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《試驗設(shè)計DOE培訓(xùn)教材.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、實驗設(shè)計DesignofExperiments（DOE）定義和介紹實驗設(shè)計是一系列試驗及分析方法集,通過有目的地改變一個系統(tǒng)的輸入來觀察輸出的改變情況?？刂埔蜃?Controlfactors)是可以控制的因子,例如,氣缸直徑,油泵單向閥,等。它們也叫設(shè)計因子（Designfactor）,可以確定它們的名義值（Nominalvalue）。噪聲因子(Noisefactors)是不能控制的因子,例如,環(huán)境溫度,大氣壓力,發(fā)動機轉(zhuǎn)速,油底殼中油面高度,等。有些噪聲因子不一定完全不可控，只是由于控制起來很困難、
2、成本太高，不宜予以控制，所以才歸入噪聲因子。DOE的作用尋找和驗證影響過程的主要因素優(yōu)化因素的取值，找出因素的最佳水平搭配提高過程和產(chǎn)品的質(zhì)量，實現(xiàn)6σ管理提高過程和產(chǎn)品的穩(wěn)定性，減少受環(huán)境的影響提高產(chǎn)品的可靠性，延長產(chǎn)品的使用壽命減少不必要的工藝和材料，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期通過提高產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量，減小對檢驗的依賴DOE的基本策略實例:制造彈簧制造彈簧有一個工序是淬火,而淬火過程會使一些彈簧中出現(xiàn)裂紋,如何解決這個質(zhì)量問題?影響這種響應(yīng)的輸入因子：彈簧被加熱的溫度(T);彈簧鋼的含碳量(C);淬
3、火用油的溫度(O)。彈簧淬火示意圖單因子試驗法（OnefactorialDesign）低效率的實驗設(shè)計：一次只改變一個因子,而其他因子都保持不變僅改變彈簧溫度T,從1450°F變到1600°F,而彈簧鋼含碳量C和油溫O保持不變——C=0.5%,O=70°F。為考慮未知的不可控輸入因素的影響,在每個狀態(tài)下各作4次重復(fù)試驗。共作了8次試驗。可以看出,1600°F是個較好的彈簧溫度值,其不含裂紋彈簧所占比例比1450℃時高5%。但是,要注意得到這種結(jié)果的條件——含碳量C=0.5%,油溫O=70°F。全因子（
4、2k）試驗法(FullFactorialDesign)同樣，其他兩個因子也要做各做8次試驗作完這些試驗以后,我們所能得到的信息,也只是每個變量在其他兩個變量取一定的組合的情況下的效應(yīng)(作用)。并且我們對各個變量之間的相互作用一點兒都不了解為了提高實驗的有效性,英國人RonaldA.Fisher在20世紀(jì)20年代,提出了“同時改變所有因子”的實驗設(shè)計思想,這種方法被稱為全因子實驗法(FullFactorialDesign)。每個因子取兩個水平的因子實驗設(shè)計可以用一個立方體來表示,其每個尺度代表一個參數(shù)的
5、變化軸線,其每個頂點代表一個試驗,試驗條件由其座標(biāo)表示,試驗結(jié)果(響應(yīng))寫在圓環(huán)之中——每個頂點與表中的一行相對應(yīng)。全因子（2k）試驗法(FullFactorialDesign)因子的主效應(yīng)：一個因子的水平改變時所引起的響應(yīng)變化當(dāng)彈簧溫度T從1450°F變到1600°F時,響應(yīng)共有4種變化情況,每種變化情況分別與另外兩個參數(shù)(即,含碳量C和油溫O)的特定組合情況相對應(yīng)。T的主效應(yīng)等于當(dāng)T=1600°F(高水平)時的各個響應(yīng)的平均值Th=（79+75+90+87）/4減去當(dāng)T=1450°F(低水平)時的
6、各個響應(yīng)的平均值Tl=（67+61+59+52）/4即,T的主效應(yīng)Tm=Th-Tl＝（79+75+90+87-67-61-59-52）/4=23全因子（2k）試驗法(FullFactorialDesign)同理，利用上述結(jié)論,可以容易地求出含碳量C和油溫O的主效應(yīng)。Cm=Ch-Cl=（61+52+87+75）/4-（67+59+90+79）/4=68.75-73.75=-5.0Om=Oh-Ol=（59+52+87+90）/4-（67+61+75+79）/4=72-70.5=+1.5全因子（2k）試驗法
7、(FullFactorialDesign)相互作用效應(yīng)(Interactioneffects)(1)當(dāng)油溫O=70°F時,彈簧溫度T的效應(yīng);(2)當(dāng)油溫O=120°F時,彈簧溫度T的效應(yīng)。可以看出,當(dāng)油溫O不同時,彈簧溫度T的效應(yīng)(響應(yīng)增量的均值)是不同的,即T的效應(yīng)取決于油溫。彈簧溫度T與油溫O的相互作用的計算方法如下：(1)當(dāng)O=120°F,T的效應(yīng)（（90－59）＋（87－52））/2=（31+35）/2=33(2)當(dāng)O=70°F時,T的效應(yīng)（（79－67）＋（75－61））/2=（12+14）
8、/2=13相互作用T×O＝（33－13）/2=10另有T×O＝（（（90－59）＋（87－52））/2－（（79－67）＋（75－61））/2）/2=（90+87+67+61-59-52-79-75）/4=10全因子（2k）試驗法(FullFactorialDesign)TOCTOCTOCT×O＝（⑥+⑧+③+①-⑤-⑦-②-④）/4=（90+87+67+61-59-52-79-75）/4=10T×C＝（⑧+④+①+⑤-③-⑦-⑥-②）/4=（87+75
