DOE实验设计案例分析

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,*,DOE试验设计案例分析,DOE准备,一、试验目标,投射距离可以依据目标的变动随之变动参数符合距离要求。,二、现状,投掷器的现状是投掷距离的平均值为176.43cm，标准偏差为3.19cm。,三、试验工具,盒尺测量范围0-2m)，测量精度1cm,投掷器,投射距离和散布,环境-,U,投射仓位置-,C,固定臂位置-,C,投射臂位置-,C,投射器底座位置-,C,投射球-,C,投射机猴皮筋-,C,投射机位置的固定-,C,投射者的技巧和情绪、配合,U,投,射,过,程,四、定义输入输出变量,DOE准备,X1-,橡皮筋,X2-,投掷球,X3-,固定臂位置,X4-,投射臂位置,X5-,投射仓位置,X6-,底座角度,对弹射距离的有影响的因素分析如下：,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,DOE准备,试验影响因素分析,试验的影响因素主要包括的影响因素及水平如下：,DOE准备,2023年6月22日所作分析,五、试验步骤,1、筛选试验：,通过8次的筛选试验，将不重要的因素去除，以削减正式试验的因素数，削减试验次数。筛选试验时每个试验做5次重复试验。,2、正式试验,依据筛选试验进展正式试验，正式试验承受解析度大于4的试验方案。正式试验时每个试验做5次重复试验。,3、验证明验,依据正式试验的最优结果进展验证试验，验证明验共做20次。依据试验结果求出投掷距离。,DOE准备,2023年6月22日所作分析,一、筛选试验,筛选试验,首先进展8次的筛选试验，以筛选重要因素，试验数据和结果如下：,2023年6月22日所作分析,筛选试验,筛选试验影响因素的排列图,2023年6月22日所作分析,Estimated Effects and Coefficients for y(coded units),Term Effect Coef,Constant 1.60950,橡皮筋 1.30000 0.65000,投掷球 0.13500 0.06750,固定臂位置 0.39400 0.19700,投掷臂位置 0.44800 0.22400,投射仓位置 0.30700 0.15350,底座角度 1.26600 0.63300,橡皮筋,*,底座角度,0.35100 0.17550,Analysis of Variance for y(coded units),Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P,Main Effects 6 7.5223 7.5223 1.2537 *,2-Way Interactions 1 0.2464 0.2464 0.2464 *,Residual Error 0 0.0000 0.0000 0.0000,Total 7 7.7687,筛选试验,筛选试验影响因素方差分析,主因素和两因素交互作用的P值均未消逝,2023年6月22日所作分析,筛选试验,筛选试验结果分析,从筛选试验的排列图中可以看出，图中并未消逝红线，说明8次试验并未区分出主要的影响因素。同时sesson中的p值数据也显示，主因素与2因素的交互作用均不显著。因此可以分析得出以下的结论：筛选试验的试验次数较少，不能反映出主因素与因素交互作用对Y值的影响，需要追加试验，进一步分析。,2023年6月22日所作分析,DOE,试验,承受在8次筛选试验根底上追加8次试验的试验方法，试验布置和结果如下：,2023年6月22日所作分析,试验影响因素的排列图,DOE,分析,2023年6月22日所作分析,Estimated Effects and Coefficients for y(coded units),Term Effect Coef SE Coef T P,Constant 1.62563 0.01888 86.13 0.007,Block -0.01613 0.01888 -0.85 0.550,橡皮筋 1.28825 0.64412 0.01888 34.13 0.019,投掷球 -0.05475 -0.02737 0.01888 -1.45 0.384,固定臂位置 0.43275 0.21637 0.01888 11.46 0.055,投掷臂位置 0.37475 0.18738 0.01888 9.93 0.064,投掷仓位置 0.16025 0.08012 0.01888 4.25 0.147,底座角度 1.18125 0.59062 0.01888 31.29 0.020,橡皮筋,*,投掷球,0.07325 0.03663 0.01888 1.94 0.303,橡皮筋,*,固定臂位置,0.14675 0.07337 0.01888 3.89 0.160,橡皮筋,*,投掷臂位置,0.18975 0.09488 0.01888 5.03 0.125,橡皮筋,*,投掷仓位置,-0.03875 -0.01938 0.01888 -1.03 0.492,橡皮筋,*,底座角度,0.31325 0.15663 0.01888 8.30 0.076,投掷球,*,固定臂位置,0.08475 0.04238 0.01888 2.25 0.267,投掷球,*,投掷臂位置,0.01175 0.00588 0.01888 0.31 0.808,Analysis of Variance for y(coded units),Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P,Blocks 1 0.0042 0.0042 0.00416 0.73 0.550,Main Effects 6 13.6453 13.6453 2.27422 398.97 0.038,2-Way Interactions 7 0.6794 0.6794 0.09706 17.03 0.185,Residual Error 1 0.0057 0.0057 0.00570,Total 15 14.3346,主因素和两因素交互作用的P值均已消逝，主交互因素的P值显著，二因素交互作用的P值不显著。需要删除不显著的交互作用。,试验影响因素方差分析,删除,P,值较大的两项交互作用,DOE,分析,2023年6月22日所作分析,删除两项交互后的排列图,DOE,分析,2023年6月22日所作分析,Estimated Effects and Coefficients for y(coded units),Term Effect Coef SE Coef T P,Constant 1.62563 0.01598 101.72 0.000,Block -0.01613 0.01598 -1.01 0.387,橡皮筋,1.28825 0.64412 0.01598 40.31 0.000,投掷球,-0.05475 -0.02737 0.01598 -1.71 0.185,固定臂位置,0.43275 0.21637 0.01598 13.54 0.001,投掷臂位置,0.37475 0.18738 0.01598 11.72 0.001,投掷仓位置,0.16025 0.08012 0.01598 5.01 0.015,底座角度,1.18125 0.59062 0.01598 36.96 0.000,橡皮筋,*,投掷球,0.07325 0.03663 0.01598 2.29 0.106,橡皮筋,*,固定臂位置,0.14675 0.07337 0.01598 4.59 0.019,橡皮筋,*,投掷臂位置,0.18975 0.09488 0.01598 5.94 0.010,橡皮筋,*,底座角度,0.31325 0.15663 0.01598 9.80 0.002,投掷球,*,固定臂位置,0.08475 0.04238 0.01598 2.65 0.077,Analysis of Variance for y(coded units),Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P,Blocks 1 0.0042 0.0042 0.00416 1.02 0.387,Main Effects 6 13.6453 13.6453 2.27422 556.55 0.000,2-Way Interactions 5 0.6729 0.6729 0.13457 32.93 0.008,Residual Error 3 0.0123 0.0123 0.00409,Total 15 14.3346,试验影响因素方差分析,主因素和两因素交互作用的P值均已消逝，主交互因素和二因素交互作用的P值均显著，表示主因素和两因素的交互作用对投射距离均有很大的影响。,DOE,分析,2023年6月22日所作分析,主效果分析,从主效果分析图中可以看出，因素橡皮筋、固定臂位置、投掷臂位置、投射仓位置和底座角度对于投射距离均为正相关，投掷球与投射距离负相关。,在6个因素中橡皮筋和底座角度对于投射距离的影响最大。,DOE,分析,2023年6月22日所作分析,交互作用分析,DOE,分析,从交互作用的图中可以看出投掷球与投掷仓位置、固定臂位置和投掷臂位置、投掷球和固定臂位置均有较大的交互作用。,2023年6月22日所作分析,DOE,分析,数学模型的建立,依据方差分析的数据可以计算出数学模型的回归方程为：,Y1.62563+0.64412A-0.02737B+0.21637C+0.18738D+0.08012E+0.59062F+0.03663AB+0.07337AC+0.09488AD+0.15663AE+0.4238BC,其中：,Y投掷距离,A橡皮筋,B投掷球,C固定臂位置,D投掷臂位置,E投掷仓位置,F底座角度,2023年6月22日所作分析,优化设计,本试验的试验目标是望大，依据试验目标进展优化的结果如下：,全部的6个影响因素均取1水寻常，投射距离最远，最远的距离为3.7207米。,最优水平的试验在本试验的16次试验中已经作过，就是试验标号为2的试验，在试验中5次的平均值为3.71，与目标值特殊接近。,2023年6月22日所作分析,反响外表方法RSM,通过6.22的DOE试验，觉察在6个因素中橡皮筋和底座角度对于投射距离的影响最大。重点针对此两个因素进展反响外表方法。,其他因素的选择如下：,0,1,-,-1,一、试验设计,反响外表方法RSM试验,进展2因子中心组合，试验方案如下：,反响外表方法RSM试验,通过13次试验，每次试验进展5次。,试验数据如下：,主效果图,方差分析表,Term Coef SE Coef T P,Constant 233.20 8.004 29.137 0.000,A 88.74 6.327 14.024 0.000,B -68.03 6.327 -10.752 0.000,A*A -41.39 6.785 -6.100 0.000,B*B 10.68 6.785 1.574 0.159,A*B -13.70 8.948 -1.531 0.170,S=17.90 R-Sq=98.1%R-Sq(adj)=96.7%,Analysis of Variance for C11,Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F P,Regression 5 114522 114522 22904.4 71.51 0.000,Linear 2 100022 100022 50010.9 156.15 0.000,Square 2 13750 13750 6874.8 21.46 0.001,Interaction 1 751 751 750.8 2.34 0.170,Residual Error 7 2242 2242 320.3,Lack-of-Fit 3 1855 1855 618.4 6.39 0.053,Pure Error 4 387 387 96.7,Total 12 116764,Lack-of-F