1、改良改良(Improve)階段階段Step 10- 制定改良方案制定改良方案 路路 徑徑-對控制因子實施對控制因子實施DOE,并分析其結果導出有關并分析其結果導出有關Vital Few Xs最正確條件最正確條件；-對對策因子實施對策發明并實施風險評價對對策因子實施對策發明并實施風險評價,選出最正確對策方案；選出最正確對策方案；控制因子控制因子(Operating Parameter)對策因子對策因子(Critical element)實施實驗方案實施實驗方案最正確最正確條件條件評價對策方案評價對策方案實驗及產出效果實驗及產出效果最正確對最正確對策方案策方案結果分析結果分析 定定 義義&

2、推進順序重要性及教育目的重要性及教育目的&重要性&這是與工程勝利直接相連的Vital Few最正確條件或最正確對策方案& 確實定階段,為了實行正確的最正確化,需求了解符合目的的實驗實施& 及數學模型的導出過程,在結合多種閱歷知識的背景下,在對控制& 條件的最正確條件選定的過程中需求堅持客觀性. &教育目的&了解實驗方案,可以設計符合目的的實驗&實施正確的實驗,可以設定最正確運營條件&可以了解對策方案提出方法,并導出對策方案&可以評價對策方案的風險要素,并選出最正確對策方案實驗方案實驗方案&實驗定義&

3、6SIGMA方法把任何活動都看作是一個過程，如設計過程，消費過程等。&過程的某個輸出能夠是我們和客戶都特別關注的CTQs。&但影響過程輸出的要素往往很多，DOE就是一種同時研討多個輸入要素Xs對輸出Y的影響的方法，&它是經過對選定的輸入要素進展準確、系統的人為調整變化來察看輸出變量的變化情況；&并經過對結果的分析，最終確定影響結果的關鍵要素及其最有利于結果的取值的方法。 ProcessInput(原原資資料料,部品等部品等)OutputX1 X2 . . . Xp能夠控制的因子能夠控制的因子( (輸入變數輸入變數) ) N1 N2 . . .Nq不能夠控制的因子

4、不能夠控制的因子(噪音變數噪音變數)Y Y輸出變數輸出變數 &Process& -對輸入變數為一個以上輸出的設備,方法,人或原資材的組合&工程工程/ /系統的例題系統的例題輸入變數工程/系統輸出變數噪音變數銷售價營業部門銷售額其他公司銷售額焊接溫度PCB制造線產出率PCB異物,部品形態電流量電焊線強度人,電焊機實驗方案實驗方案 實驗設計就是對實驗方案進展優化設計、以降低實驗誤差和消費實驗設計就是對實驗方案進展優化設計、以降低實驗誤差和消費費用，減少實驗任務量并對實驗結果進展科學分析的一種科學方法費用，減少實驗任務量并對實驗結果進展科學分析的一種科學方法找出對輸出變數找出

5、對輸出變數(Y)(Y)引起顯著影響的輸入變數引起顯著影響的輸入變數(X)(X)有哪些有哪些? ? 在數值上有多大的影響在數值上有多大的影響? ? - - 不顯著的輸入變數影響的和占總體有多大不顯著的輸入變數影響的和占總體有多大? ?- - 丈量誤差是多少丈量誤差是多少? ?- - 有顯著影響的輸入變數在什么條件下才干得到最正確的輸出有顯著影響的輸入變數在什么條件下才干得到最正確的輸出? ?& DOE (Design of Experiment): DOE (Design of Experiment):實驗設計實驗設計實驗方案實驗方案& DOE (Design of Experi

6、ment): DOE (Design of Experiment):實驗設計實驗設計q 實驗設計是經過對質量特性帶來影響的多個因子的選定實驗設計是經過對質量特性帶來影響的多個因子的選定, 并為了并為了察看他們之間的關系察看他們之間的關系,實施實驗，能經濟性尋覓出產品的最正確條實施實驗，能經濟性尋覓出產品的最正確條件件q 實驗設計是實驗的方案方法，對要想處理的問題怎樣進展實驗、實驗設計是實驗的方案方法，對要想處理的問題怎樣進展實驗、怎樣搜集數據、用怎樣的統計手法、用最少的實驗次數，方案得怎樣搜集數據、用怎樣的統計手法、用最少的實驗次數，方案得到最大的情報到最大的情報. 實驗方案實驗方案&

7、 DOE DOE的目的的目的- 把握把握Vital Few Xs的影響程度的影響程度 (驗證和推測的問題驗證和推測的問題)- 把握選定的重要把握選定的重要X間的交互作用間的交互作用- 利用利用X制定制定Y的預測模型的預測模型- 決議使決議使Y最正確化的最正確化的X條件條件 (最正確條件的決議問題最正確條件的決議問題)-探測不顯著要因的影響程度和丈量誤差各是多少探測不顯著要因的影響程度和丈量誤差各是多少 (誤差項推測的問題誤差項推測的問題)實驗方案實驗方案描畫工程的特征描畫工程的特征判別哪個判別哪個X X對對Y Y的影響最大包括可控和不可控的的影響最大包括可控和不可控的X X 明確關鍵性的工程和

8、噪音變量明確關鍵性的工程和噪音變量 明確過程中需求仔細控制的變量明確過程中需求仔細控制的變量 為控制輸入而作的控制圖提供方向為控制輸入而作的控制圖提供方向 優化工程優化工程決議關鍵性輸入應該設置在什么地方決議關鍵性輸入應該設置在什么地方 決議決議“真實的規格限真實的規格限 產品設計產品設計 在早期設計階段協助了解在早期設計階段協助了解X X 為為“強壯的設計提供方向強壯的設計提供方向 & DOE DOE的用途的用途實驗方案實驗方案其結果解釋要相對容易；要用最少的費用得出盡能夠明確的實驗結果在輸入變數(能夠控制因子)的設定中要慎重的檢驗和確認相對復雜的統計分析來說，更重要的是要有適當的實

9、驗設計各種實驗設計可根據特定情況(特定問題,消費樣本,樣本利用性及控制實驗) 等進展必要的調整& DOE DOE的特征的特征實驗方案實驗方案 輸出變量輸出變量-Y 也稱作反響變數也稱作反響變數(Response) 是實驗設計的輸出結果，也是是實驗設計的輸出結果，也是 實驗設計優化、改善的目的實驗設計優化、改善的目的 如半導體如半導體Process的產出率的產出率 輸入變量輸入變量(因子因子)-Xs 也稱作因子也稱作因子(Factor)潛在處理方案或研討中的變量潛在處理方案或研討中的變量因子，可按程度不同分類因子，可按程度不同分類如半導體如半導體Process中輸出變量為中輸出變量為 產

10、出率時產出率時,其因子為其因子為: 壓力、溫度壓力、溫度& 關聯術語關聯術語輸出輸出變數變數YX1X2X3X4X5輸出輸出變數變數Y輸入變數輸入變數X實驗方案實驗方案& 關聯術語關聯術語RUN溫度壓力1100121003320014200351001610037200182003因子因子處置組合處置組合程度程度反復反復再現再現一個工程師想檢驗溫度和壓力對一個化學收益的影響一個工程師想檢驗溫度和壓力對一個化學收益的影響 實驗方案實驗方案2 因子因子ProcessInput(原原資資料料,部品等部品等)Output(質質量特性量特性值值等等)X1X2 . . . Xp可控的可控的

11、Input N1N2 . . .Nq不可控的不可控的 InputY1, Y2, etc.因子: 因子Factor是指在所研討的實驗中對反響Response有影響的可控 或不可控的變量。 因子可以是定量的，如以度為單位的溫度和以秒為單位的時間； 因子也可以是定性的，如不同的設備、不同的作業者、清潔或不清潔的情況都可成為因子 實驗方案實驗方案2520151051 3 01 2 01 1 01 0 0In d e xYield壓力壓力: HHHH LLLL HHHH LLLL HHHH LLLL溫度溫度: HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL實驗順序實驗順序程度程度因子因子2

12、程度程度程度: 因子的 “程度是指實驗中被調查的因子的不同取值。 對于定量的因子，所選擇每個的數值成為一個程度，即假設某實驗在兩個不同的溫度下運轉，那么就說該因子“溫度 就有兩個“程度 對于定性的因子，類似如干凈程度的情況下也有兩個“程度：干凈與不干凈實驗方案實驗方案Run 溫溫度度 壓壓力力1HiHi2HiHi3LoHi4LoHi5HiLo6HiLo7LoLo8LoLo2 處處置置組組合合配置組合配置組合Z配置組合: 是指實驗中不同因子的不同程度的一個組合。Z 一個全體實驗中處置組合的個數通常是等于各因子Z程度數的乘積。實驗方案實驗方案2520151051 3 01 2 01 1 01 0

13、0In d e xYield壓力壓力 : HHHH LLLL HHHH LLLL HHHH LLLL溫度溫度: HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL HHLLTest Sequence反復反復2次次2 反復和再現反復和再現第第1 次再現次再現第第2次再現次再現Repetition和和 replication實驗方案實驗方案反復反復(Repetition ): (Repetition ): 在一個實驗配置組合條件下測試數個樣品提示短期有效在一個實驗配置組合條件下測試數個樣品提示短期有效性性再現再現(replication): (replication): 在一個時間序列上重做整個實驗

14、提示長期有效性在一個時間序列上重做整個實驗提示長期有效性 - - 反復和再現主要是為實驗系統中的自然分布提供估計反復和再現主要是為實驗系統中的自然分布提供估計 - - 在同一實驗中他可以兩個都運用在同一實驗中他可以兩個都運用 - - 在實驗中兩個都直接與樣品數相關在實驗中兩個都直接與樣品數相關2 反復和再現反復和再現實驗方案實驗方案反復實驗法反復實驗法 Trial and Error Trial and Error 單因子法單因子法 One-Factor-at-a-Time One-Factor-at-a-Time (OFAT)(OFAT)部分階乘法部分階乘法 Fractional Facto

15、rials Fractional Factorials 全階乘法全階乘法 Full Factorials Full Factorials 反響外表法反響外表法 Response Surface Response Surface Methods Methods 其他方法其他方法 EVOP ( Evolutionary Operation) EVOP ( Evolutionary Operation)& 實驗的類型實驗的類型實驗方案實驗方案u問題: 當前的耗油量是20mpg. u想要到達 30 mpg.u我們可以先后嘗試:u改用汽油的品牌 u改動辛烷值 u慢點開 u調整發動機 u清洗并打蠟

16、 u購買新輪胎 u改動輪胎沖氣壓 u假設某一個或幾個起作用將如何認識？u假設某一個或幾個不起作用有將如何處置？ 2 反復實驗法反復實驗法對每個相關因子分別進展實驗對每個相關因子分別進展實驗, ,從中選擇一個有效的方案從中選擇一個有效的方案實驗方案實驗方案速度速度燃料燃料輪胎壓力輪胎壓力每升行使間隔每升行使間隔55853023658530296591302365853524s 他需求多少次運轉才干判別出這些變量的最正確組合呢？他需求多少次運轉才干判別出這些變量的最正確組合呢？ s 他將如何解釋以上結果？他將如何解釋以上結果？ s 假設還有更多的變量，要花多長時間才干得到一個稱心的處理方案？假設還

17、有更多的變量，要花多長時間才干得到一個稱心的處理方案？ s 假設有兩個或多個變量的特定組合決議著最正確的耗油量怎樣辦？假設有兩個或多個變量的特定組合決議著最正確的耗油量怎樣辦？ 問題問題: : 耗油量是耗油量是100Km / 5L100Km / 5L2 單因子法單因子法(OFAT)(OFAT)對一切相關因子進展有次序的關聯實驗對一切相關因子進展有次序的關聯實驗, ,在前一個在前一個2 因子的最正確條件下進展下一個因子的實驗因子的最正確條件下進展下一個因子的實驗實驗方案實驗方案OFAT 實驗實驗這時他可以得出什么結論？這時他可以得出什么結論？問題問題: : 耗油量是耗油量是 100Km / 5L

18、 100Km / 5L溫度燃料輪胎壓力每升行使距離55853023658530295591303765913023558535376585352455913530659135362 全階乘法全階乘法(Full Factorial Experiment)(Full Factorial Experiment)2-對一切因子的一切能夠的全部組合進展實驗對一切因子的一切能夠的全部組合進展實驗實驗方案實驗方案& DOE DOE的階段的階段Screening從多數的輸入變量從多數的輸入變量中挑選出少數中挑選出少數重要的輸入變量重要的輸入變量特征化特征化把握重要輸入變量把握重要輸入變量影響輸出變量影

19、響輸出變量的特征的特征最正確化最正確化設定重要的輸入變量設定重要的輸入變量的最正確條件的最正確條件PB篩選法部分階乘法(1/2-半階乘)全階乘法反應表面法(RSM)部分階乘法(1/2n,n1)EVOP精細度精細度實驗方案實驗方案& 例題例題 -問題情況問題情況: PCB制造工程運用的波峰焊設備制造工程運用的波峰焊設備,最近出現以下情況最近出現以下情況, 一個一個PCB板上將實施板上將實施2000次的焊接作業次的焊接作業,檢查發現平均每個檢查發現平均每個 PCB板上發生有板上發生有20個缺陷個缺陷,即缺陷率為即缺陷率為1.0%-對缺陷的處置對缺陷的處置: 對于發現的缺陷對于發現的缺陷,將

20、實施手工焊接作業進展修繕將實施手工焊接作業進展修繕-工程師要進展的任務工程師要進展的任務: 什么變量對缺陷的產生有影響什么變量對缺陷的產生有影響? 為了減少焊接缺陷針對某種變量應采取哪些措施為了減少焊接缺陷針對某種變量應采取哪些措施?實驗方案實驗方案& DOE DOE階段的例子階段的例子因子的選定因子的選定能夠控制的因子能夠控制的因子(輸入變數輸入變數) 焊接溫度焊接溫度 預熱溫度預熱溫度 焊接深度焊接深度 Flux形狀形狀 Flux比重比重 傳送速度傳送速度 傳送角度傳送角度不能夠控制的因子不能夠控制的因子(噪音變數噪音變數) 作業者作業者 消費方案消費方案 PCB厚度厚度 PCB上

21、運用的部品形狀上運用的部品形狀 PCB上部品的配置上部品的配置實驗方案實驗方案& DOE DOE階段的例子階段的例子- 挑選挑選(Screening)階段階段 挑選階段的目的挑選階段的目的: 就是識別或查找出對發生缺陷有影響的重要因子就是識別或查找出對發生缺陷有影響的重要因子 為了找出對發生缺陷有影響的重要因子為了找出對發生缺陷有影響的重要因子, 就要了解哪些因子是輸入就要了解哪些因子是輸入 因子因子, 哪些是噪音因子哪些是噪音因子 對發生對發生PCB缺陷有影響缺陷有影響, 利用利用PB法或部分階乘法實施實驗法或部分階乘法實施實驗,并分析并分析其其 結果結果,找出兩個重要因子找出兩個重

22、要因子 焊接溫度焊接溫度 焊接深度焊接深度實驗方案實驗方案& DOE DOE階段的例子階段的例子- 特征化階段特征化階段 特征化的目的特征化的目的: 就是明白焊接溫度和焊接深度對發生缺陷起什么作用就是明白焊接溫度和焊接深度對發生缺陷起什么作用 為了減少單位缺陷數為了減少單位缺陷數, 決議焊接溫度和焊接深度的設定或調整方向決議焊接溫度和焊接深度的設定或調整方向; 為了防止缺陷率變高或發生意想不到的工程結果為了防止缺陷率變高或發生意想不到的工程結果, 提供全體制造工程提供全體制造工程 中需求謹慎控制的變量的相關情報中需求謹慎控制的變量的相關情報; 以焊接溫度和焊接深度為例的兩個輸入變量實施

23、以焊接溫度和焊接深度為例的兩個輸入變量實施2K全階乘加中心點全階乘加中心點 實驗得到以下結果實驗得到以下結果實驗方案實驗方案& DOE DOE階段的例子階段的例子3002602802402202000.50.751.01.251.5焊接溫度焊接溫度()焊接深度焊接深度(mm)0.8%1.2%1.5%1.6%1.0%當前缺陷率當前缺陷率往低缺陷率變化的方向往低缺陷率變化的方向焊接溫度添加焊接溫度添加缺陷率減少缺陷率減少焊接深度減少焊接深度減少缺陷率減少缺陷率減少實驗方案實驗方案& DOE DOE階段的例子階段的例子- 最正確化階段最正確化階段 最正確化階段的目的最正確化階段的目的

24、: 就是查找出缺陷率最小的時候焊接溫度和焊就是查找出缺陷率最小的時候焊接溫度和焊接接 深度的程度設置深度的程度設置 以焊接溫度和焊接深度為例的兩個輸入變量實施以焊接溫度和焊接深度為例的兩個輸入變量實施2K全階乘或全階乘或RSM 實驗得到以下結果實驗得到以下結果焊接溫度為焊接溫度為: 255()焊接深度為焊接深度為: 0.83 (mm)結果結果: 缺陷為缺陷為0.8%實驗方案實驗方案& 建議事項建議事項- 對問題分析要親密結合非統計性的知識對問題分析要親密結合非統計性的知識- 這方面工程專家擁有很多的知識和閱歷這方面工程專家擁有很多的知識和閱歷- 非統計的知識在選定因子非統計的知識在選定

25、因子,決議因子程度決議因子程度,決議反復次數決議反復次數,分析結果分析結果- 的解釋等方面要重點的靈敏運用的解釋等方面要重點的靈敏運用- 盡量采取簡單的設計和分析方法盡量采取簡單的設計和分析方法- 請不要盲目濫用過分復雜的統計分析方法請不要盲目濫用過分復雜的統計分析方法;- 比較單純的設計和分析方法最好比較單純的設計和分析方法最好實驗方案實驗方案& 本卷須知本卷須知- 實踐與統計的差別實踐與統計的差別 留意在統計上有意義的結果留意在統計上有意義的結果,能夠在實踐上卻沒有意義能夠在實踐上卻沒有意義 如某項改善遠遠超出規格范圍時如某項改善遠遠超出規格范圍時,或某項改善在實踐中需求或某項改善

26、在實踐中需求 破費很多費用時都是不可取的破費很多費用時都是不可取的- 實驗通常要反復實行實驗通常要反復實行 - 實驗的反復實驗的反復,經過實驗方法的改善要逐漸到達最終目的經過實驗方法的改善要逐漸到達最終目的 - 只做一次實驗就想得出結論只做一次實驗就想得出結論, 往往是不可行的往往是不可行的實驗方案實驗方案經過經過DOE 能了解什么能了解什么? 如產出率如產出率, 作業時間作業時間, 清潔度等清潔度等 如溫度如溫度(100,150),分量分量(20,30,40kg) ANOVA, Factorial Design, RSM Collecting data Running the Minitab

27、, analyze it 改善方案制造改善方案制造 實驗方案實驗方案- -順序順序必要時反復實驗必要時反復實驗明確實驗目的明確實驗目的選擇輸出變量選擇輸出變量決議因子和程度數決議因子和程度數選擇選擇DOE實施實驗及搜集數據實施實驗及搜集數據分析實驗結果分析實驗結果結論和提案結論和提案2 明確實驗的目的明確實驗的目的2 明確把握要處理的問題明確把握要處理的問題 2 明確把握要從實驗得到的目的明確把握要從實驗得到的目的2 - - 如投射器的例子如投射器的例子: :2 想查找彈射間隔最遠的組合條件想查找彈射間隔最遠的組合條件2 - - 前面波峰焊的例子前面波峰焊的例子: :2 想查找缺陷率最低的因子

28、組合條件想查找缺陷率最低的因子組合條件實驗方案實驗方案- -順序順序2選擇輸出變量選擇輸出變量( (特性值特性值) )2 輸出變量的定義輸出變量的定義2 - - 輸出變數是計數型輸出變數是計數型, , 還是計量型還是計量型? ?2 - - 改善的目的是什么改善的目的是什么? ? 目的值目的值( (平均平均)/)/分布水準分布水準( (規范偏向規范偏向)2 - - 能否統計性的管理輸出變量能否統計性的管理輸出變量? ?2 - - 輸出變量隨著時間變嗎輸出變量隨著時間變嗎? ?2 - - 希望能發現出多大的輸出變量的變化程度希望能發現出多大的輸出變量的變化程度? ?2 - - 輸出變量能否具備正態

29、分布輸出變量能否具備正態分布? ?2 - MSA - MSA能否可靠能否可靠? ?2 - - 希望得到多個輸出變量嗎希望得到多個輸出變量嗎? ? 明確實驗目的明確實驗目的選擇輸出變量選擇輸出變量決議因子和程度數決議因子和程度數選擇選擇DOE實施實驗及搜集數據實施實驗及搜集數據分析實驗結果分析實驗結果結論和提案結論和提案實驗方案實驗方案- -順序順序2 決議因子決議因子2 因子的選擇因子的選擇 2 - - 確認在實驗中一切輸入變量能否選定為因子確認在實驗中一切輸入變量能否選定為因子2 - - 預備對沒被選定為因子的輸入變量的處置方案預備對沒被選定為因子的輸入變量的處置方案2 - - 定義因子的類

30、型定義因子的類型2 計數型變量計數型變量2 計量型變量計量型變量2 明確實驗目的明確實驗目的選擇輸出變量選擇輸出變量決議因子和程度數決議因子和程度數選擇選擇DOE實施實驗及搜集數據實施實驗及搜集數據分析實驗結果分析實驗結果結論和提案結論和提案實驗方案實驗方案- -順序順序2 決議因子決議因子2 不可控因子不可控因子( (噪音變量噪音變量) )的定義的定義2 - - 作為對輸出變量有影響的變量本應進展控制作為對輸出變量有影響的變量本應進展控制, ,2 但有些在現實中是不能夠控制的變量但有些在現實中是不能夠控制的變量2 處置噪音變量的方法處置噪音變量的方法2 - - 利用隨機化利用隨機化2 - -

31、 試圖把噪音變量維持為常數的方法試圖把噪音變量維持為常數的方法2 - - 利用利用BlockBlock化化2 - - 反復實驗反復實驗明確實驗目的明確實驗目的選擇輸出變量選擇輸出變量決議因子和程度數決議因子和程度數選擇選擇DOE實施實驗及搜集數據實施實驗及搜集數據分析實驗結果分析實驗結果結論和提案結論和提案實驗方案實驗方案- -順序順序2 決議因子的程度決議因子的程度2 按因子數及影響的特性選擇程度數按因子數及影響的特性選擇程度數2 - - 因子多時因子多時, ,用用2 2程度程度2 - - 只需線形影響時只需線形影響時, ,用用2 2程度程度2 - - 估計有曲線影響時估計有曲線影響時, ,

32、用用3 3程度程度2 程度的范圍設定程度的范圍設定: :2 - - 原那么是當存在差別時能充分保證顯示出此差別原那么是當存在差別時能充分保證顯示出此差別2 的程度的程度2 - - 不可脫離實現能夠性的范圍不可脫離實現能夠性的范圍( (但可以超出當前但可以超出當前2 Process Process的范圍的范圍) )2 - - 對計量性數據的輸入變量的程度設定對計量性數據的輸入變量的程度設定, ,大體上大體上2 要思索當前條件的界限要思索當前條件的界限明確實驗目的明確實驗目的選擇輸出變量選擇輸出變量決議因子和程度數決議因子和程度數選擇選擇DOE實施實驗及搜集數據實施實驗及搜集數據分析實驗結果分析實

33、驗結果結論和提案結論和提案實驗方案實驗方案- -順序順序2選擇選擇DOEDOE挑選實驗選實驗6 6以上以上部分階乘實驗部分階乘實驗410410全階階乘實驗實驗1515反響外表實驗反響外表實驗2323DOE 種類種類因子數因子數選別重要因子選別重要因子部分交互作用部分交互作用因子間的關系因子間的關系設定因子的設定因子的最正確條件最正確條件目的目的為了改善的為了改善的大約方向大約方向( (線形效果線形效果) )主效果和主效果和部分交互作用部分交互作用一切主效果和一切主效果和交互作用交互作用反響變數的反響變數的預測模型預測模型( (曲線效果曲線效果推測推測低低如今如今工序知識工序知識形狀形狀高高明確實驗目的明確實驗目的