DOE
DOE
试5 用处
目录
02 步骤 04 相关概念 06 作用
DOE（DESIGN OF EXPERIMENT试验设计）在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色，它是我们产品质 量提高，工艺流程改善的重要保证。
释义
实验设计已广泛运用了从航天业到一般生产制造业的产品质量改善、工艺流程优化甚至已运用到医学界。通 过对产品质量，工艺参数的量化分析，寻找关键因素，控制与其相关的因素。根据实际需求，判别与选择不同的 实验设计种类，设计你的实验步骤，发现如何控制各种影响因素，以最少的投入，换取最大的收益，从而使产品 质量得以提升，工艺流程最优化。
作用
⒈提高产量； ⒉减少质量的波动，提高产品质量水准； ⒊大大缩短新产品试验周期； ⒋降低成本； ⒌试验设计延长产品寿命。
感谢观看
相关概念
一、DOE简介 1、DOE的定义 2、DOE的历史与发展 3、DOE的用途 4、DOE的成功运用案例 二、DOE类型 1、全因子DOE 2、分部DOE 3、筛选DOE 4、中心复合DOE 5、Box-Behnken DOE
用处
·科学合理地安排实验，从而减少实验次数、缩短实验周期，提高了经济效益。 ·从众多的影响因素中找出影响输出的主要因素。 ·分析影响因素之间交互作用影响的大小。 ·分析实验误差的影响大小，提高实验精度。 ·找出较优的参数组合，并通过对实验结果的分析、比较，找出达到最优化方案进一步实验的方向。
步骤
⑴筛选主要显著的因子 ⑵找出最佳之生产条件组合 ⑶证明最佳生产条件组合有再现性 如何判断第一阶段实验成功 ⑴在方差分析(ANOVA)中出现了1~4个显著因子 ⑵这些显著因子的累积贡献率在75%以上 如何判断第二阶段实验成功 在方差分析(ANOVA)中没有出现显著因子
doe的理解
doe的理解Doe的理解Doe，这个词源于英文中的一个常见姓氏，也常被用作一个代称来指代某个未知的人或者事物。
在不同的语境下，Doe有着不同的含义和解释。
下面将从不同的角度来理解这个词。
一、Doe在法律领域的理解在法律领域，Doe通常被用作一个占位符来代表某个未知的个体。
例如，在一起涉及匿名被告的案件中，法庭可能会将被告标记为John Doe或者Jane Doe。
这种用法是为了在保护个人隐私的同时，确保法律程序的顺利进行。
Doe还常常被用作法律文件中的例子或者案例分析中的角色。
在这种情况下，Doe代表了一个虚构的个体，以便于说明法律原则或者解释。
二、Doe在音乐领域的理解在音乐领域，Doe是一个音乐理论中常用的名词。
它是一个音阶中的音，通常作为基准音来标识其他音符的音高。
在西方音乐中，Doe对应着C音。
这个音符在唱歌或演奏乐器时起到了重要的作用，它帮助我们确定和弦的构成和旋律的起点。
三、Doe在动物学领域的理解在动物学领域，Doe是指鹿科动物中的雌性个体。
这个词常常用来描述雌性鹿的特征和习性。
例如，我们常常听说的雌鹿就是指Doe。
四、Doe在计算机科学领域的理解在计算机科学领域，Doe是一种常见的占位符，用于指代未知的变量、对象或者实体。
这种用法在编程中经常出现，特别是在示例代码、教学材料或者编程练习中。
通过使用Doe作为变量名，可以更加直观地说明代码的逻辑和执行过程。
Doe还可以用作计算机网络中的一个术语。
例如，John Doe是一个常见的网络用户名，用于表示一个未知的用户或者匿名用户。
Doe这个词在不同领域中有着不同的解释和用法。
无论是在法律、音乐、动物学还是计算机科学中，Doe都扮演着一个占位符的角色，用于指代未知的个体、变量或者对象。
通过了解Doe的不同含义，我们可以更好地理解和运用这个词。
doe认证的标准
doe认证的标准
DOE 认证是美国能源部的一项节能计划，旨在帮助消费者选择更加节能的产品，减少能源浪费和环境污染。
DOE 认证的标准主要包括以下几个方面：
1. 能源效率：产品必须符合能源效率标准，能够在相同的使用条件下，比同类产品更加节能。
2. 可靠性：产品必须经过严格的测试和验证，确保其在使用过程中能够稳定可靠地运行。
3. 安全性：产品必须符合相关的安全标准，确保使用过程中不会对人体和环境造成危害。
4. 可持续性：产品的生产和使用过程必须符合可持续发展的原则，减少对环境的影响。
DOE 认证的标准是由美国能源部制定的，符合这些标准的产品可以获得DOE 认证标志，消费者可以通过这个标志来选择更加节能的产品。
DOE详细讲解
DOE详细讲解什么是DOEDOE（Design of Experiments），又称为试验设计或实验设计，是一种科学的、系统化的试验方法，它可以对多个因素进行同时考虑和优化。
DOE是强有力的工具，它可以在最小的试验次数内找到最优解，并提供最大程度的信息。
DOE在许多领域中具有广泛的应用，如化学、医学、物理学、生物学、环境科学、医学工程等。
DOE的原理DOE是通过对试验因素的完整而系统的控制，来确定变量之间的相互作用关系的。
DOE的基本原理是通过对多个因素的同时研究，可以更好地发现因素之间的相互作用，从而确定哪些因素是对结果影响最大的。
DOE可以在最小的试验次数内找到最优解，并提供最大程度的信息。
DOE的结果可以使生产、质量和效率得到提高，降低生产成本和损失。
DOE的步骤DOE通常分为六个步骤：1. 问题定义。
问题定义是项目最重要的部分，它需要清楚地确定研究的目的和问题的范围。
2. 设计矩阵的确定。
根据研究目的和问题的规模，确定试验的因素和水平，并设计矩阵。
3. 实验设计。
根据确定的试验矩阵选择实验方法。
4. 数据收集。
在实验中可用统计学方法收集数据，以支持分析。
5. 统计分析。
根据实验数据分析得到结论。
6. 结论和实践。
分析结果，确定实践中采取的步骤和结论。
DOE的类型1. 全因子设计。
全因子设计是指将每个因素的每个水平都包含在设计中。
这种设计可以确定每个因素和每个水平对结果的影响，并确定每个因素和水平之间的交互作用。
2. 部分因子设计。
部分因子设计是从所有可能的水平中选择几个来进行试验的设计。
这种设计可以确定某些因素和水平对结果的影响而不浪费时间和资源。
3. 响应曲面设计。
响应曲面设计是一种将一组数据转换成响应曲线的方法。
这种设计方法可以找到最优值和水平组合，以最大程度地优化结果。
DOE的优点1. 减少试验数量。
DOE可以通过系统性的计划方法选取关键实验因素的最佳组合，从而可以降低实验的数量和成本。
DOE方法介绍
DOE方法介绍设计实验（Design of Experiments，简称DOE）是一种统计学的方法，用于优化和改进产品或过程的性能。
通过DOE方法，我们可以确定最佳的实验设计，并且分析因素对结果的影响。
本文将介绍DOE方法的基本原理、常用的DOE方法和其在实际应用中的意义。
DOE方法的基本原理是通过设计一系列实验，系统地改变和调节输入变量，以观察输出变量的变化情况。
在DOE方法中，输入变量被称为因素（factors），而输出变量被称为响应变量（response variable）。
通过不断地变化因素的水平和观察响应变量的变化，我们可以找到最佳的因素组合，以实现最佳的性能或者结果。
常用的DOE方法包括全因子实验设计、因子水平减少法、响应面法和标准序列法等。
全因子实验设计是基于完全随机化设计的，它考虑了所有可能的因素组合。
因子水平减少法是通过先评估所有可能的因素组合，然后通过筛选和减少因素的水平，以提高实验效率。
响应面法是通过建立模型来描述因素和响应之间的关系，然后利用该模型来进行因素优化和预测响应变量的水平。
标准序列法是通过选择具有特定属性的实验设计点，以最小化实验数量并确保可获得准确的结果。
在实际应用中，DOE方法有着广泛的意义和应用价值。
首先，它可以大大提高实验效率和成本效益。
通过系统化地设计实验，我们可以减少实验次数，节省实验资源和时间。
其次，DOE方法可以帮助我们理解因素之间的复杂关系。
通过观察和分析实验结果，我们可以了解哪些因素对结果有重要影响，以及它们之间的相互作用方式。
最后，DOE方法可以帮助我们进行优化和改进。
通过找到最佳的因素组合，我们可以实现性能的最大化，提高产品质量和生产效率。
然而，要成功应用DOE方法，我们需要注意一些关键要点。
首先，我们需要选择适当的因素和水平。
因素应该是可能影响结果的参数，而水平则应该涵盖可能的变化范围。
其次，我们需要注意样本的选择和实验的随机化。
样本应该是具有代表性的，并且实验应该是随机进行的，以减少实验结果的偏差。
DOE(试验设计)简介
DOE（Design of Experiment）试验设计，一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法；试验设计主要对试验进行合理安排，以较小的试验规模(试验次数)、较短的试验周期和较低的试验成本，获得理想的试验结果以及得出科学的结论。
试验设计源于1920年代研究育种的科学家Dr.Fisher的研究, Dr. Fisher是大家一致公认的此方法策略的创始者, 但后续努力集其大成, 而使DOE在工业界得以普及且发扬光大者, 则非Dr. Taguchi (田口玄一博士) 莫属。
[编辑]•要为原料选择最合理的配方时（原料及其含量）；•要对生产过程选择最合理的工艺参数时；•要解决那些久经未决的“顽固”品质问题时；•要缩短新产品之开发周期时；•要提高现有产品的产量和质量时；•要为新或现有生产设备或检测设备选择最合理的参数时等。
另一方面，过程通过数据表现出来的变异，实际上来源于二部分：一部分来源于过程本身的变异，一部分来源于测量过程中产生的变差，如何知道过程表现出来的变异有多接近过程本身真实的变异呢？这就需要进行MSA测量系统分析。
[编辑]试验设计的三个基本原理是重复，随机化，以及区组化。
所谓重复，意思是基本试验的重复进行。
重复有两条重要的性质。
第一，允许试验者得到试验误差的一个估计量。
这个误差的估计量成为确定数据的观察差是否是统计上的试验差的基本度量单位。
第二，如果样本均值用作为试验中一个因素的效应的估计量，则重复允许试验者求得这一效应的更为精确的估计量。
如s2是数据的方差，而有n次重复，则样本均值的方差是。
这一点的实际含义是，如果n=1，如果2个处理的y1 = 145，和y2 = 147，这时我们可能不能作出2个处理之间有没有差异的推断，也就是说，观察差147-145=2可能是试验误差的结果。
但如果n合理的大，试验误差足够小，则当我们观察得y1随机化是试验设计使用统计方法的基石。
所谓随机化，是指试验材料的分配和试验的各个试验进行的次序，都是随机地确定的。
DOE试验设计
(2)确定应把有影响的参数设定在什么水平，以使响应达
到或尽可能靠近希望值(On target)；
(3)确定应把有影响的参数设定在什么水平，以使响应的
分散度(或方差)尽可能减小。
(4)确定应把有影响的参数设定在什么水平，以使不可控
参数（噪声参数）对响应的影响尽可能减小。
标。但能按不连续分级尺度分类，常依主观而判定，如好、
更好、最好、合格、不合格等。(计数特性/离散型数据)
为便于对实验结果进行分析，通常会将定性数据进行量
化，转化为定量数据。
-13-
三、 DOE基本概念
1.试验指标（响应）
定量指标的种类
望目特性：此特性具有一特定的目标值(愈近目标值愈好)，
例如尺寸、 间隙、粘度等。
4.其他基本术语
主因子作用示意图
交互作用示意图
-18-
四、 DOE的基本原则
试验设计中，为了尽量减少试验误差，就必须严格控制
试验干扰。
试验干扰是指那些可能对试验结果产生影响，但在试验
x1 x2
···
xp
···
资
源
Output
Input
Process
y
产
品
···
z1
z2
···
zq
Uncontrollable input factors
(噪声因子)
过程模型（产品开发/生产过程）
-5-
一、 DOE是什么?
试验设计源于1920年代研究育种的科学家Dr.Fisher的研
究, Dr. Fisher是大家一致公认的此方法策略的创始者, 但后
课程目标
掌握试验设计的方法，原理和应用；
doe原理
doe原理
DOE原理（Design of Experiments，实验设计）是一种统计学
方法，用于有效地进行实验和收集数据。
它的目标是通过最小的实验次数，获取更多有关实验系统的信息，从而帮助研究人员提高实验的效率和准确性。
DOE原理可以被应用于各种行业和领域，如制造业、工程、
科学研究等。
它通过系统地改变实验参数和其他相关因素，以确定它们对实验结果的影响。
通过对各个实验参数进行不同的组合和变化，研究人员可以获得全面的实验数据。
在DOE原理中，实验结果被称为响应变量，而实验参数则被
称为因素。
为了获得准确的结果，研究人员需要选择合适的因素和其水平，并确定它们之间的相互作用。
通过这种方式，可以找到对响应变量具有最大影响力的因素，并且可以了解不同因素的优先级。
DOE原理的基本步骤包括：
1. 确定实验的目标和试验系统；
2. 选择合适的实验参数和它们的水平；
3. 设计实验方案，确定实验组合；
4. 进行实验，并记录实验结果；
5. 分析数据，确定影响实验结果的因素；
6. 验证结果，并进行优化或改进。
DOE原理的优点包括减少实验次数，节省时间和资源，提高
实验结果的准确性和可靠性。
通过系统地设计实验和分析数据，
研究人员可以更好地理解实验系统，发现潜在的问题和改进方案，并最终实现科学研究和产品开发的成功。
销售总监英文缩写DOE
销售总监英文缩写DOE销售总监，即公司销售部门的最高领导职位，通常负责制定销售战略、拓展市场、提升销售绩效等工作。
在商务领域中，销售总监一职的英文缩写为DOE，代表Director of Sales。
DOE的职责和角色作为公司销售部门的领导者，DOE承担着重要的职责和角色。
首先，DOE负责制定销售策略和目标，确保公司销售团队实现销售目标并实现业绩增长。
其次，DOE需要领导和管理销售团队，包括招聘、培训、激励和绩效评估等方面的工作。
此外，DOE还需要与其他部门合作，协调市场营销、产品开发、客户服务等工作，实现整体业务的协调发展。
DOE的核心能力要成为一名优秀的DOE，需要具备多方面的核心能力。
首先是领导力，DOE需要能够激励和引导销售团队，带领团队不断挑战和突破销售目标。
其次是战略思维能力，DOE需要具备制定长期和短期销售策略的能力，根据市场变化和公司需求及时调整销售计划。
此外，DOE还需要拥有出色的沟通能力和人际关系管理能力，能够有效与团队成员、上级领导以及公司其他部门进行协调和合作。
DOE的挑战与发展作为销售部门的领导者，DOE面临着诸多挑战。
首先是市场竞争激烈，DOE需要不断提升销售团队的竞争力，创新销售模式和业务模式，以应对激烈的市场竞争。
其次是人才管理，要拥有高效的销售团队，DOE需要有效招聘、培训和留住优秀的销售人才。
另外，DOE还需要不断学习和提升自身的领导力和管理能力，以适应市场变化和公司发展的需要。
结语DOE作为公司销售部门的领导者，拥有重要的职责和角色。
通过有效领导销售团队、制定合理销售策略、与其他部门协作等工作，DOE能够促进公司业绩的提升和持续发展。
同时，DOE也需要不断提升自身的核心能力，应对市场挑战，实现个人和团队的成功。
doe原理
doe原理DOE原理。
DOE（Design of Experiments）即实验设计，是一种通过合理设计实验方案来获取最大信息的方法。
它是一种系统的、科学的、经济的方法，用来确定影响产品和过程质量特性的因素，并优化这些因素的水平，以实现最佳的产品和过程性能。
DOE原理是一种全面的、系统的实验方法，通过对实验结果的分析，找出影响结果的因素，并确定这些因素的最佳水平，从而达到降低成本、提高质量、提高生产效率的目的。
DOE原理的核心思想是通过对影响结果的因素进行有计划的变化，以便全面地了解这些因素对结果的影响程度。
在进行DOE实验时，首先需要确定实验的目的和范围，然后选择合适的实验方案和设计方案。
在实验设计中，需要考虑到实验因素的选择、实验水平的确定、实验次数的安排等因素，以确保实验结果的准确性和可靠性。
DOE原理的具体步骤包括，确定实验目的和范围、确定影响结果的因素、选择实验方案和设计方案、进行实验操作、收集实验数据、分析实验结果、得出结论并进行优化。
在实际应用中，DOE原理可以应用于产品设计、工艺优化、质量改进等方面，以提高产品的性能和质量。
DOE原理的优点在于可以通过有限的实验次数获取大量的信息，帮助人们全面地了解影响结果的因素，并确定这些因素的最佳水平，从而达到优化产品和过程的目的。
同时，DOE原理还可以帮助人们减少实验次数，节约时间和成本，提高实验效率。
总之，DOE原理是一种非常重要的实验方法，它可以帮助人们全面地了解影响结果的因素，并确定这些因素的最佳水平，从而达到优化产品和过程的目的。
在实际应用中，我们应该充分利用DOE原理，通过合理设计实验方案来获取最大信息，从而提高产品的性能和质量，降低成本，提高生产效率。
doe概念
DOE（Design of Experiments）是一种统计学方法和实验设计方法，用于在研究和开发过程中系统地设计、执行和分析实验，以帮助识别主要因素并优化产品或过程。
DOE是通过同时改变多个因素并测量其对结果的影响来探索因果关系的方法。
它通过在实验设计中系统地变化因素的水平和组合，可以有效地评估主要因素、交互作用和其对结果的影响程度。
DOE的核心目标是实现最高的实验效率和信息获取，从而在最少的试验次数中获得最多的信息。
通过DOE，可以确定哪些因素对结果产生显著影响，识别最佳因素水平，优化产品设计和过程参数，提高产品质量和效率。
DOE的基本步骤包括：
1.构建实验设计：根据研究目标和假设，选择适当的实验设计方法，确定要研究的因素和水平。
2.执行实验：按照设计好的实验方案，实施和记录实验数据。
3.数据分析：使用统计分析方法，对实验数据进行分析，以识别主要因素、交互作用和其对结果的影响程度。
4.结果解释和优化：根据数据分析结果，解释因素的作用和重要性，并进行进一步的优化调整。
DOE有许多常用的方法和设计，如全因子设计、标准正交设计、响应面法等，在不同的研究领域和问题上有广泛的应用，包括工业生产、产品开发、工程优化等。
值得注意的是，了解和应用DOE方法需要一定的统计学和实验设计知识，在实施过程中要严格控制实验条件，确保结果的可靠性和数据的可解释性。
同时，在进行实验时要遵循科学伦理原则，保护环境和人类的安全与健康。
DOE(试验设计)培训课件
正交设计
利用正交表安排多因素多水平的 试验，寻找最优组合。
均匀设计
在一定范围内均匀选取试验点， 进行多因素多水平的试验，寻找 最优组合。
03
试验设计的应用
试验设计在产品研发中的应用
80%
确定产品性能指标
通过试验设计，确定产品的性能 指标，确保产品能够满足用户需 求。
100%
优化产品设计
试验设计可以帮助优化产品设计 ，提高产品的性能、可靠性和安 全性。
DOE的重要性
• 试验设计在生产或制造过程中具有非常重要的意义。通过试验设计，可以有效地确定影响产品或过程的关键因素，提高产品质量和生效率 。此外，试验设计还可以帮助企业优化资源配置，降低生产成本，提高市场竞争力。
DOE的发展历程
试验设计作为一种科学方法，最初起源于20世纪20年代的农业科 学研究。随着工业革命的推进，试验设计逐渐被应用于工业制造 领域。在20世纪60年代，美国通用电气公司成功应用试验设计方 法优化了其生产过程，取得了显著的经济效益。此后，试验设计 逐渐受到全球各行各业的关注和应用。
DOE（试验设计）培训课件
汇报人:
2023-12-05
目
CONTENCT
录
• DOE简介 • DOE基本原理 • 试验设计的应用 • DOE案例分析 • DOE实践建议 • 相关工具介绍
01
DOE简介
什么是DOE
• DOE（Design of Experiments）是试验设计的英文缩写，它是一种系统性的方法，用于确定和优化在生产或制造过程中影 响关键输出的因素。试验设计通过合理地选择试验因子和水平，以及科学地安排试验顺序，来揭示影响关键输出的因素， 并为优化关键输出提供依据。
DOE基础知识
罗纳德·费雪爵士 （Sir Ronald Aylmer
Fisher, FRS) 1890.2.17－1962.7.29
田口玄一（Genichi Taguchi）博士是享誉全球的质量大师
1951年出版了第一本书介绍直交表（Orthogonal ar师出版“实验设计”一书（计二册）。
1
内容概要
DOE的基本概念
确立DOE的观念，对DOE有一个初步的了解。
DOE的基础知识
了解DOE中所涉及的一些其它方面的知识。
DOE实例讲解
了解DOE的试验方法与试验步骤，并了解如何对实验结果进行分析。
2
&1.实验设计(DOE)的基本概念
这一节中我们主要是对什么叫DOE、以及DOE与其它试验 的区别、DOE的起源与发展、DOE有什么作用、DOE中一 些常用的术语、DOE的软件等方面进行一些简单的介绍， 以方便大家对DOE有一个初步的了解，在脑海中对DOE有 一个初步的概念。
这是保证DOE中应用统计方法 的基础
可以得到比较精确的试验结果 能够计算得到试验的误差值
17
实验设计(DOE)的基本概念
Minitab
JMP
于1972年，美国宾夕法尼亚 州 立大学用来作统计分析、教育用而 开发，并且已在工学、社会学等所 有领域被广泛使用。特别是与Sixsigma关联，在GE、AlliedSignal等 公司已作为基本的程序而使用。
16次实验。下图是利用JMP软件的“定制试验”的DOE试验设计，从图中我们可以 看出只需要进行16次试验。
11
实验设计(DOE)的基本概念
DOE常用的几个术语
Factor: 在实验中，影响试验结果的可控制的变量 Level: 试验中各因子的不同取值。 Response:在试验中用来衡量试验结果的量
DOE_实验设计
____过程噪声因素表
对输 噪 声 出的 试验时改 是否依为 因 素 影响 变难易度 试验因素 度 如是试验因素 策
可靠性 设计
如非试验因素
略
中心复 和设计
试验水 如何固定其为常 平设置 量,在何种水平上.
备注:◎有重大影响,容易改变; ○有中等影响,相对容易改变; △影响很小,很难改变.
三、ANOVA（方差分析）
三）水平：就是试验中各因素的不同取值；
四）通用符号：在试验表中，一般用“+”、“-”号
或“1”、“2”、“3”等来表示因素的不同水平，
当因素只有高低两个水平时，用“+”号代表高水平，
“-”代表低水平（数值较低），当因素有3个以上水
平时，用“1”、“2”、”3“来依次表示从低到高
的水平，值得一提出来的是，在同一试验表中，只能
2、6 Sigma经历的四个里程碑
A：30年代，SHEWHART（休哈特）引入统 计过程图（COTROL CHART）； B：50年代，DEMING（戴明）对“新”管理 哲学的贡献； C：70年代，TAGUCHI（田口玄一）引入质 量工程； D：90年代，世界市场的出现和6 Sigma--ROBERT GALVIN请MIKEL HARRY创建摩托 罗拉的6 Sigma的研究院，后在亚利桑那洲创 建6 Sigma学院；
3、计算每个水平对应的评价指标的平均值：
•
X1 =
502
5 523 5 509
=100.4
• X2 = • X3 =
=104.6 =101.8
5
4、计算总的平均值：
•
X = T/n.g = 1534/15 = 102.27
DOE基础知识
分析： 1) 根据综合评分的结果，直观上第1号试验的分数最高，应进一步分 析它是不是最好的试验方案； 2) 通过直观分析法可以得知，最好的试验方案是A1B3C2D1。A，D 两个因素的极差都很大，是对试验影响较大的两个因素； 3) 分析出来的最好方案，在已经做过的9个试验中是没有的。可以 按这个方案再试验一次，看能不能得出比第一号试验更好的结果， 从而确定出真正最好的试验方案； 综合评分法是将多指标的问题，通过加权计算总分的方法化成一个 指标的问题，使对结果的分析计算都比较方便、简单。
试验设计基础知识
陈中松
价值观：客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长
目录
实验设计简介 正交试验、正交表及其用法 混合水平的正交试验设计 有交互作用的正交试验设计
案例演示
行为准则：尊重·简单·重用·检查·并行·勇气·反馈·改善·认真·责任
价值观：客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长
为什么要 做试验设
计？
行为准则：尊重·简单·重用·检查·并行·勇气·反馈·改善·认真·责任
价值观：客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长
第一节：DOE基本简介
例1：这里有27个球， 其中有且只有一个球质 量为9克, 其它26个都为10克。给你一架天平，请 找出重为9克的那个球。
行为准则：尊重·简单·重用·检查·并行·勇气·反馈·改善·认真·责任
价值观：客户第一 | 阳光沟通 | 团队协作 | 拥抱变化 | 学习成长
第三节：正交试验、正交表及其用法
解：我们选用正交表L9(34)来安排试验。
行为准则：尊重·简单·重用·检查·并行·勇气·反馈·改善·认真·责任
doe的名词解释
doe的名词解释Doe这个名词在英语中有着多种含义和用法，尤其在法律和自然科学领域中经常被提及。
本文将对Doe的不同用法和其含义进行解释。
一、法律领域中的Doe在法律领域，Doe通常被用作匿名或未知个体的代称，而不是真实身份的具体指代。
这一用法源于英美法系中的传统和法律规定，旨在保护当事人的隐私和个人信息。
Doe也常用于起诉书、法律文件或案件中，用以代表未知或未具名的相关方。
例如，在一宗未决案件中，如果其中一方当事人未知，法院可能会称其为"John Doe"或"Jane Doe"，以示区别。
这样的称呼可以在保护当事人隐私的同时，保证相关程序的进行和记录的完整性。
二、自然科学领域中的Doe在自然科学领域，Doe的用法与该领域的研究实践和对未知事物的描述有关。
尤其在生物学和生态学中，Doe通常用来指代未知或未具名的个体、物种或样本。
举个例子，假设一项研究对某个深海物种进行了观察，但由于该物种尚未被正式命名或未知，研究人员可能会将其暂时标记为"Doe"，以示虚设或代号。
这样的用法可以在研究中便于跟踪和区分未知物种的相关数据和观察结果。
另外，在统计学和实验设计中，Doe也被用作实验中的伪数据或占位符。
当实际数据尚未获得或不可得时，研究人员可以使用Doe来代替实际数据，以便进行初步分析和模拟研究结果。
这种方法有助于研究人员在数据不足或无法收集的情况下进行原型设计或预期推演。
三、DoE的意义及应用除了Doe这个名词的基本含义外，还有一个与之相关的术语称为DoE，即Design of Experiments（实验设计）。
DoE是一种统计学方法和方法论，旨在通过合理的实验设计和数据分析来优化和改进产品、过程或系统。
DoE方法可以帮助研究人员系统地设计实验方案、收集数据，并通过数据分析得出结论。
通过合理安排实验因素和水平，DoE可以最大化获取有关因素和响应之间关系的信息。
燃料电池doe标准
燃料电池doe标准
美国国家能源部（DOE）制定了燃料电池的标准，以促进和规范燃料电池技术的发展和应用。
该标准主要涵盖以下几个方面：
1. 燃料电池系统的性能要求：包括功率输出、燃料效率、响应时间等指标。
2. 燃料电池耐久性要求：燃料电池系统应具有一定的寿命，并能在长期使用中保持稳定的性能。
3. 安全性要求：燃料电池系统应符合一定的安全标准，包括防止燃料泄漏、电池过热和爆炸等安全风险。
4. 排放要求：燃料电池系统应具有低排放特性，减少对环境的负面影响。
5. 标准测试方法：制定了一系列标准测试方法，用于评估燃料电池系统的性能和耐久性。
这些标准的制定旨在推动燃料电池技术的发展和推广，促进燃料电池车辆的商业化应用。
通过遵循这些标准，燃料电池系统可以更好地满足市场需求，提高能源利用效率，并减少对传统燃料的依赖。
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1 2 3 1 2 3 1 2 3 K1 K22 K32 k12 k22 k32 R2
2
1 2 3 2 3 1 3 1 2 K13 K23 K33 k13 k23 k33 3 R
1 2 3 3 1 2 2 3 1 K1 K24 K34 k14 k24 k34 R4
2．因素重要性评定
依照每个因素的极值大小排列顺序，及至大的因素比较重要。
表八 L8(4x24) 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 2 2 3 3 4 4 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 3 4 5
表九 L12(211)
列号 试验号
1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2
图二. 靠背骨架示意图。 这个问题可以用试验来解决，但是它简单到可以进行一些简化计算，或者用有限元计 算来解决，可能比做试验更节省成本。比如我们取三个因素：钢管的厚度、强度、和直径， 我们可以做一个三因素、两水平的四个试验： 表十 L4(23) 列号 水平 试验号 1 2 3 4 即是： 1 2 3
3. 选定最佳条件（最优搭配方案）
根据试验指标的要求（需要最高或最低） ，从个因素里取得能使指标最佳的参数水平， 即可得到最佳方案。当参数之间有连带作用时，应该统筹考虑。
常用正交表
表六 L4(23) 列号 试验号 1 2 3 4 1 1 2 2 表七 L8(27) 列号 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 3 1 1 2 2 2 2 1 1 4 1 2 1 2 1 2 1 2 5 1 2 1 2 2 1 2 1 6 1 2 2 1 1 2 2 1 7 1 2 2 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 1 2 3
列号 试验号 1 2 3 4
1 1 1 2 2
2 1 2 1 2
3 1 2 2 1
上面的正交表是由下面的设计图产生的.三个因子各有两个水平的试验,共有八个处理 组合,正如下图的八个顶点,但如果每个平面取两个点,每条线段取一个点,一次可得四个点, 这正是下图的 A1B1C1,A1B2C2,A2B1C2,A2B2C1 四个试验点,这就是上面正交表的来历。
1 1 2 2
1 2 1 2
1 2 2 1
表十一 L4(23) 列号 试验号 1 2 3 4 1.2 1.2 1.5 1.5 300 400 300 400 25 30 30 25 厚度（mm） 强度 (MPa） 直径 (mm)
通过有限元计算，我们得到如下结果： 表十二 结果分析后的正交表 L4(23) 列号 试验号 1 2 3 4 K1 K2 k1 k2 R 厚度 （mm） 1.2 1.2 1.5 1.5 56+45=101 40+54=94 101/2=50.5 94/2=47 3.5 强度 （MPa） 300 400 300 400 56+40=96 45+54=99 96/2=48 99/2=49.5 1.5 直径(mm) 25 30 30 25 56+54=110 45+40=85 110/2=55 85/2=42.5 12.5 弹性位移结果 (mm) 56 45 40 54
8 1 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 1
9 1 2 2 1 1 2 1 1 2 2 1 2
10 1 2 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2
11 1 2 2 2 1 1 1 2 1 2 2 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
正交实验设计在座椅和内饰设计中的应用
1．结构的刚度
1 1 1 2 2 2 3 3 3
1 2 3 1 2 3 1 2 3
1 2 3 2 3 1 3 1 2
1 2 3 3 1 2 2 3 1
这里我们在引进三个量：试验指标和、试验指标均值、极差，分别用 K、k、和 R 表示。 表示第 j 列的 i 水平的试验指标和，kij 表示第 j 列的 i 水平的试验指标均值，Rj 表示第 j 列的 k1，k2，k3 的极差。例如： Kij K11=Y1+Y2+Y3 K21=Y4+Y5+Y6 K31=Y7+Y8+Y9 K32=Y3+Y6+Y9 ……………… R1=max{k11,k21,k31}-min{ k11,k21,k31} ……………… 应用上述公式，我们可以进行试验结果的直观分析。分析结果可列于表五。 k11=K11/3 k21=K21/3 k31=K31/3 k32=K32/3
2 1 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2
3 1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 1
4 1 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 1
5 1 1 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2
6 1 2 1 1 2 2 1 2 2 1 2 1
7 1 2 1 2 1 2 2 2 1 1 1 2
记得分析结果是根据下表计算的： 表十三 结果分析后的正交表 L4(23) 列号 试验号 1 2 3 4 K1 K2 k1 k2 R 1 1 1 2 2 K1 K21 k11 k21 R1
1
2 1 2 1 2 K12 K22 k12 k22 2 R
3 1 2 2 1 K13 K23 k13 k23 3 R
当这些工作都完成以后，就可以根据填写完的正交表进行试验工作了。试验工作完成， 取得试验结果，就可以进行正交试验的分析了。
正交试验的直观分析
1．试验结果计算
得到试验指标的结果后，我们把结果记录到正交表里，每一个试验结果记为 Y，每一个 试验（正交表中的每一行）都有相应的试验指标结果。参看表四。 表四 带结果的正交表 L9(34) 列号 水平 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 试验指标 结果 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9
试验指标 结果 Y1 Y2 Y3 Y4
从 R 值可以看出直径的影响最大。接下来可以优化设计，弹性位移最小的 40mm 相对 应的条件应该是最佳设计参数组合，即 1.5mm 厚度、30mm 直径和 300MPa 的强度。但是 考虑到由厚度引起的重量和成本的增加，还要对厚度的选择有所考虑。
1 1 1 1 2 2 2 2
1 1 2 2 1 1 2 2
1 1 2 2 2 2 1 1
1 2 1 2 1 2 1 2
1 2 1 2 2 1 2 1
1 2 2 1 1 2 2 1
1 2 2 1 2 1 1 2
正交表的原理
正交试验，是借助于正交表来布置试验的。因此，首先得搞清楚正交表的含意。比如， 需作一 A、B、C 三因子试验，A 分为 A1、A2 二个水平；B 分为 B1、B2 二个水平；C 分为 C1、 C2 二个水平。显然，该试验共有 8 个处理组合，详列如下：
咱们现在回到刚开始提到的问题上：一个结构的刚度，可能有多个因素影响：钢管的厚 度、强度，和钢管的直径。究竟哪个因素是决定性因素？ 我们来计算一个常用的、 简单的坐椅靠背结构。 比如坐椅的靠背是由一根圆管构成的 （见 图二） ， 靠背的右侧是单向调角器，靠背的左侧是自由转动的，假设客户的要求是相对于 H 点施加弯矩时，位移有一定的要求，我们要优化的指标就是靠背骨架的刚度。假设骨架下面 的调角器连接板有足够的抗弯和抗扭的刚度， 我们只考虑管子的抗弯刚度， 那么这个结构和 受力可以简化成悬臂梁。
简单试验设计
赵丹 Johnson Controls, Inc. Asia Engineering Academy
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引言
在工程设计中，常常需要从多个因素中，找出决定性因素。比如一个结构的刚度，可能 有多个因素影响：钢板的厚度、强度，钢管的直径，以及不同的钢厂出产的钢材。究竟哪个 因素是决定性因素？这可能不容易一下子做出判断。 我们都知道， 试验设计可以帮助我们判 断， 可是又有多少人懂得试验设计？又有谁有试验设计的软件？有很多这样的工程问题就这 样耽搁下来了，设计没有得到应有的改进和优化。 简单试验设计，顾名思义，就是把试验设计简单化，让没有受过试验设计训练的工程师 都能从事试验设计的计算。怎么样简单化呢？我们是这样考虑的: 我们只做正交试验设计, 同时我们只考虑每个因素的单独作用，不考虑交互作用。这样的试验设计就简单多了。我们 先学习简单的正交设计理论，给出典型的正交表，然后列举一系列的例子。相信通过这种培 训，每个人都能利用试验设计解决工程问题了。
1 1 1 2 2 2 3 3 3
1 2 3 1 2 3 1 2 3
1 2 3 2 3 1 3 1 2
1 2 3 3 1 2 2 3 1
接下来把具体的因素名称和水平数字填入正交表。比如四个因素分别是大麦的麦芽度、 时间、温度和湿度。麦芽的三个水平是：5%、8%和 11%，时间的三个水平是：5 秒、50 秒 和 500 秒，温度的三个水平是：-10 度、20 度和 60 度，湿度的三个水平是：20%、50%和 80%。据此我们填入正交表（表三） ，形成表三 A。
表五 结果分析后的正交表 L9(34) 列号 水平 试验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K1 K2 K3 k1 k2 k3 R 1 2 3 4 试验指标 结果 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 Y9
4
1 1 1 2 2 2 3 3 3 K1 K21 K31 k11 k21 k31 R1
这 8 个处理组合，可用数字来简单表示，如 A1B1C1 可简记为“111”，A1B1C2 可简记为 “112”等等。 如果我们希望把试验布置成正交试验，从 8 个处理组合中挑选一部分处理组 合来做才有代表性呢？这可查正交表得到回答。二水平的最简单一张正交表是 L4(23)，转录 如下：