DOE及Minitab初级知識介绍

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,#,Click to edit Master title style,Click to edit,First,Third,Forth,Five,#,Click to edit Master title style,Click to edit,First,Third,Forth,Five,DOE,#,DOE,及,Minitab,初,级,知識,介绍,上,(,基础概念）,1,內 容,提,提,要,要,DOE術語概,念,念,實驗計,劃,劃表,交互作,用,用及极,差,差分析,实验设,计,计类别,和,和用途,概,概述,如何達,成,成成功,試,試驗,2,DOE,什么是,實,實驗設,計,計(DOE),实验设,计,计方法,是,是一种,同,同时研,究,究多个,输,输入因,素,素对输,出,出的影,响,响，确,定,定影响,结,结果的,关,关键因,素,素及其,最,最有利,于,于结果,的,的取值,方,方法。,试验设,计,计是对,实,实验方,案,案进行,优,优化设,计,计，以,降,降低试,验,验误差,和,和生产,费,费用，,减,减少试,验,验工作,量,量并对,结,结果分,析,析的一,种,种科学,方,方法,3,DOE,試驗設,計,計目的,评估显,著,著因子,最,最佳设,置,置改变,响,响应均,值,值,评估显,著,著因子,最,最佳设,置,置降低,响,响应变,异,异,评估最,佳,佳显著,因,因子设,置,置减少,噪,噪声因,子,子对因,变,变量的,影,影响,评估影,响,响指标,显,显著因,子,子,4,DOE,OneFactor At ATime,最通用,的,的传统,模,模式,允许每,个,个因素,的,的两个,水,水平对,比,比,优点：,便于操,作,作和分,析,析,逻辑性,缺点：,不能代,表,表真实,的,的条件,不知道,结,结果是,否,否显著,的,的,不知道,结,结果是,否,否因其,它,它因子,水,水平变,化,化,变异的,存,存在引,起,起结论,的,的误导,RunFactors,NumberABCDEFGResponse,1,2,3,4,5,6,7,8,1,1,1,2,2,2,2,2,1,1,1,1,2,2,2,2,1,1,1,1,1,2,2,2,1,1,1,1,1,1,2,2,1,1,1,1,1,1,1,2,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,2,2,2,2,2,2,1,1,2,2,2,2,2,2,5,DOE,DOE应用范,畴,畴,OFFLINE,技術開,發,發,產品設,計,計,製程設,計,計,系統選,擇,擇,參數設,計,計決定參,數,數之中,心,心值,允差設,計,計決定參,數,數之公,差,差,ONLINE,生產製,造,造,6,DOE,技術累,積,積的要,件,件,建立技,術,術（製,程,程）評,估,估指標,建立產,品,品（製,程,程）的,初,初期管,制,制圖及Cp&Cpk，作為,判,判斷技,術,術（製,程,程）穩,定,定程度,的,的指標,正確易,懂,懂的操,作,作手冊,藉由QC工程表,，,，建立,製,製造過,程,程中確,保,保品質,的,的基本,保,保證。,其,其中兩,大,大重點,為,為作業,標,標準書,及,及製程,用,用管制,圖,圖。,技術的,正,正確性,確實可,行,行的配,方,方、製,程,程條件,，,，不單,只,只是滿,足,足特定,要,要求（,需,需求）,的,的生產,條,條件，,而,而應該,是,是它的,趨,趨勢圖,，,，以便,日,日後進,行,行局部,修,修正（,規,規格改,變,變）的,依,依據。,對誤差,（,（不可,控,控制原,因,因）的,抵,抵抗程,度,度，因,為,為誤差,是,是被用,來,來評估,技,技術穩,定,定度。,因,因此了,解,解其對,誤,誤差的,抵,抵抗程,度,度將有,助,助於日,後,後新技,術,術的開,發,發。,7,DOE,要因FACTOR,要因：,會影響,特,特性值,的,的要因(配方)。,控制要,因,因：,可由設,計,計者或,主,主事者,變,變更之,要,要因，,用,用以得,到,到最安,定,定(最佳)之產品,輸,輸出值(特性值)。例如:製程條,件,件、構,成,成元件,等,等。,誤差要,因,因：,不可由,設,設計者,或,或主事,者,者變更,之,之要因,，,，或者,變,變更時,所,所需成,本,本相當,高,高。例,如,如；環,境,境溫度,對,對於產,品,品的影,響,響等。,它,它適用,來,來評估,設,設計者,找,找出的,配,配方能,否,否接受考,驗,驗的重要,要,要因。,信號要,因,因：,和特性,值,值有一已知之,函,函數關係，,此,此要因,只,只存在,於,於多重目,標,標特性中,，,，藉由,改,改變此,一,一要因,達,達成不,同,同目的,特,特性的,需,需求。,如,如前例,中,中的三,原,原色的,添,添加量,即,即為信,號,號要因,。,。,8,DOE,水準LEVEL和水準值,水準乃,是,是該要,因,因在能,夠,夠被設定之,可,可能範,圍,圍內，取,得,得數個,不,不同之,設,設定值,，,，此時,稱,稱該要,因,因具有,數,數個水,準,準。而,該,該設定,值,值稱水,準,準值。,常用之,水,水準為,2水準：,一,一般用,於,於非連,續,續之要,因,因。,3水準：,一,一般用,於,於連續,之,之要因,。,。,例如：,塗,塗佈時Temp為控制,要,要因(令為)，其可,能,能之加,工,工範圍,為,為280,330時，常,將,將其取,成,成3水準，,其,其代號,及,及水準,值,值分別,如,如下1280，2300，3330,注意：,當,當為,連,連續性,要,要因，,其,其個水,準,準之間,隔,隔要大,於,於6倍標準差,9,DOE,水平设,置,置,10,DOE,特性值Output,望目值,望小值,望大值,輸出變,量,量目标分,类,类,合适輸,出,出變量,計量型,數,數據,測量與,過,過程功,能,能目標,相,相關的,量,量,定性指,標,標量化,多考核,指,指標的,公,公式評,分,分法.,輸出變,量,量数值形,式,式分类,计数值,计量值,多特性,11,DOE,特性值Output,以數值,形,形式作,分,分類：,計數值,：,：量測,數,數值不,為,為連續,量,量，一,般,般用“,個,個”代,表,表。,單純計,數,數值：將一,個,個特性,區,區分為,良,良品或,不,不良品,，,，常用,在,在外觀,等,等，例,如,如：不,良,良個數,、,、故障,台,台數.,.,.,多重計,數,數值：將一,個,個特性,區,區分為,優,優、良,、,、中、,可,可、劣,，,，例如,：,：外觀,可,可分為,好,好、有,一,一些瑕,疵,疵、有,很,很多瑕,疵,疵。,計量值,：,：量測,數,數值為,連,連續量,。,。訂定,規,規格時,常,常用它,。,。,單一目,標,標之特性,。,。Ex:某一規,定,定的尺,寸,寸或電,壓,壓或顏,色,色.,.,.,多重目,標,標之特性,，,，依據,不,不同的,需,需求，,只,只要改,變,變某一,要,要因即,可,可達成,不,不同產,品,品。Ex:經由三,原,原色加,入,入量的,不,不同即,可,可做出,不,不同的,顏,顏色，,此,此時對,顏,顏色而,言,言是有,無,無限多,的,的目標,。,。,至於單一特,性,性或者多個特,性,性只在於,最,最後找,出,出最佳組,合,合時會有,影,影響，,因,因此留,在,在最適,條,條件選,取,取時再,談,談,12,DOE,正交实,验,验表,正交实,验,验表,Ln(ji),L为正交,实,实验表,代,代号,n为正交,实,实验表,次,次数,N=ji,j为正交,实,实验的,水,水平数,i为正交,实,实验的,因,因素数,正气可,比,比性,均衡分,散,散性,13,DOE,实验方,案,案选择,流,流程,14,DOE,实验设,计,计一般,步,步骤,确定目,前,前过程,能,能力,确立试,验,验目标,确立输,出,出特性,确立可,控,控因素,和,和噪声,因,因素,确立个,因,因素水,平,平数和,水,水平值,选择实,验,验表,验证测,量,量系统,实验资,源,源准备,进行实,验,验,测量实,验,验单元,分析数,据,据表示,主,主要影,响,响因素,确认最,佳,佳因素,水,水平组,合,合,优化组,合,合因素,和,和水平,值,值的重,复,复实验,验,验证,标准化,作,作业并,进,进行应,有,有控制,重新评,估,估过程,能,能力嫩,里,里,15,DOE,实验设,计,计计划,表,表,建立实,验,验目标,列出相,关,关关键,特,特性,确定可,影,影响输,出,出特性,的,的可控,因,因素,确定可,影,影响输,出,出特性,的,的噪声,因,因素,16,DOE,实验计,划,划表,17,DOE,可控因,子,子表,18,DOE,噪声因,子,子表,19,DOE,試驗結,果,果手動,分,分析,交互影,響,響,极差分,析,析,20,DOE,用以下2個因素A,B,其分別,可,可以設,定,定為Low,High。假使,會,會有以,下,下情形,則,則稱為,沒,沒有交,互,互作用,，,，亦即2者相互,獨,獨立。,A-Low,A-High,B-Low,B-High,交互作,用,用1,21,DOE,假使會,有,有以下两条线,不,不平行,的,的情形則,稱,稱為具,有,有交互,作,作用，,亦,亦即2者相互,依,依存。,A-Low,A-High,B-Low,B-High,交互作,用,用2,22,DOE,交互作,用,用重点,用已研,究,究2變數間,依,依存程,度,度之大,小,小。一,般,般變數,皆,皆會有,依,依定程,度,度之依,存,存，因,此,此可藉,由,由它來,判,判斷其,大,大小。,如果不,知,知交互,作,作用之,大,大小，,而,而給予,錯,錯誤假,設,設，則可能造成實,驗,驗失敗,。,。,研究交,互,互作用,將,將使得,實,實驗規,模,模無法,減,減少，,亦,亦即實,驗,驗次數,將,將為：,變,變數要,因,因變數個,數,數(Ex,:,:22=4,),),有時為,權,權衡2者，因,此,此採用,部,部份研,究,究交互,作,作用的,方,方式，,亦,亦即不,研,研究高,次,次項的,交,交互作,用,用。,23,DOE,极差分,析,析,反映各,因,因素对,指,指标的,贡,贡献度,R=K1,-,-K2,24,DOE,实验类,别,别和用,途,途概述,研究目,标,标,因素和,水,水平数,试验次,数,数(成,本,本),根据不,同,同目标,和,和因素,数,数,实验设,计,计可分,为,为下表6个中,类,类:,实验类别,目标,可控因素数,1.,全因子实验(所有因素和水平的组合),1.,寻找最有利于输出的因数水平.,2.建立可评估所有交互影响的数学模型,4,因素以内,25,DOE,实验类别,目标,可控因素数,1.,全因子实验(所有因素和水平的组合),1.,寻找最有利于输出的因子水平.,2.建立可评估所有交互影响的数学模型,4,因素以内,2.部分因子实验(所有组合的一个子集),1.,寻找最有利于输出的因子水平.,2.建立可评估部分交互影响的数学模型,5因素以上,3.筛选实验,从大量因素中发现少量关键因素(不评估因素间的交互作用),7因素以上,4.中心复合设计,1.优化,2.建立非线性影响存在时的数学模型(常用响应表面法),3因素以上,5.可靠设计,1.优化,2.存在噪声因素变化的场合,寻找输出变异最小时的因素水平,5因素以上,6.田口动态可靠设计,1.优化产品制造过程函数,2.使输出对噪声因素敏感性最小,对输入因素敏感性最大,7因素以上,26,DOE,因子实,验,验,27,DOE,全因子,实,实验,28,DOE,全因子,实,实验,所有可,能,能的因,子,子组合,都,都被研,究,究,N=2k,优点：,能够對,各,各因素,影,影嚮及,因,因素間,的,的交互,作,作用影,響,響進行,全,全方位,