BasicDesignofExperiments

試驗設計基礎

第三周-第六模塊2023最新整理收集do

somethingW2-3CharacterizeDefect_Inst.ppt2黑帶培訓第2周

衡量階段介紹明確過程/產品及客戶CTs描述缺陷衡量期望功能驗證衡量系統評估過程習性評估過程能力識別潛在自變量Xs第3周

分析階段

介紹估計及置信區間假設檢驗相關及簡單線性回歸ANOVADOE基礎全析因設計驗證自變量Xs第1周

5個自學模塊

1.6Sigma概述2.認知改進機會3.在SigmaTRAC中定義機會4.初識Minitab?5.數據收集及分析第4周改進及控制階段介紹確定反作用方案多元及多項回歸部分析因設計RobustDesign(Static)控制階段防錯總結第5周:

評審改進階段已完成的項目ReviewprojectsthroughImprovePhase

項目管理VSMLEADERSHIP項目陳述項目陳述W1SixSigmaBreakthrough.ppt

3

控制改進分析衡量定義六西格瑪突破性策略確定衡量對象（Y）并驗證衡量系統。量化當前業績，設定改進目標。確定偏差和缺陷的原因（Xs）。提供統計數據說明原因是真實的。確定解決方案（消除原因的方法），包括運作水平和允許誤差實施解決方案，提供統計數據證明方案起作用。適當控制以長期保持改進。提供統計數據證明改進得以保持。確定客戶的重要因素。確定項目范圍。456789123W3-6BasicDOE_Inst.ppt4關于這個模塊Analyze分析確定偏差和缺陷的原因（Xs）。4提供統計數據說明原因是真實的。5在分析階段,試驗設計通常用于確認Xs影響輸出Y決定最佳的Xs設置這一模塊介紹試驗設計DOE的概念后續的模塊，更加詳細的介紹試驗設計W3-6BasicDOE_Inst.ppt5學習目標學完這個模塊,您將能夠…識別何時使用試驗設計決定符合試驗目標的輸出衡量識別出在試驗設計中的可控和噪音因子.對均值進行簡單的分析，決定影響平均輸出的因子及其交互作用W3-6BasicDOE_Inst.ppt6基礎試驗設計:內容第一部分: 試驗設計介紹第二部分: 輸出衡量第三部分: 試驗類型第四部分: 進行試驗設計的步驟和計劃第一部分試驗設計介紹W3-6BasicDOE_Inst.ppt8為什么進行試驗?交易與制造過程識別、確認和優化關鍵變量的影響盡可能使不可控變量(例如原材料,部件等)過程”穩健”產品設計產品設計可確保產品整個操作范圍內對使用環境的偏差都具有”穩健”性產品設計易于制造使用試驗設計來改善質量，縮短時間，減少返工和成本.W3-6BasicDOE_Inst.ppt9試驗設計是什么?DOE是周密、系統地改變輸入變量，以觀察輸出變量的相應改變過程輸入輸出(Y)產品設計輸入輸出(Y)注意:本課程關注DOE在”過程”中的應用W3-6BasicDOE_Inst.ppt10為什么使用DOEEffectiveness效力使用得當,DOE可：減少預測錯誤提高所獲信息能正確代表實際的可能性.Efficiency效率使用得當,DOE可:提高所獲信息與目標相關的可能性從最少的數據獲得最多的信息.試驗設計提高了信息收集的效力和效率W3-6BasicDOE_Inst.ppt11樣件過程案例輸入過程輸出(Y)樣件過程(

)樣件周期時間收到定單的時間采購訂單方法誰輸入訂單目標：樣件周期時間最小化試驗因子試驗輸出W3-6BasicDOE_Inst.ppt12鑄模案例輸入過程輸出(Y)注塑成型(

)零件尺寸周期時間成型溫度保持壓力目標:獲得一致的、符合目標值的零件尺寸試驗因子試驗輸出保壓時間材料類型W3-6BasicDOE_Inst.ppt13試驗設計的構成 案例試驗或運行次數在試驗中運行按照設定因子水平的組合時間和溫度:最佳時間水平取決于溫度設置水平交互作用因子互相依賴的程度有些試驗會評估交互作用的影響，有些則不因子

水平B.成型溫度.120°150°E.材料類型

尼龍縮醛水平因子設定的數值A.周期時間B.成型溫度C.保持壓力D.保壓時間E.材料類型因子過程的輸入變量，將其設置為不同水平，以觀察它們對輸出的影響.零件尺寸輸出響應Y作為試驗的結果,衡量輸出并且用來判定因子的影響+1+1-1+1-13+1+1+1-1-12-1-1-1-1-11結果EDCBA次數-1=低水平+1=高水平..W3-6BasicDOE_Inst.ppt14輸出響應當計劃進行試驗時，首先要決定以什么作為試驗的輸出(Y)衡量輸出響應(衡量)應該與試驗目標有關系。改善輸出應該改善相關的關鍵特性（CT）ImprovingtheoutputshouldimprovetheCTcharacteristicofinterest..為了優化試驗，關鍵是衡量過程的預期功能一旦確定了輸出，團隊就要問”哪些因子會影響輸出呢?”為什么在識別因子前決定輸出衡量是很重要的?W3-6BasicDOE_Inst.ppt15因子和水平因子是指試驗中為了了解對輸出的影響而可以改變的項目 -因子可以是定量或定性的.水平是指試驗中因子需要進行試驗的數值(或條件)

-大多數的試驗中，因子設為2或3水平

因子

水平 B.成型溫度 120150 E.材料類型

尼龍

縮醛定量因子,兩水平定性因子,兩水平W3-6BasicDOE_Inst.ppt16通用的符號常用字母表中的字母來標注因子（如因子A，因子B）水平最常采用以下兩種方式標注“-”，“1”

顯示因子低水平“+”，“2”

顯示因子高水平

因子

水平

-+B.模具溫度 120150E.材料類型 尼龍

縮醛oo

因子

水平

12B.模具溫度 120150E.材料類型 尼龍

縮醛oo對于定性因子,我們可任意指定一個水平為低，另一個為高W3-6BasicDOE_Inst.ppt17全析因試驗設計是所有因子及水平的所有組合都至少進行一次試驗全析因試驗70090030分鐘.y1y2y5Y660分鐘.y3y4y7y8因子A:淬取

溫度因子B:烘烤時間Y=零件硬度oo這個雙向熱處理試驗是全析因試驗設計的一個簡單案例.用它說明因子及交互影響的概念W3-6BasicDOE_Inst.ppt18主影響分析改變淬取溫度是否改變零件的平均硬度?改變烘烤時間是否改變零件的平均硬度?溫度和時間的交互作用對零件平均硬度的影響是什么?70090030分鐘.y1y2y5Y660分鐘.y3y4y7y8因子A:淬取溫度因子B:烘烤時間Y=零件硬度oo對于熱處理案例，分析均值回答以下問題:W3-6BasicDOE_Inst.ppt191.淬取溫度的影響改變淬取溫度有改變零件的平均硬度嗎?A2=A1=90+87+95+924=9184+87+79+784=82Brinnell布氏硬度700900oo95908580918279789592B2=60分鐘84879087B1=30分鐘A2=900A1=700因子B:烘烤時間因子A:淬取溫度ooW3-6BasicDOE_Inst.ppt202.烘烤時間的影響改變烘烤時間看起來有改變零件的平均硬度嗎?B2=B1=90+87+84+874=8795+92+79+784=86Brinnell硬度30分鐘60

分鐘95908580878679789592B2=60分鐘84879087B1=30分鐘.A2=900A1=700因子B:烘烤時間因子A:淬取溫度ooW3-6BasicDOE_Inst.ppt21A1A2B188.585.5B293.578.53.交互作用的影響在交互圖中，平行線意味著沒有交互作用。為什么?淬取溫度和烘烤時間有交互影響嗎?為使零件硬度最大化，溫度和時間應該設置在什么樣的水平呢?Brinnell布氏硬度30分鐘60

分鐘95908580700900ooA,B,=90+872=88.5Workbook:Exercise6.1

工作簿：練習6.1平均值分析W3-6BasicDOE_Inst.ppt23

Exercise6.1:平均值分析作業:對指定的全析因試驗案例:不使用Minitab進行一次平均值分析在提供的刻度上面手工畫出影響。限時:15分鐘W3-6BasicDOE_Inst.ppt24

6.1:平均值分析DEBRIEF講師引導復習W3-6BasicDOE_Inst.ppt25

6.1:平均值分析DEBRIEF案例1:維修時間這些圖表說明什么?BrandTechnician主影響圖:W3-6BasicDOE_Inst.ppt26

6.1:平均值分析DEBRIEF案例1:維修時間(繼續)我們能從這些圖中學到什么?W3-6BasicDOE_Inst.ppt27

6.1:平均值分析DEBRIEF顯示很強的交互作用,當開關型號由1換到2時,技術員2的維修時間增加而技術員1的維修時間減少.案例1:維修時間(繼續)W3-6BasicDOE_Inst.ppt28

6.1:平均值分析DEBRIEF例2:CurrentDraw這些圖向我們說明什么?W3-6BasicDOE_Inst.ppt29

6.1:平均值分析DEBRIEFWithnointeractivebehaviorpresent(nextslide)wecaninterpretthefactorsindependently.沒有交互作用出現我們能獨立的解釋這些因素.第二種磷的輸出更低.第二種玻璃的輸出更低.例2:CurrentDraw(cont.)W3-6BasicDOE_Inst.ppt30

6.1:平均值分析DEBRIEF例2:CurrentDraw(cont.)W3-6BasicDOE_Inst.ppt31使用Minitab進行雙向試驗兩因子的試驗也可以通過方差分析(ANOVA)來進行分析.小的P值（<0.10）表示強的影響.使用Minitab?:

首先,創建試驗設計Stat>DOE>Factorial>CreateFactorialDesign當顯示試驗布局圖時，輸入數據，然后創建方差分析表Stat>DOE>Factorial>AnalyzeFactorialDesign最后,創建因子和交互作用圖.Stat>DOE>Factorial>FactorialPlotsW3-6BasicDOE_Inst.ppt32方差分析表-熱處理試驗進行硬度的方差分析,使用修正SS（平方和）SourceDFSeqSSAdjSSAdjMSFPTemp1162.000162.000162.00046.290.002Time12.0002.0002.0000.570.492Temp*Time172.00072.00072.00020.570.011Error414.00014.0003.500Total7250.000自由度是如何決定的?溫度顯著影響時間與溫度交互顯著影響時間本身非顯著影響W3-6BasicDOE_Inst.ppt33試驗誤差在ANOVA中，將因子或交互作用引起的變化性與試驗性誤差（每個檢驗組合中獲得的多項數據值引起的變化性）作比較。若因子（或交互作用）引起的變化性大于試驗性誤差，那么該因子（或交互作用）在影響輸出。顯著影響檢驗的精度取決于試驗性誤差估計的準確性什么會影響誤差估計的準確度呢?W3-6BasicDOE_Inst.ppt34重復與復制重復意味著所有試驗組合的數據均是未通過重新設置收集的復制意味著每個數據值是在重新設置檢驗組合后收集的.重新做試驗.收集數據的方法(重復相對復制)是如何影響試驗誤差的估計呢?哪種方法會更好地估計隨機誤差?哪種方法更浪費成本呢?您認為在工業試驗中哪種方法更常用?5分鐘

W3-6BasicDOE_Inst.ppt35重復與復制收集數據的方法是如何影響隨機誤差的估計呢?

當使用復制時，隨機誤差通常會更大.哪種方法會更好地估計隨機誤差?復制哪種方法成本更高?復制您認為在工業試驗中哪種方法更常用？重復DEBRIEFW3-6BasicDOE_Inst.ppt36樣本大小樣本大小也會影響對隨機誤差的估計(每次檢驗組合中數據值的數量)通常情況下，數據越多(自由度越大)估計越準然而，必須權衡實際和統計這兩方面也可能存在例外情況，好的經驗法則是每一檢驗組合至少收集3個數據值Workbook:Exercise6.2

工作簿：練習6.2使用Minitab?進行雙向設計W3-6BasicDOE_Inst.ppt38

Exercise6.2:使用Minitab進行雙向設計作業使用Minitab，與講師一起，創建熱處理試驗方差分析表圖回答問題：應該選擇哪個因子水平使得硬度最大第一部分:與講師一起W3-6BasicDOE_Inst.ppt39

6.2:使用Minitab進行雙向設計DEBRIEF講師引導復習W3-6BasicDOE_Inst.ppt40Two-waytableformat:

6.2:使用Minitab進行雙向設計DEBRIEFEnteringDataintoMinitab?:數據輸入必須與Minitab創建的組合相匹配9087848795927978雙向表格:Minitab?格式:輸入數據W3-6BasicDOE_Inst.ppt41Minitab輸出-統計檢驗DEBRIEFW3-6BasicDOE_Inst.ppt42主影響圖DEBRIEF為使硬度最大，應該選擇因子的哪個水平呢?因為交互作用顯著，從交互圖可得知：溫度為-1水平，時間為+1水平，可使硬度最大.W3-6BasicDOE_Inst.ppt43

Exercise6.2:用Minitab?進行雙向設計作業:打開Minitab文件“6.2TwoWayDesign.MTW”.分析您手工計算的試驗Exercise6.1記住:1. 創建設計2. 輸入數據(復制數據至正確的數據列)3. 分析試驗4. 識別a=0.1時的顯著因子5. 圖示影響限時:15分鐘第二部分:自測W3-6BasicDOE_Inst.ppt44

6.2:使用Minitab進行雙向設計DEBRIEF志愿者陳述每人3分鐘W3-6BasicDOE_Inst.ppt45

6.2:用Minitab?進行雙向設計DEBRIEF維修時間在a=0.10的情況下，品牌與技術員都不顯著在a=0.10的情況下，品牌與技術員交互顯著W3-6BasicDOE_Inst.ppt46

6.2:用Minitab?進行雙向設計DEBRIEF注意:既然主影響不明顯,我們不評價主影響圖.維修時間（續）W3-6BasicDOE_Inst.ppt47

6.2:用Minitab?進行雙向設計DEBRIEF電流Ata=0.10，磷和玻璃顯著Ata=0.10，磷和玻璃交互不顯著.W3-6BasicDOE_Inst.ppt48

6.2:Two–WayDesignUsingMinitab?DEBRIEFCURRENTDRAW,cont.W3-6BasicDOE_Inst.ppt49詢問現實的問題當我們進行設計試驗時，是在質疑一些現實中的問題因此，我們必須首先決定我們想通過試驗解決什么問題?W3-6BasicDOE_Inst.ppt50關于樣件試驗的問題哪些因子影響平均周期時間?問這些問題可能有用：哪些因子影響周期時間波動.

目標: 最小化樣件的周期時間因子

輸出訂單收到時間

樣件的周期時間采購訂單的方法誰輸入數據W3-6BasicDOE_Inst.ppt51成型試驗的問題哪些因子影響零件尺寸的偏差哪些因子影響平均尺寸目標:得到一致的、符合目標值的零件尺寸因子

輸出周期時間

零件尺寸成型溫度保壓時間材料類型W3-6BasicDOE_Inst.ppt52因子可影響2.輸出的平均值3.偏差和平均值1.輸出的偏差4.既非偏差也非平均值周期時間長周期時間短產品尺寸產品尺寸低溫高溫產品尺寸產品尺寸定型壓力小定型壓力大兩種類型材料產生相同結果第二部分輸出的衡量W3-6BasicDOE_Inst.ppt54輸出的類型3.

最大為佳周期時間零件的收縮Warpage翹曲強度耐力目標

輸出舉例1.

目標值為佳達到目標值且偏差小零件尺寸電壓泡沫ILD2.

最小為佳0使輸出趨于最大Target使輸出趨于0絕大多數的預期功能都是這種類型.Outputsareclassified

accordingtotheobjective.

根據我們的目標將輸出分類W3-6BasicDOE_Inst.ppt55討論:輸出分類將織布與泡沫墊結合成型泡沫墊

輸出

輸出類型粘合力 __________墊的硬度 __________墊的厚度 __________最大為佳目標值為佳目標值為佳W3-6BasicDOE_Inst.ppt56選擇一個”好”的輸出為了從一個改善過程的試驗設計中得到最有用的信息.使用連續型數據衡量與過程的基本功能相關的事項W3-6BasicDOE_Inst.ppt57VariableDataovercomestheseproblems.連續型數據克服了這些問題.使用連續型數據對于試驗設計,屬性數據(例如缺陷計數)是一個無效的輸出,因為:評估因子影響，提供細節不充分.經常產生難以復制的結論.需要大樣本.W3-6BasicDOE_Inst.ppt58衡量與功能相關的輸出通過衡量功能,而不是相關問題，我們能:使所有問題發生的機會最小!!思考成型案例:過程的功能是生產指定尺寸的零件Byachievingminimumvariationinpartdimension,wehavediscoveredawaytouniformlydistributeparticlesandstressesthroughoutthepart.

通過實現零件尺寸最小偏差,我們已經找到一種使粒子和張力在部件中均勻分布的方法從而使暗洞、毛邊及其他問題發生的可能性最小化當問題本身作為試驗輸出時，DOE試驗是不能減少問題的.W3-6BasicDOE_Inst.ppt59衡量功能，而不是缺陷為了看到因子的影響，我們需要不同試驗時下變化的數據.通常情況下，當采用基于缺陷的衡量時，許多檢驗組合生成零缺陷，以致試驗不能發揮作用.0 0 01 0 00 0 01 0 02.5 2.8 2.63.1 2.9 3.42.0 2.6 2.12.9 3.8 3.4DataData無用的結果

有用的結果W3-6BasicDOE_Inst.ppt60當必須衡量問題時對于一些過程，很難識別出功能，必須使用缺陷衡量作為試驗設計的輸出.在這種情況下，使用連續型數據例如：安裝頭枕面套的過程.問題：面套有時會在接縫處撕裂.采用什么衡量呢?W3-6BasicDOE_Inst.ppt61使用連續型數據而非屬性數據盡管用”開裂的長度”作為DOE輸出比用“開裂的數量”好，仍然存在問題對于許多試驗,可能不發生開裂.結果數據中將包含大量的零。若輸出沒有足夠多的變化，則難以或不可能看到因子影響。不使用:開裂的數量（屬性數據）更好的衡量開裂的長度（可變數據）W3-6BasicDOE_Inst.ppt62缺陷發生的趨勢Withcarefulthought,wecansometimesidentifysomethingtomeasureontheproductthatshowsatendencytowarddefectbeforetheactualdefectoccurs.認真思考后，我們有時可以在缺陷實際發生之前確定產品某個體現缺陷趨向的部分，對其進行度量例如，即使有些頭枕面套上沒有任何開裂，我們可以衡量接縫處的拉力(線孔張力).接縫處拉力滿足目標值且保持一致，是實現零開裂的最優策略.W3-6BasicDOE_Inst.ppt63”目標值最佳”的輸出在大多數的情況下,有關功能的輸出分為以下兩類:1目標值最佳

例如成型過程中的零件尺寸

或者是動態的(超出了本課程的范圍)W3-6BasicDOE_Inst.ppt64討論：識別”有用的”輸出過程成型儲存容器輸出尺寸(寬,深,長)彎曲裂縫的數量成型過程的功能是什么?這些輸出中哪些與過程功能緊密相關它是哪一類的輸出?W3-6BasicDOE_Inst.ppt65討論:識別”有用的”輸出過程成型儲存容器輸出尺寸(寬,深,長)彎曲裂縫的數量成型過程的功能是什么?這些輸出中哪些與過程功能緊密相關它是哪一類的輸出?成型過程的功能是產生尺寸。“尺寸”最與預期功能最貼切，它是“目標值最佳”的特性.W3-6BasicDOE_Inst.ppt66“目標值最佳”的策略.第1步:

找到影響偏差的因子，通過這些因子來使偏差最小化。第2步:找到改變平均值的因子(不能影響偏差)，使用這些因子來調整平均值輸出到既定目標目標值W3-6BasicDOE_Inst.ppt67“最小值最佳”的策略0趨向輸出低許多交易類的試驗設計關注于最小化過程時間或周期時間這種情況的目標是找到影響平均輸出(時間)的因子，用這些因子使均值趨低。Minimizingvariationintheoutputwillalsoimprovetheoutputwhenfactorsarefoundthatstronglyaffectvariation.當發現到的因子對偏差有很大影響時,最小化過程的偏差也能改善輸出.第三部分試驗類型W3-6BasicDOE_Inst.ppt69選擇試驗類型有許多試驗類型選擇最適合特定應用的試驗類型取決于:研究目標(我們想要解決什么問題)我們希望調查的因子數量和水平每次試驗的成本W3-6BasicDOE_Inst.ppt70試驗類型全析因所有因子和水平組合發現生成最佳結果的因子水平建立數學模型（評估所有交互作用）<=4部分析因

(subsetoftotalnumberofcombinations)

組合總量子集發現生成最佳結果的因子水平建立數學模型（評估一些交互作用）>=5篩選Screening檢驗大量的因子來找到少數核心因子（不評估交互作用）>=7常見的試驗類型 目標 典型可控因子量W3-6BasicDOE_Inst.ppt71試驗類型(續)中心復合設計CCD或Box-Behnken貝肯設計優化

當呈現非線性影響的時候,建立數學模型

經常使用響應面理論)>=3Taguchi的強大穩健設計

優化找到在變化的噪音因子條件下使偏差最小化的因子和水平>=7靜態動態優化優化產品或制造過程的功能最小化噪音因子的敏感度,最大化輸入信號的敏感度>=7常見的試驗類型 目標 典型可控因子量注：Taguchi穩健設計（動態優化）未被看做試驗設計，反而更象是一條”工程師之路”W3-6BasicDOE_Inst.ppt72優化過程的方法傳統的試驗設計如果有大量的因子,通過篩選試驗來識別至關重要的少數因子使用析因，中心復合設計或Box-Behken設計來徹底地研究至關重要的少數因子TAGUCHI博士穩健設計在一個單一,優化的試驗中研究大量的控制因子:

Static:FindcontrolfactornominalsthatminimizevariationinIntendedFunction,minimizingsensitivitytonoise.

靜態：找到控制因子名義值，最小化預期功能的偏差，最小化噪音因子的敏感度動態：找到可控因子名義值，最小化面對噪音的影響時與理想功能的偏差RobustDesignistherecommendedapproachwhennumerous控制因子arepresentandagoodmeasureofIntendedFunction(ProcessY)canbeused.當可控因子多并且能使用很好衡量過程功能的時候,推薦使用穩健設計.Thiscoursepresents: 傳統的方向 靜態穩健設計（目標值最佳）DynamicRobustDesignisbeyondthescopeofthiscourse.動態穩健設計超出了本節課程的范圍.第四部分試驗設計的步驟和策略W3-6BasicDOE_Inst.ppt74設計和進行試驗設計的步驟查看歷史數據和/或收集數據以確定當前過程能力決定試驗的目的決定衡量什么作為試驗的輸出識別能影響輸出的因子(可控因子和噪生因子)決定每個因子水平的數量和他們實際的值選擇容納選擇的因子和水平的試驗布局并決定重復和復制的數量.驗證所有的衡量系統計劃和準備試驗的資源（人，物料等）。能隨意的安排順序嗎?創建測試計劃進行試驗,保證每個產品都根據其產生時的試驗情況貼上標簽衡量試驗產品分析數據，識別強影響的因子決定最能實現目標的因子水平組合針對”最優”組合進行確認試驗通過實施標準作業程序和可視控制，確保長期保持強因子的最佳水平重新評估過程能力.W3-6BasicDOE_Inst.ppt75試驗設計策略隨機化隨機安排試驗順序.減少背景變量(干擾變量)的影響區組劃分blocking在每個區組內隨機地安排試驗順序。例如，時間區組、上午/下午,第一天/第二天.ThetestcombinationstoberunwithineachblockmustbedeterminedthroughDOEtechniques(seefuturemodules).每個區組內要進行的檢驗組合必須通過DOE技巧得以確定(見以后的模塊)Whataretheprosandconsofrandomizingtheorderoftheruns?隨機安排試驗次序的優缺點是什么?Whatisthepurposeofblocking?區組劃分的目的是什么?W3-6BasicDOE_Inst.ppt76試驗成功的關鍵好的輸出衡量

Wheneverpossible,useanoutputthatdirectlyrelatestothefunctionoftheprocess.Whenameasureoftheproblemordefectmustbeused,besuretousevariabledata.只要可能,使用與過程功能直接相關的輸出,當必須使用問題或缺陷作為量測時,一定要使用連續型數據.合理的試驗設計

Noamountofdataanalysiscanmakeupforapoorlydesignedexperiment.Carefullyselectoutputresponse,factorsandlevelsandtheDOElayout.數據分析不能彌補一個糟糕的試驗設計,仔細選擇輸出響應,因子,水平和試驗的布局周密的計劃

Toassureconditionscanbecontrolledasstatedintheexperimentaldesign,allresources(people,materials,etc.)forconductingtheexperimentmustbepreparedaheadoftime.為了確保條件可以如試驗設計中所說那樣得到控制,所有用于進行試驗的資源(人,材料,等)必須提前準備好.驗證衡量系統

Toassurethedatais“good”,verifyallmeasurementsystemsbeforeconductingtheDOE.為了保證數據是可信的,在進行試驗設計之前要確認量測系統分析.跟蹤試驗單元

根據每個試驗條件給每個試驗單元貼上標簽,否則所有的信息都會丟失.W3-6BasicDOE_Inst.ppt77計劃試驗設計UsetheDOEPlanningWorksheettobeginplanningyourdesignedexperiment.使用試驗設計計劃工作表來開始計劃您的設計試驗建立試驗的目標Determinewhattomeasure(Y)astheoutputoftheexperiment.決定作為試驗輸出的衡量對象Identifythe控制因子thatcouldaffectY.識別能影響Y的控制因子.IdentifythenoisefactorsthatcouldaffectY.識別能影響Y的噪音因子.Anyvariablesnotdeliberatelychangedaspartoftheexperimentmustbeheldconstantduringexperimentation.任何未作為試驗部分刻意改變的變量必須在試驗中保持恒定W3-6BasicDOE_Inst.ppt78目標建立試驗的目標具體來說,需要改善什么?所有的關鍵特性是什么?W3-6BasicDOE_Inst.ppt79輸出衡量2.

決定作為試驗輸出的衡量對象(Y)IsthereasingleoutputmeasurethatcapturesalltheCTcharacteristics?Or,shouldmorethanoneoutputbemeasured?(Note:Asingleoutputmeasureispreferredwhenpossible.)是否有一個單一的輸出衡量能涵蓋所有的關鍵特性?或者,是否應該衡量一個以上的輸出呢?Whatcanbemeasuredthatcapturestheintendedfunction?衡量什么來涵蓋既定的功能?Examples:例如Intransactionalprocesses,whenminimizing“time”istheobjective,makesurethemeasureoftimeincludestimespentonrework.Thus,minimizing“time”alsocapturestheobjectiveofminimizingerrorsandrework.在事務類過程,當最小化時間作為目標,要保證時間的衡量報告花在返工方面的時間,這樣,最小化時間也能涵蓋最小化錯誤和返工的目標Inmanufacturingprocesses,reducingvariationinameasureoftheprocess’intendedfunctionreducesthechancesforproblemstooccur.在制造過程,減少過程已有功能衡量的偏差同步地減少問題發生的可能性.W3-6BasicDOE_Inst.ppt80控制因子3.

Identifythe控制因子thatcouldaffectY.識別能影響輸出的可控因子Whichoftheseshouldwechangeasfactorsduringtheexperiment?在試驗中,我們能改變哪個可控因子.Whichshouldweholdconstant?哪個我們要保持恒定.Includethefactorintheexperimentwhen…當什么時候,在試驗中要包涵這些因子TheteambelievesitcouldhaveastrongimpactonY,and…團隊相信它能對輸出有很強的影響和…Itisreasonablyeasytochangeduringtheexperiment.在試驗中它能被相對容易地改變Allother“factors”mustbeheldconstant.所有其它的因子必須保持恒定.W3-6BasicDOE_Inst.ppt81關于可控因子定義可控因子是我們可以在過程的正常運作中設置并維持在既定水平的因子Themore控制因子thataffectY,thegreaterthepotentialforimprovement.影響輸出的可控因子越多,改善的潛力就越大例如thenwecandecidetousethebetterapproach.如果我們檢驗兩種創建采購訂單的方法，并且發現其中一種比另一種要好(時間更短,錯誤更少),然后我們決定采用更好的一種方法.Onaninjectionmoldingmachine,ifwefindthatsettingthetemperatureat120oresultsinlesspartvariationthansettingitat150o,thenwecandecidetorunthemachineat120o.關于注塑機方面,如果我們發現溫度保持在120o的零件偏差要比設定在150o的情況要少,然后我們決定以120o的條件運行設備W3-6BasicDOE_Inst.ppt82噪音因子IdentifythenoisefactorsthatcouldaffectY.識別影響輸出的噪音因子Whichoftheseshouldwechangeasfactorsduringtheexperiment?在試驗中,我們應該改變哪個因子?Whichshouldweholdconstant?哪個因子我們應該保持恒定Includethefactorintheexperimentwhen…什么時候,要包涵這些因子.TheteambelievesitcouldhaveastrongimpactonY,and…團隊相信它對輸出有很強的影響Itisreasonablyeasytochangeduringtheexperiment.在試驗中相對容易地改變Allother“factors”mustbeheldconstant.所有其它的因子必須保持恒定Theteammustalsodeterminethestrategyregardingeachnoisefactorincludedintheexperiment.小組必須決定包涵在試驗中每個噪音因子的策略W3-6BasicDOE_Inst.ppt83關于噪音因子的策略定義噪音因子是在正常運行中變化，而我們無法加以控制的因子。或者說，我們寧愿不對其加以控制，因為這樣做的成本較高Strategiesforincludinganoisefactorinanexperiment:在試驗中包涵噪音因子的策略:TodeliberatelycreatevariabilityinYforthepurposeofdetermininglevelsof控制因子thatwillreducethevariation.Whenenoughstrong控制因子areused,wemayevenbeabletoachieverobustness(insensitivitytonoise).為了決定減少偏差的可控因子的水平,刻意地創造在輸出的變化,當采用足夠強影響的可控因子,我們甚至可以能得到穩健(對噪音不敏感)ToquantifyitsimpactonY.Ifithasastrongeffect,thentheteamwouldidentifyacounteraction(directlycontrolthenoiseorreducetheeffectofthenoise).量化其對輸出的影響,如果它有一個很強的影響,然后團隊識別一個對策(直接控制噪音還是減少噪音因子的影響)ThisistheRobustDesignstrategy這是穩健設計策略Whichofthesetwostrategiesleadstolowercostimprovements?這兩個策略中的哪一個通向更低成本的改善?W3-6BasicDOE_Inst.ppt84計劃試驗設計：案例Let’slookathowthe“PrototypeProcess”teamplannedtheirexperiment:讓我們看一下”改善樣件流程”團隊是如何計劃他們的試驗的.試驗目的輸出響應因子我們也會介紹DOE計劃工作表W3-6BasicDOE_Inst.ppt85PrototypeProcess–ObjectiveofDOE樣件流程-試驗設計的目的Theobjectiveofthedesignedexperimentistofindthefactorlevelsthatminimizeprototypecycletime.設計試驗的目的是發現因子的水平以最小化樣件的周期時間Outputoftheexperiment:試驗輸出Y=prototypecycletime(inminutes)樣件周期時間(以分鐘計)Specifically,Yisthetimefromconfirmationreceiptofexternalcustomerfaxtoconfirmationreceiptoferror-freesupplierpurchaseorderfax.特別地,輸出是從確認外部客戶票據傳真到確認無誤的供應商采購訂單傳真的時間

WhenreworkoftheSupplierPOwasrequired,Yincludedthetimespentonthisrework.當供應商采購訂單需要返工的時候,輸出應當包含返工花費的時間.W3-6BasicDOE_Inst.ppt86PrototypeProcess–FactorsinDOE樣件過程-試驗設計中的因子 因子 水平

A:

訂單收到時間訂單收到的時間 上午

下午

B:

訂單處理方法訂單輸入 手工

自動

C:

誰輸入數據誰登陸 項目協調員.數據錄入員Notes:注意因子Bisusedtocomparetheteam’snewideaofan自動approach(Autofax)tothecurrent,手工approach.因子B是用來比較團隊新的想法,即采用自動的訂單輸入(自動傳真)與當前的手工比較FactorsAandCareincludedtoverifythe下午mayhavealongerwaittimethanthosereceivedinthe上午.包含因子A和C是用來確認下午收到較上午可能會有一個更長的等待時間Theordersreceivedinthe下午mayhavealongerwaittimethanthosereceivedinthe上午.下午收到的訂單可能較上午有更長的等待時間.The項目協調員inatorisoftenunavailable(travel,etc.),therebycausingdelaysinprocessingtime.登陸訂單的協調員經常會不在(出差等),因子會導致在過程時間的延遲

CategorizeeachfactorasControlorNoise.把每個因子按照可控和噪音因子進行分類.W3-6BasicDOE_Inst.ppt87PrototypeProcess–CategorizingFactorA分類因子A

因子

LEVELS

A:

訂單收到時間

上午

下午 B:訂單處理方法

手工

自動 C:誰輸入數據

項目協調員. 數據錄入員FactorA:

Canthepeopleintheprototypeprocesscontrolthetimeof dayatwhichthecustomersendstheorder?在樣件的過程中人們能控制客戶發出訂單的時間段嗎?

No!Therefore,因子Aisanoisefactor.當然不能,所以,因子A是噪音因子.IftheDOErevealsthatthereisadifferenceinprocessingtimebetweenordersreceivedina.m.vs.p.m.,thenwhatmusttheteamdo?

如果試驗設計揭示了訂單在上午收到和在下午收到是有差異的,團隊能做什么呢?W3-6BasicDOE_Inst.ppt88PrototypeProcess–CategorizingFactorB

FACTOR

LEVELS A:訂單收到時間

上午

下午

B:

訂單處理方法

手工

自動 C:誰輸入數據

項目協調員. 數據錄入員FactorB:

Canthepeopleintheprototypeprocesscontrolwhetherthey usethe手工or自動approachtocreatingpurchaserders?人們能控制創建訂單的方式為人工還是自動的嗎?

Yes!Therefore,因子Bisacontrolfactor.IftheDOErevealsthatoneapproachresultsinlessprocessingtimethantheotherapproach,whatwouldtheteamdo?如果試驗設計揭示了一種登陸結果的過程時間要比另外一種少,團隊應該怎么做?W3-6BasicDOE_Inst.ppt89PrototypeProcess–CategorizingFactorC

FACTOR LEVELS A:訂單收到時間

上午

下午 B:訂單處理方法

手工

自動

C:

誰輸入數據

項目協調員. 數據錄入員FactorC:

Canthepeopleintheprototypeprocesscontrolwhoentersthedata?人們能夠控制誰輸入數據嗎?

Yes!Therefore,FactorCisacontrolfactor.是的,當然,因素C是一種可控因子.IftheDOErevealsthattheprocesstimediffersdependingonwhoentersthedata,whatwouldtheteamdo?如果試驗設計揭示了輸入數據不同的人而導致過程時間也不一樣,團隊能做什么?W3-6BasicDOE_Inst.ppt90DOE計劃工作表黑帶：_____________ 部門/過程：______________項目名稱：

樣品過程改進日期：________DOE目標：使樣品周期時間最小化。

相關背景：目前的平均樣品周期時間超過9天（13,100分鐘）。

輸出特征CT特征衡量內容/如何衡量規范作為試驗的衡量尺度（是/否）樣品周期時間從確認收到客戶傳真到確認收到無錯誤的供應商采購定單傳真少于5400分鐘是采購定單的準確性

錯誤數量

返工次數

無錯誤

無返工否是否有一種輸出衡量尺度可以獲得CT的所有（或部分）特征？有。使用周期時間的衡量尺度，將用于返工的時間包括在內。減少周期時間也能實現減少錯誤和返工的目標。

W3-6BasicDOE_Inst.ppt91控制因子（樣品過程）若是DOE中的因子若不是DOE中的因子控制因子目前水平提議水平如何保持為常量？處于哪個水平？采購定單的處理方法是手工自動數據輸入員是引進協調員

和數據輸入員

均輸入其中一位（不是兩者同時）創建“選擇列表”否使用目前的方法（手工）對Y的影響力試驗中易于改變作為因子包括于試驗中（是/否）圖例：：影響強大，易于改變：影響中等，較易改變：影響不大，難以改變W3-6BasicDOE_Inst.ppt92為什么收單的時間是個噪音因子呢?噪音因子若是DOE中的因子若不是DOE中的因子策略噪音因子試驗中要設置的水平如何保持為常量？處于哪個水平？從客戶處收到定單的時間Y3上午(8:00-11:00am)相對下午(1:00-4:00)對Y的影響力試驗中易于改變作為因子包括于試驗中（是/否）強大性/偏差減少若影響強大，會起反作用圖例：：影響強大，易于改變：影響中等，較易改變：影響不大，難以改變W3-6BasicDOE_Inst.ppt93DOE的類型-樣件過程Thisisasmall-scaleexperimentinthatiscontainsonly…這是一個小范圍的試驗,它只包含了兩個可控因子和一個噪音因子.2控制因子,and1NoiseFactorAchievingRobustnessagainstnoiseisnotrealistic.為了減少噪音因子的影響而追求穩健不現實.TheappropriateapproachistoconductatraditionalDOEwith3factors.合適的方向是進行三個因子的傳統試驗設計.ForeachControlFactorfoundtohavestrongeffecton“CycleTime”,thebestlevelwillbeusedinfuture.對于發現對周期時間有很強影響的每種可控因子,在以后會采用最佳水平IftheNoiseFactorisfoundtohavestrongeffecton“CycleTime”,thenteamwillneedtodeterminecounteractionforthatfactor.如果噪音因子被發現對周期時間有很強的影響,團隊將要對這個因素下對策.W3-6BasicDOE_Inst.ppt94RailDimensionisameasureoftheintendedfunctionoftheRollFormingProcess.軌的尺寸是滾動成型過程的既定功能的衡量W3-6BasicDOE_Inst.ppt95WhyNotMeasureEffortorInterference?為什么不衡量作動力或干擾度Slideeffortandclearance/interferencearenotreliablemeasurestouseasanoutputfromadesignedexperiment.磨擦力和間隙/干擾不能被用做設計試驗的一個輸出.這些衡量是兩種尺寸組合的結果.Goodresults(nominaleffortand