DOE入门课程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2016/7/5,#,实验设计（,DOE,）入门,全球品管中心,职级晋升系列之,活动,案例说明：直升机飞行实验,FACTOR,(-1)Level,(1)Level,A,2cm,4cm,B,8cm,10cm,C,2cm,3cm,虚线：对折,实,线,：剪裁,B:,机翼长度,A:,机翼宽度,C,:,机身,宽,度,参考设定值：,8cm,参考设定值：,2,cm,裁剪方式：,什么是,DOE,二,. DOE,的原理和作用,三,. DOE,的种类和步骤,四,. DOE,案例,目录,DOE,是一种结构化和系统化的方法，能有效、快速地揭示多个过程变量,(Xs),与输出或质量特性,(Y),的因果关系，以确定影响过程响应的最重要的因子,(Xs),，从而获得最佳响应,(Y),。,机身宽度,机翼长度,机翼宽度,过程,质量特性,(,飞行时间,T,),因子(,X),响应 (,Y),噪声/不可控因子,一,.,什么是,DOE,响应 (,Y,)=,过程,F,（因子,X,）,DOE,的原理,工程,实践,统计原理,二,. DOE,的原理和作用,显著因子？,实验次数？,相互影响？,.,Buffer PVX Etch,Buffer PVX,Etch,后,形成轻微表面小黑点,1,st,ITO,刻蚀液浸泡,小黑点变大,PVX Etch,后,小黑点逐渐变大,SD,层,GI,层,Buffer PVX Etch,Power,（,W,）,Press,（,mT,）,SF6,（,sccm,）,O2,（,sccm,）,He2,（,sccm,）,Time,（,s,）,改善前,6500,150,300,0,1000,50,改善后,3000,75,300,0,1000,45,PVX Etch,改善前,3000,150,300,450,400,86,改善后,2500,150,500,300,600,86,Step1:Buffer PVX Etch,的,Power,由,6500W,3000W,改善不明显,Step2,：,PVX Etch,的,Power,由,3000W,2500W,，改善明显但工艺调整有限,Step3,：,DOE,实验,案例,12,“,二,. DOE,的原理和作用,DOE,的作用,例：,CELL,刻蚀 点类不良,Issue!,筛选因子,Power,（,W,）,Press,SF6,（,sccm,）,O2,（,sccm,）,He2,（,sccm,）,Time,（,s,）,Other,建立模型,根据主相关因子进行后建立模型进行分析确认趋势方向模型分析,参数优化,Power,（,W,）,250,Press 1500,SF6,（,sccm,）,500,O2,（,sccm,）,300,He2,（,sccm,）,600,Time,（,s,）,85,建模,筛选,优化,输出最佳结果,二,. DOE,的原理和作用,筛选,实验,:,田口设计,PlackettBurman,设计,6,以上,部分因子实验,410,全因子实验,2,5,DOE,种类,因子数量,筛选重要因子,筛选重要因子,因子与,Y,的关系,目的,区分主效应,主效应和,部分,交互作用,所有,主效应和,交互作用，,建立数学模型,(,线性效果）,作用,低,现在工序,了解程度,高,响应曲面实验,23,设定因子的,最佳条件,响应变量,的,预测模型,(,曲线效果）,要求,三,.DOE,的种类和步骤,策划,响应变量“,Y,”,策划,因子,“,x,”,选择合适的,DOE,方法,实施,实验,&,收集,数据,分析结果,&,改善实施,策划实验过程“,F,”,明确问题和目标,W,what,C,choose,D,do,A,analysis,-.,陈述实际问题,-.,期望的改善方向？,-.,望大,/,小,/,目？,-.,计量,/,计数型？,-.,计量,/,计数型？,-.,水平如何？,-.,过程能力？,-.,因子数量如何？,-.,实验经费如何？,-.,数据有无异常？,-.,模型是否符合？,-.,继续实验,or,实施改善？,实验设计阶段,分析改善阶段,P,plan,Y=F,（,x,）,三,.DOE,种类和步骤,四,.DOE,案例,案例说明：直升机飞行实验,响应设定：,Y,：飞行时间,(,秒,),目标飞行时间,最大化,因子及水平定义：,FACTOR,(-1)Level,(1)Level,Material,Card,Paper,Wing,Short,Long,Body,short,Long,1. 3,因素,2,水平全因子实验,2.,重复,一次，共,16,次实验,创建设计,Step.1,启动软件,Step.2,创建设计,四,.DOE,案例,Step.2,设计方案,构建,全因子实验矩阵,Step.1,因子数,Step.3,具体,参数,四,.DOE,案例,Step.2,数据类型水平,全因子水平选择,Step1.,因子选择,四,.DOE,案例,数据填写,标准序,运行序,中心点,区组,Material,Wing,Body,Timer1,Timer2,平均值,4,1,1,1,Paper,Lng Wng,Sht Bdy,2.63,2.53,2.58,13,2,1,1,Card,Sht Wng,Lng Bdy,1.56,1.62,1.59,3,3,1,1,Card,Lng Wng,Sht Bdy,1.87,1.72,1.795,6,4,1,1,Paper,Sht Wng,Lng Bdy,2.25,2.16,2.205,8,5,1,1,Paper,Lng Wng,Lng Bdy,2.78,2.62,2.7,10,6,1,1,Paper,Sht Wng,Sht Bdy,2.28,2.37,2.325,1,7,1,1,Card,Sht Wng,Sht Bdy,1.63,1.72,1.675,11,8,1,1,Card,Lng Wng,Sht Bdy,1.97,1.81,1.89,7,9,1,1,Card,Lng Wng,Lng Bdy,1.94,1.94,1.94,12,10,1,1,Paper,Lng Wng,Sht Bdy,2.96,2.75,2.855,14,11,1,1,Paper,Sht Wng,Lng Bdy,2.03,1.91,1.97,15,12,1,1,Card,Lng Wng,Lng Bdy,1.72,1.63,1.675,5,13,1,1,Card,Sht Wng,Lng Bdy,1.44,1.53,1.485,9,14,1,1,Card,Sht Wng,Sht Bdy,1.5,1.68,1.59,16,15,1,1,Paper,Lng Wng,Lng Bdy,2.53,2.66,2.595,2,16,1,1,Paper,Sht Wng,Sht Bdy,2.13,2.22,2.175,Step1,输入响应,Step2,计算均值,四,.DOE,案例,思考：采集的数据如何判定异常？,数据分析,Step1.,统计,时间序列,时间序列图,Step2.,时间序列图,简单,Step3.,时间序列图,序列,四,.DOE,案例,时间序列图分析,判定正常：随时间变化，平均值无明显规律、无明显异常点,四,.DOE,案例,因子图分析,Step1,：统计,DOE,因子,因子图,Step2,：统计,DOE,因子,因子图,主效应,图,统计,DOE,因子,因子图,交互作用图,四,.DOE,案例,主效应、交互效应分析,主效应图：分析因子分别取高低水平时，响应的变化量,；,比较,截距大小,交互作用：如果因子,A,的效应依赖于因子,B,所处的水平，即称为有,AB,有交互作用，观察,是否相交,四,.DOE,案例,分析因子设计,Step1.,统计,DOE,因子,分析因子设计,Step2.,选择响应,Step3.,选择分析图形,四,.DOE,案例,分析因子设计,Step1.,显著因子柏拉图判定：,红线以右,Step2.P,指判定：,P,0.05,，为显著因子，上例判定,Material/Wing,为显著因子,四,.DOE,案例,残差分析,Step1.,正态概率图判定：残差数据应均匀分布，符合正态分布,Step2.,残差与拟合值判定：应在中心线附近波动，无明显变化规律,Step3.,残差,与,观测值,判定：应随机波动，,无明显,变化,趋势,四,.DOE,案例,响应优化器,Step,：统计,DOE,因子,响应优化器,四,.DOE,案例,响应优化器,Step1,：统计,DOE,因子,响应优化器,设置,Step2,：,响应参数设置,四,.DOE,案例,合意性及验证实验,优化结果：,Paper,材质,+,长机翼,+,短机身可实现最长飞行时间！,四,.DOE,案例,实操和讨论,