件组合，从而保证与提高最佳条件组合，从而保证与提高产品质量。产品质量。产品质量。产品质量。既提高产品的固有质量水平，又既提高产品的固有质量水平，又既提高产品的固有质量水平，又既提高产品的固有质量水平，又降低产品成本。降低产品成本。降低产品成本。降低产品成本。.2024/5/42024/5/41919（四）实验设计的原则（四）实验设计的原则 重复实验原则重复实验原则重复实验原则重复实验原则 是指在相同的实验条件下，通是指在相同的实验条件下，通是指在相同的实验条件下，通是指在相同的实验条件下，通常应重复实验两次以上。常应重复实验两次以上。常应重复实验两次以上。常应重复实验两次以上。在实验过程中，虽然对确定的在实验过程中，虽然对确定的在实验过程中，虽然对确定的在实验过程中，虽然对确定的实验条件要进行严格控制，但实验条件要进行严格控制，但实验条件要进行严格控制，但实验条件要进行严格控制，但仍可能会由于偶然性原因而造仍可能会由于偶然性原因而造仍可能会由于偶然性原因而造仍可能会由于偶然性原因而造成成成成偶然误差偶然误差偶然误差偶然误差（random errorrandom error），），），），另外，受确定的实验条件以外另外，受确定的实验条件以外另外，受确定的实验条件以外另外，受确定的实验条件以外的一些因素的影响，也可能会的一些因素的影响，也可能会的一些因素的影响，也可能会的一些因素的影响，也可能会造成实验误差。造成实验误差。造成实验误差。造成实验误差。遵循该原则，主要是为了对实遵循该原则，主要是为了对实遵循该原则，主要是为了对实遵循该原则，主要是为了对实验结果进行分析时能定量地评验结果进行分析时能定量地评验结果进行分析时能定量地评验结果进行分析时能定量地评价误差的大小。价误差的大小。价误差的大小。价误差的大小。实验顺序随机化原则实验顺序随机化原则实验顺序随机化原则实验顺序随机化原则 实验结果除了可能受偶然误差实验结果除了可能受偶然误差实验结果除了可能受偶然误差实验结果除了可能受偶然误差影响之外，还可能受影响之外，还可能受影响之外，还可能受影响之外，还可能受系统误差系统误差系统误差系统误差（systematic errorsystematic error）的影响。的影响。的影响。的影响。通过实验顺序随机化，系统性通过实验顺序随机化，系统性通过实验顺序随机化，系统性通过实验顺序随机化，系统性误差可变为偶然性误差了。误差可变为偶然性误差了。误差可变为偶然性误差了。误差可变为偶然性误差了。分块实验原则分块实验原则分块实验原则分块实验原则 就是对每一个实验对象创造相就是对每一个实验对象创造相就是对每一个实验对象创造相就是对每一个实验对象创造相同的实验条件；同的实验条件；同的实验条件；同的实验条件；遵循分块实验原则进行实验，遵循分块实验原则进行实验，遵循分块实验原则进行实验，遵循分块实验原则进行实验，就是要消除就是要消除就是要消除就是要消除系统误差系统误差系统误差系统误差对实验结对实验结对实验结对实验结果的影响。果的影响。果的影响。果的影响。.2024/5/42024/5/42020二、正交实验设计二、正交实验设计无交互作用的正交实验无交互作用的正交实验有交互作用的正交实验有交互作用的正交实验交互作用是指各因交互作用是指各因素之间存在相互影素之间存在相互影响和相互制约关系响和相互制约关系实实验验数数据据显显示示各各因因子子的的综综合合效效果果不不等等于于各各因因子子效效果果的的单单纯纯叠叠加加时时，因因子子之之间间存存在在着着交交互互作作用用.2024/5/42024/5/421211.正交实验的优点正交实验的优点 由于产品质量受多种因素的影响，所以在工业生产中常常需要取由于产品质量受多种因素的影响，所以在工业生产中常常需要取由于产品质量受多种因素的影响，所以在工业生产中常常需要取由于产品质量受多种因素的影响，所以在工业生产中常常需要取多个因子进行实验。多个因子进行实验。多个因子进行实验。多个因子进行实验。因子个数为因子个数为因子个数为因子个数为2 2和和和和3 3时，实验规模较少。但因子数大于时，实验规模较少。但因子数大于时，实验规模较少。但因子数大于时，实验规模较少。但因子数大于3 3时，实验规模时，实验规模时，实验规模时，实验规模将变得很大。例如有将变得很大。例如有将变得很大。例如有将变得很大。例如有5 5个因子，每个因子取个因子，每个因子取个因子，每个因子取个因子，每个因子取5 5个水平，对全部水平个水平，对全部水平个水平，对全部水平个水平，对全部水平组合都进行实验，则一共要做组合都进行实验，则一共要做组合都进行实验，则一共要做组合都进行实验，则一共要做5 55 531253125次实验。次实验。次实验。次实验。要做这么多次实验，所耗时间、人力、物力、财力都将十分庞大，要做这么多次实验，所耗时间、人力、物力、财力都将十分庞大，要做这么多次实验，所耗时间、人力、物力、财力都将十分庞大，要做这么多次实验，所耗时间、人力、物力、财力都将十分庞大，这实际上是不可能的。即使因子及水平数较少时，要做全部实验这实际上是不可能的。即使因子及水平数较少时，要做全部实验这实际上是不可能的。即使因子及水平数较少时，要做全部实验这实际上是不可能的。即使因子及水平数较少时，要做全部实验也不一定是必要的。也不一定是必要的。也不一定是必要的。也不一定是必要的。另外，在有多个因子的情况下，如果搜集有关因子之间有交互作另外，在有多个因子的情况下，如果搜集有关因子之间有交互作另外，在有多个因子的情况下，如果搜集有关因子之间有交互作另外，在有多个因子的情况下，如果搜集有关因子之间有交互作用的情报，可以只对其中一部分进行实验。用的情报，可以只对其中一部分进行实验。用的情报，可以只对其中一部分进行实验。用的情报，可以只对其中一部分进行实验。这里要说明的是，利用正交表安排实验时，一般不考虑三个因子这里要说明的是，利用正交表安排实验时，一般不考虑三个因子这里要说明的是，利用正交表安排实验时，一般不考虑三个因子这里要说明的是，利用正交表安排实验时，一般不考虑三个因子以上的交互作用（把它们作为误差处理）。这是因为，三个因子以上的交互作用（把它们作为误差处理）。这是因为，三个因子以上的交互作用（把它们作为误差处理）。这是因为，三个因子以上的交互作用（把它们作为误差处理）。这是因为，三个因子以上的交互作用一般数值较小，技术上分析起来也很困难。以上的交互作用一般数值较小，技术上分析起来也很困难。以上的交互作用一般数值较小，技术上分析起来也很困难。以上的交互作用一般数值较小，技术上分析起来也很困难。.2024/5/42024/5/422222.正交表的结构正交表的结构正交表是一种规格化的表正交表是一种规格化的表正交表是一种规格化的表正交表是一种规格化的表格，是进行正交实验设计格，是进行正交实验设计格，是进行正交实验设计格，是进行正交实验设计的工具。的工具。的工具。的工具。常用的正交表有二水平正常用的正交表有二水平正常用的正交表有二水平正常用的正交表有二水平正交表、三水平正交表和混交表、三水平正交表和混交表、三水平正交表和混交表、三水平正交表和混合型正交表等。合型正交表等。合型正交表等。合型正交表等。其中二水平正交表是最简其中二水平正交表是最简其中二水平正交表是最简其中二水平正交表是最简单的正交表。它用于安排单的正交表。它用于安排单的正交表。它用于安排单的正交表。它用于安排每个因子都是两个水平的每个因子都是两个水平的每个因子都是两个水平的每个因子都是两个水平的多因子实验。多因子实验。多因子实验。多因子实验。正交表记号：正交表记号：正交表记号：正交表记号：L 8（27）“L”L”表示正交表；表示正交表；表示正交表；表示正交表；L L右下的右下的右下的右下的“8”“8”表示该表共八表示该表共八表示该表共八表示该表共八行，即利用此表安排实验时，行，即利用此表安排实验时，行，即利用此表安排实验时，行，即利用此表安排实验时，总共要做八次实验；总共要做八次实验；总共要做八次实验；总共要做八次实验；括号内的括号内的括号内的括号内的“2”“2”表示是二水表示是二水表示是二水表示是二水平正交表，即每个因子都有平正交表，即每个因子都有平正交表，即每个因子都有平正交表，即每个因子都有两个水平；两个水平；两个水平；两个水平；括号内的指数括号内的指数括号内的指数括号内的指数“7”“7”表示有表示有表示有表示有七列，即利用此正交表最多七列，即利用此正交表最多七列，即利用此正交表最多七列，即利用此正交表最多可以安排有七个要因的实验。可以安排有七个要因的实验。可以安排有七个要因的实验。可以安排有七个要因的实验。正交表形式正交表形式.2024/5/42024/5/42323L 8（27）列号列号实验号实验号1 12 23 34 45 56 67 71 12 23 34 45 56 67 78 81 12 21 12 21 12 21 12 21 11 12 22 21 11 12 22 21 12 22 21 12 21 11 12 22 22 22 22 21 11 11 11 12 21 12 21 11 12 21 12 21 11 12 22 22 22 21 11 12 21 11 12 22 21 11 12 2正交表形式正交表形式 1.2024/5/42024/5/42424L 9（34）列号列号实验号实验号1 12 23 34 41 12 23 34 45 56 67 78 89 91 12 23 31 12 23 31 12 23 31 11 11 12 22 22 23 33 33 33 31 12 22 23 31 11 12 23 32 21 13 31 13 32 23 32 21 1正交表形式正交表形式 2.2024/5/42024/5/42525L 8（41 24）列号列号实验号实验号1 12 23 34 45 51 12 23 34 45 56 67 78 81 13 32 24 41 13 32 24 41 12 22 21 12 21 11 12 22 22 22 22 21 11 11 11 12 21 12 21 11 12 21 12 21 11 12 22 22 22 21 11 1正交表形式正交表形式 3.2024/5/42024/5/426263.正交表的特性正交表的特性正交表具有如下特点：正交表具有如下特点：正交表具有如下特点：正交表具有如下特点：1.1.每一列中，不同的字每一列中，不同的字每一列中，不同的字每一列中，不同的字码出现的次数相等；码出现的次数相等；码出现的次数相等；码出现的次数相等；2.2.任意两列中，将同一任意两列中，将同一任意两列中，将同一任意两列中，将同一行的两个字码看成有序行的两个字码看成有序行的两个字码看成有序行的两个字码看成有序数字对时，则必然构成数字对时，则必然构成数字对时，则必然构成数字对时，则必然构成完全有序数字对，而且完全有序数字对，而且完全有序数字对，而且完全有序数字对，而且每种数字对出现的次数每种数字对出现的次数每种数字对出现的次数每种数字对出现的次数相等。相等。相等。相等。由于正交表的正交性，试由于正交表的正交性，试由于正交表的正交性，试由于正交表的正交性，试之具有以下两个性质：之具有以下两个性质：之具有以下两个性质：之具有以下两个性质：每一列中各种字码出现相同每一列中各种字码出现相同每一列中各种字码出现相同每一列中各种字码出现相同的次数，这就保证了实验条的次数，这就保证了实验条的次数，这就保证了实验条的次数，这就保证了实验条件均衡地分散在配合完全的件均衡地分散在配合完全的件均衡地分散在配合完全的件均衡地分散在配合完全的位级组合中，因而代表性强，位级组合中，因而代表性强，位级组合中，因而代表性强，位级组合中，因而代表性强，容易出现好条件。容易出现好条件。容易出现好条件。容易出现好条件。任意两列中全部有序数字对任意两列中全部有序数字对任意两列中全部有序数字对任意两列中全部有序数字对出现相同的次数，保证了在出现相同的次数，保证了在出现相同的次数，保证了在出现相同的次数，保证了在各个位级的效果中最大限度各个位级的效果中最大限度各个位级的效果中最大限度各个位级的效果中最大限度地排除了其他因素的干扰，地排除了其他因素的干扰，地排除了其他因素的干扰，地排除了其他因素的干扰，因而能最有效地进行比较，因而能最有效地进行比较，因而能最有效地进行比较，因而能最有效地进行比较，做出展望，这是正交表的整做出展望，这是正交表的整做出展望，这是正交表的整做出展望，这是正交表的整齐可比性。齐可比性。齐可比性。齐可比性。.2024/5/42024/5/427274.正交实验计划的步骤正交实验计划的步骤 第一步，明确实验目的，确定实验的考核目标；第一步，明确实验目的，确定实验的考核目标；第一步，明确实验目的，确定实验的考核目标；第一步，明确实验目的，确定实验的考核目标；第二步，挑因素，选位级，制定因素位级表；第二步，挑因素，选位级，制定因素位级表；第二步，挑因素，选位级，制定因素位级表；第二步，挑因素，选位级，制定因素位级表；第三步，选用正交表；第三步，选用正交表；第三步，选用正交表；第三步，选用正交表；第四步，确定实验方案；第四步，确定实验方案；第四步，确定实验方案；第四步，确定实验方案；第五步，实验方案实施；第五步，实验方案实施；第五步，实验方案实施；第五步，实验方案实施；第六步，实验结果分析。第六步，实验结果分析。第六步，实验结果分析。第六步，实验结果分析。.2024/5/42024/5/42828某工件的切削偏差量（毫米）取决于下列因素：某工件的切削偏差量（毫米）取决于下列因素：某工件的切削偏差量（毫米）取决于下列因素：某工件的切削偏差量（毫米）取决于下列因素：切削速度（转切削速度（转切削速度（转切削速度（转/分）分）分）分）刀具数量（把）刀具数量（把）刀具数量（把）刀具数量（把）刀具种类刀具种类刀具种类刀具种类 走刀量（毫米走刀量（毫米走刀量（毫米走刀量（毫米/转）转）转）转）因素因素因素因素 水平水平水平水平切削速度切削速度切削速度切削速度（转（转（转（转/分）分）分）分）刀具数量刀具数量刀具数量刀具数量（把）（把）（把）（把）刀具种类刀具种类刀具种类刀具种类走刀量走刀量走刀量走刀量（毫米（毫米（毫米（毫米/转）转）转）转）1 12 23 31 1（3030）2 2（3838）3 3（5656）1 1（2 2）2 2（3 3）3 3（4 4）1 1（型）型）型）型）2 2（型）型）型）型）3 3（常规）（常规）（常规）（常规）1 1（0.700.70）2 2（0.600.60）3 3（0.470.47）试决定最佳切削组合。试决定最佳切削组合。（一）因子间无交互作用时的正交实验设计（一）因子间无交互作用时的正交实验设计 例例例例 题题题题.2024/5/42024/5/42929实验方案及结果实验方案及结果 因素因素因素因素 实验号实验号实验号实验号切削速度切削速度切削速度切削速度（转（转（转（转/分）分）分）分）A A刀具数量刀具数量刀具数量刀具数量（把）（把）（把）（把）B B刀具种类刀具种类刀具种类刀具种类C C走刀量走刀量走刀量走刀量（毫米（毫米（毫米（毫米/转）转）转）转）D D实验结果实验结果实验结果实验结果偏差量偏差量偏差量偏差量（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）1 12 23 34 45 56 67 78 89 91 1（3030）2 2（3838）3 3（5656）1 12 23 31 12 23 31 1（2 2）1 11 12 2（3 3）2 22 23 3（4 4）3 33 33 3（常规）（常规）（常规）（常规）1 1（型）型）型）型）2 2（型）型）型）型）2 23 31 11 12 23 32 2（0.600.60）1 1（0.700.70）3 3（0.470.47）1 13 32 23 32 21 10.3900.3900.1450.1450.3100.3100.2850.2850.3350.3350.3500.3500.2850.2850.0500.0500.3150.315分析.2024/5/42024/5/43030实验结果分析表实验结果分析表 因素因素因素因素实验号实验号实验号实验号切削速度切削速度切削速度切削速度（转（转（转（转/分）分）分）分）A A刀具数量刀具数量刀具数量刀具数量（把）（把）（把）（把）B B刀具种类刀具种类刀具种类刀具种类C C走刀量走刀量走刀量走刀量（毫米（毫米（毫米（毫米/转）转）转）转）D D实验结果实验结果实验结果实验结果偏差量偏差量偏差量偏差量（毫米）（毫米）（毫米）（毫米）1 12 23 34 45 56 67 78 89 91 1（3030）2 2（3838）3 3（5656）1 12 23 31 12 23 31 1（2 2）1 11 12 2（3 3）2 22 23 3（4 4）3 33 33 3（常规）（常规）（常规）（常规）1 1（型）型）型）型）2 2（型）型）型）型）2 23 31 11 12 23 32 2（0.600.60）1 1（0.700.70）3 3（0.470.47）1 13 32 23 32 21 10.3900.3900.1450.1450.3100.3100.2850.2850.3350.3350.3500.3500.2850.2850.0500.0500.3150.315 0.9600.9600.5300.5300.9750.9750.8450.8450.9700.9700.6500.6500.7800.7800.6450.6451.0401.0400.7450.7450.7900.7900.9300.930+=2.465=2.465=总和总和总和总和R R0.4450.4450.3200.3200.3950.3950.1850.185说明：说明：1（0.960）是实验方案中是实验方案中A的的1、4、7号实验结果之和，其他以此类推。号实验结果之和，其他以此类推。方案优化直观分析直观分析综合分析综合分析.2024/5/42024/5/431315.补充实验补充实验补充实验的必要性：补充实验的必要性：补充实验的必要性：补充实验的必要性：位级值的确定出现较大位级值的确定出现较大位级值的确定出现较大位级值的确定出现较大的实验结果差异。的实验结果差异。的实验结果差异。的实验结果差异。补充实验的可能性：补充实验的可能性：补充实验的可能性：补充实验的可能性：实验条件和（或）实施实验条件和（或）实施实验条件和（或）实施实验条件和（或）实施技术的实际可行性。技术的实际可行性。技术的实际可行性。技术的实际可行性。补充实验的经济性：补充实验的经济性：补充实验的经济性：补充实验的经济性：实验和（或）实践能带实验和（或）实践能带实验和（或）实践能带实验和（或）实践能带来较大的经济效益。来较大的经济效益。来较大的经济效益。来较大的经济效益。该案例中，由于增加刀具数量受限该案例中，由于增加刀具数量受限该案例中，由于增加刀具数量受限该案例中，由于增加刀具数量受限制，改变刀具种类也较难，故这两制，改变刀具种类也较难，故这两制，改变刀具种类也较难，故这两制，改变刀具种类也较难，故这两个因素可暂时分别固定在个因素可暂时分别固定在个因素可暂时分别固定在个因素可暂时分别固定在B B3 3（4 4把刀把刀把刀把刀具）具）具）具）和和和和C C2 2（型刀）型刀）型刀）型刀）上上上上;对切削速度对切削速度对切削速度对切削速度A A因素，可在因素，可在因素，可在因素，可在3838转转转转/分和分和分和分和5656转转转转/分之间选两个位级，如分之间选两个位级，如分之间选两个位级，如分之间选两个位级，如A A4 4=45=45转转转转/分和分和分和分和A A5 5=50=50转转转转/分分分分;走刀量走刀量走刀量走刀量D D也可以选两个位级，如也可以选两个位级，如也可以选两个位级，如也可以选两个位级，如D D4 4=0.8=0.8毫米毫米毫米毫米/转和转和转和转和D D4 4=0.9=0.9毫米毫米毫米毫米/转。转。转。转。这时，只要选这时，只要选 L 4（23）安排实验即安排实验即可；或许能够找到更好的方案。可；或许能够找到更好的方案。.2024/5/42024/5/43232（二）因子间有交互作用时的正交实验设计（二）因子间有交互作用时的正交实验设计 若两个因子若两个因子若两个因子若两个因子A A、B B之间存在着交互作用，之间存在着交互作用，之间存在着交互作用，之间存在着交互作用，则用符号则用符号则用符号则用符号“A A B”B”表示。表示。表示。表示。对于因子之间有交互作用时的正交实对于因子之间有交互作用时的正交实对于因子之间有交互作用时的正交实对于因子之间有交互作用时的正交实验设计，首先应分配有交互作用的因验设计，首先应分配有交互作用的因验设计，首先应分配有交互作用的因验设计，首先应分配有交互作用的因子，并利用交互作用表确定体现它们子，并利用交互作用表确定体现它们子，并利用交互作用表确定体现它们子，并利用交互作用表确定体现它们之间交互作用的列（此列不能再分配之间交互作用的列（此列不能再分配之间交互作用的列（此列不能再分配之间交互作用的列（此列不能再分配给其他因子），然后才能进行没有交给其他因子），然后才能进行没有交给其他因子），然后才能进行没有交给其他因子），然后才能进行没有交互作用的因子的分配。互作用的因子的分配。互作用的因子的分配。互作用的因子的分配。.2024/5/42024/5/43333L 8（27）正交表的交互作用表正交表的交互作用表列列行行1 12 23 34 45 56 67 71 12 23 34 45 56 67 7（1 1）3 3（2 2）2 21 1（3 3）5 56 67 7（4 4）4 47 76 61 1（5 5）7 74 45 52 23 3（6 6）6 65 54 43 32 21 1（7 7）原因分析原因分析.2024/