资源描述
Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,DOE Planning,-,*,-,改进,(Improve),阶段,Vital Few XS,最佳化,(DOE Planning,),Define,Measure,Analyze,Improve,Control,Planning DOE,最佳条件导出,-,全因子实验,-,2k,因子实验,提出对策方案,选定最佳对策方案,S,tep 10-,制定改进方案,S,tep 11-Vital Few Xs,最佳化,S,tep 12-,结果验证,路 径,-,对控制因子实施,DOE,并分析其结果导出有关,Vital Few Xs,最佳条件,；,-对对策因子实施对策创造并实施风险评价,选出最佳对策方案；,INPUT,控制因子,对策因子,专家,Team,员,控制因子,(Operating Parameter),对策因子,(Critical element),实施实验计划,最佳,条件,评价对策方案,实验及产出效果,最佳对,策方案,OUTPUT,最佳条件,最佳对策方案,结果分析,定 义,推进顺序,重要性及教育目标,重要性,这是与项目成功直接相连的,Vital Few,最佳条件或最佳对策方案,的确定阶段,为了实行正确的最佳化,需要理解符合目的的实验实施,及数学模型的导出过程,在结合多种经验知识的背景下,在对控制,条件的最佳条件选定的过程中需要保持客观性,.,教育目标,理解实验计划,可以设计符合目的的实验,实施正确的实验,可以设定最佳运营条件,可以理解对策方案提出方法,并导出对策方案,可以评价对策方案的风险因素,并选出最佳对策方案,实验计划,实验定义,6SIGMA,方法把任何活动都看作是一个过程，如设计过程，生产过程等。,过程的某个输出可能是我们和客户都特别关注的（,CTQs,）。,但影响过程输出的因素往往很多，,DOE,就是一种同时研究多个输入因素（,Xs,）对输出（,Y,）的影响的方法，,它是通过对选定的输入因素进行精确、系统的人为调整（变化）来观察输出变量的变化情况；,并通过对结果的分析，最终确定影响结果的关键因素及其最有利于结果的取值的方法。,Process,Input,(,原材料,部品等,),Output,X1,X2.,Xp,可能控制的因子,(,输入变数,),N,1,N,2.,N,q,不可能控制的因子,(,噪音变数,),Y,输出变数,Process,-,对输入变数为一个以上输出的设备,方法,人或原资材的组合,工程,/,系统的例题,输入变数,工程,/,系统,输出变数,噪音变数,销售价,营业部门,销售额,其他公司销售额,焊接温度,PCB,制造线,产出率,PCB,异物,部品形态,电流量,电焊线,强度,人,电焊机,实验计划,实验设计就是对实验方案进行优化设计、以降低实验误差和生产费用，减少实验工作量并对实验结果进行科学分析的一种科学方法,找出对输出变数,(Y),引起显著影响的输入变数,(X),有哪些,?,在数值上有多大的影响,?,-,不显著的输入变数影响的和占总体有多大,?,-,测量误差是多少,?,-,有显著影响的输入变数在什么条件下才能得到最佳的输出,?,DOE(Design of Experiment):,实验设计,实验计划,DOE(Design of Experiment):,实验设计,实验设计是通过对品质特性带来影响的多个,因子的,选定,并为了观察他们之间的关系,实施实验，能经济性寻找出产品的最佳条件,实验设计是实验的计划方法，对要想解决的问题怎样进行实验、怎样收集数据、用怎样的统计手法、用最少的实验次数，计划得到最大的情报,.,实验计划,DOE,的目的,把握,Vital Few Xs,的影响程度,(,验证和推测的问题,),把握选定的重要,X,间的交互作用,利用,X,制定,Y,的预测模型,决定使,Y,最佳化的,X,条件,(,最佳条件的决定问题,),-探测不显著要因的影响程度和测量误差各是多少,(,误差项推测的问题,),实验计划,描述工程的特征,判断哪个,X,对,Y,的影响最大（包括可控和不可控的,X）,明确关键性的工程和噪音变量,明确过程中需要仔细控制的变量,为控制输入而作的控制图提供方向,优化工程,决定关键性输入应该设置在什么地方,决定“真实的”规格限,产品设计,在早期设计阶段帮助理解,X,为“强健的”设计提供方向,DOE,的用途,实验计划,其结果解释要相对容易；,要用最少的费用得出尽可能明确的实验结果,在输入变数,(,可能控制因子,),的设定中要慎重的检验和确认,相对复杂的统计分析来说，更重要的是要有适当的实验设计,各种实验设计可根据特定状况,(,特定问题,生产样本,样本利用性及控制实验,),等进行必要的调整,DOE,的特征,实验计划,输出变量,-Y,也称作反应变数,(Response),是实验设计的输出结果，也是,实验设计优化、改善的目标,如半导体,Process,的,产出率,输入变量,(,因子,)-Xs,也称作因子,(Factor),潜在解决方案或研究中的变量,因子，可按水平不同分类,如半导体,Process,中输出变量为,产出率时,其因子为,:,压力、温度,关联术语,输出变数,Y,X1,X2,X3,X4,X5,输出,变数,Y,输入变数,X,实验计划,关联术语,RUN,温度,压力,1,100,1,2,100,3,3,200,1,4,200,3,5,100,1,6,100,3,7,200,1,8,200,3,因子,处理组合,水平,反复,再现,一个工程师想检验温度和压力对一个化学收益的影响,实验计划,因子,Process,Input,(,原材料,部品等,),Output,(,品质特性值等,),X1,X2.,Xp,可控的,Input,N,1,N,2.,N,q,不可控的,Input,Y1,Y2,etc.,因子:,因子（,Factor,）是指在所研究的实验中对反应（,Response,）有影响的可控,或不可控的变量。,因子可以是,定量的,，如以度为单位的温度和以秒为单位的时间；,因子也可以是,定性的,，如不同的设备、不同的作业者、清洁或不清洁的状况都可成为因子,实验计划,压力,:,HHHH LLLL HHHH LLLL HHHH LLLL,温度,:HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL,实验顺序,水平,因子,水平,水平,:,因子的“水平”是指实验中被调查的因子的不同取值。,对于,定量的,因子，所选择每个的数值成为一个水平，即如果某实验在两个不同的温度下运行，那么就说该因子“温度”就有两个“水平”,对于,定性的,因子，,类似如干净程度的情况下也有,两个“水平”,：干净与不干净,实验计划,Run,温度,压力,1HiHi,2HiHi,3LoHi,4LoHi,5HiLo,6HiLo,7LoLo,8LoLo,处理组合,配置组合,配置组合,:,是指实验中不同因子的不同水平的一个组合。,一个全体实验中处理组合的个数通常是等于各因子,水平数的乘积。,实验计划,压力,:,HHHH LLLL HHHH LLLL HHHH LLLL,温度,:,HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL,Test Sequence,重复,2,次,反复和再现,第,1,次再现,第,2,次再现,Repetition,和,replication,实验计划,重复,(,Repetition,):,在一个实验配置组合条件下测试数个样品（,揭示,短期有效性,）,再现,(,replication,):,在一个时间序列上重做整个实验（,揭示长期有效性,）,-,重复和再现主要是为实验系统中的自然散布提供估计,-,在同一实验中你可以两个都使用,-,在实验中两个都直接与样品数相关,反复和再现,实验计划,反复实验法,（,Trial and Error,）,单因子法,（,One-Factor-at-a-Time,）,(OFAT),部分阶乘法,（,Fractional Factorials,）,全阶乘法,（,Full Factorials,）,反应表面法,（,Response Surface Methods,）,其他方法,EVOP(Evolutionary Operation),实验的类型,实验计划,问题:当前的耗油量是,20mpg.,想要达到,30 mpg.,我们可以先后尝试:,改用汽油的品牌,改变辛烷值,慢点开,调整发动机,清洗并打蜡,购买新轮胎,改变轮胎冲气压,如果某一个或几个起作用将如何认识？,如果某一个或几个不起作用有将如何处理？,反复实验法,对每个相关因子分别进行实验,从中选择一个有效的方案,实验计划,速度,燃料,轮胎压力,每升行使距离,55,85,30,23,65,85,30,29,65,91,30,23,65,85,35,24,你需要多少次运行才能判断出这些变量的最佳组合呢？,你将如何解释以上结果？,假如还有更多的变量，要花多长时间才能得到一个满意的解决方案？,假如有两个或多个变量的特定组合决定着最佳的耗油量怎么办？,问题:耗油量是,100Km,/5L,单因子法,(OFAT,),对所有相关因子进行有次序的关联实验,在前一个,因子的最佳条件下进行下一个因子的实验,实验计划,OFAT,实验,这时你可以得出什么结论？,问题:耗油量是,100Km,/5L,温度,燃料,轮胎压力,每升行使距离,55,85,30,23,65,85,30,29,55,91,30,37,65,91,30,23,55,85,35,37,65,85,35,24,55,91,35,30,65,91,35,36,全阶乘法,(Full Factorial Experiment),-,对所有因子的所有可能的全部组合进行实验,实验计划,DOE,的阶段,Screening,从多数的输入变量,中筛选出少数,重要的输入变量,特征化,把握重要输入变量,影响输出变量,的特征,最佳化,设定重要的输入变量,的最佳条件,PB,筛选法,部分阶乘法,(1/2-,半阶乘,),全阶乘法,反应表面法,(RSM),部分阶乘法,(1/2,n,n1),EVOP,精密度,实验计划,例题,-,问题状况,:PCB,制造工程使用的波峰焊设备,最近出现下列情况,一个,PCB,板上将实施,2000,次的焊接作业,检查发现平均每个,PCB,板上发生有,20,个缺陷,即缺陷率为,1.0%,-,对缺陷的处理,:,对于发现的缺陷,将实施手工焊接作业进行修理,-,工程师要进行的工作,:,什么变量对缺陷的产生有影响,?,为了减少焊接缺陷针对某种变量应采取哪些措施,?,实验计划,DOE,阶段的例子,因子的选定,可能控制的因子,(,输入变数,),焊接温度,预热温度,焊接深度,Flux,形态,Flux,比重,传送速度,传送角度,不可能控制的因子,(,噪音变数,),作业者,生产计划,PCB,厚度,PCB,上使用的部品形态,PCB,上部品的配置,实验计划,DOE,阶段的例子,-,筛选,(Screening),阶段,筛选阶段的目的,:,就是识别或查找出对发生缺陷有影响的重要因子,为了找出对发生缺陷有影响的重要因子,就要了解哪些因子是输入,因子,哪些是噪音因子,对发生,PCB,缺陷有影响,利用,PB,法或部分阶乘法实施实验,并分析其,结果,找出两个重要因子,焊接温度,焊接深度,实验计划,DOE,阶段的例子,-,特征化阶段,特征化的目的,:,就是明白焊接温度和焊接深度对发生缺陷起什么作用,为了减少单位缺陷数,决定焊接温度和焊接深度的设定或调整方向,;,为了避免缺陷率变高或发生意想不到的工程结果,提供全体制造工程,中需要谨慎控制的变量的相关情报,;,以焊接温度和焊接深度为例的两个输入变量实施,2K,全阶乘加中心点,实验得到下列结果,实验计划,DOE,阶段的例子,300,260,280,240,220,200,0.5,0.75,1.
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