DOE试验设计课件

区组化
区组化是用来提高试验精确度的一种方 法。一个区组就是试验材料的一个部分，相比 于试验材料全体它们本身的性质应该更为类 似。区组化牵涉到在每个区组内部对感兴趣 的试验条件进行比较。
目录
第五章 试验设计的方法
第一节
无交互作用的正交试验设计 及直观分析法
第二节
有交互作用的正交试验设计 及直观分析法
• 正交试验设计法用途 ：正交试验设计主要用于调查复杂系统(产 品、过程)的某些特性或多个因素对系统(产品、过程)某些 特性的影响，识别系统中更有影响的因素、其影响的大小，以 及因素间可能存在的相互关系，以促进产品的设计开发和过 程的优化、控制或改进现有的产品(或系统)。
下面，将重点介绍正交试验设计的内容。
第四章 试验设计的基本原理
试验设计三个基本原理
重复性
随机化
区组化
第四章 试验设计的基本原理
所谓重复性，意思是试验重复地进行。重复性有 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
重复。这性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。
试验的有效方法。
• 多因素试验：同时考虑几个因素对生产的影响。各因素又有不同的
水平(((即不同的状态)))交织在一起影响生产的指标。这时，，，我们要了 解的是： ???? 因素（又称因子）水平的哪一种搭配最好？ ???? 哪一个因素对生产、质量指标等要考察的目标值影响最大？？
• 析因法用途：用于新产品开发、产品或过程的改进、以及安
装服务，通过较少次数的试验，找到优质、高产、低耗的 因素组合，达到改进的目的。
第五章 试验设计的方法
常见的试验设计方法，分为二类，正交试验设计法和析因法
• 正交试验设计法定义 ：正交试验设计法是研究与处理多因素 试验的一种科学方法。它利用一种规格化的表格——正交表 ，挑选试验条件，安排试验计划和进行试验，并通过较少次 数的试验，找出较好的生产条件，即最优或较优的试验方案 。
• 从20世纪30年代费希尔（R.A.Fisher）在农业生产中使用试
验设计方法以来，试验设计方法已经得到广泛的发展。20世 纪纪6600年代，，日本统计学家田口玄一将试验设计中应用最广的 正交设计表格化，在方法解说方面深入浅出，为试验设计的 更广泛使用作出了众所周知的贡献。
• 本次交流的重点也就是如何用正交表进行试验设计。
第一章 试验设计的概念 第二章 试验设计的内容 目录 第三章 试验设计的作用
第四章 试验设计的基本原理 第五章 试验设计的方法
第一章 试验设计的概念
• 试验设计(design Of experi ment，DOE) ，也称为实验设计
• 试验设计是以概率论和数理统计为理论基础，经济地、科学
地安排试验的一项技术。试验设计自20世纪20年代问世至今 ，其发展大致经历了三个阶段：即早期的单因素和多因素方 差分析，传统的正交试验法和近代的调优设计法。
DOE试验设计
—培训内容交流
交流之前，请 大家考虑如 下问题？
• 为什么要进行试验设计？试验设计有哪些好 处？
• 如何进行试验设计？有哪些方法？
• 焊接参数：焊接速度、激光源功率、 SOUKA轮压力、SEEM压力等哪个因素 对焊接产品质量影响最大？
• 这些参数应如何确定目标值，目标值为多 少为最佳水平？
.3 选择试验设计方法：根据实际问题，选择适用的试验设计方法。 试验设计的方法有很多，每种方法都有不同的适用条件，选择了 适用的方法就可以事半而功倍，选择的方法不正确或者根本没有进 行有效的试验设计就会事倍而功半。
.4 科学地分析试验结果：：包括对数据的直观分析、方差分析、回归 分析等多种统计分析方法，这些工作可借助Minititab软件完成。
第四章 试验设计的基本原理
随机化
所谓随机化，是指试验材料的分配 和试验进行的次序，都需要随机确定。
统计方法要求观察值(或误差)是独 立分布的随机变量。随机化通常能使这 一假定有效。把试验进行适当的随机化也有助于 “““均匀”””或“““平均”””可能出现的外来因素的效应。
第四章 试验设计的基本原理
第三章 试验设计的作用
试验设计的作用
↑ 产量
↑
↑
↓
质量 产品寿命 成本
↓
试验周期
第三章 试验设计的作用
试验设计在工业生产和工程设计中能发挥重要作用，主要有：
1. 提高产量； 2. 减少质量的波动，提高产品质量水准；大 3. 大缩短新产品试验周期； 4. 降低成本； 5. 试验设计延长产品寿命。
在工农业生产和科学研究中，经常需要做试验，以求达到预 期的目的。例如在工农业生产中希望通过试验达到高质、优产 、低消耗，特别是新产品试验，未知的东西很多，要通过试 验来摸索工艺条件或配方。如何做试验，其中大有学问。
第一节 无交互作用的正交试验设计及直观分析法
一、试验为什么要设计？
在工农业生产中，要提高产品的产量和质量，做到优质高产低消耗，就 要进行试验。通过试验摸索生产过程中的客观规律，以便制订合理的生产 方案。
• 试验按照因素多少，分为单因素试验和多因素试验两类。 • 单因素试验：只考虑一个因素对生产的影响，优选法是解决单因素
第二章 试验设计的内容
产品质量高低主要是设计决定，一个好的试验设计包含 几个方面的内容。
.1 试验指标：明确衡量试验指标，也称为响应变量或输出变量。
.2 影响因子：寻找影响试验指标的可能因素（factor) ，也称为影响 因子和输入变量。因素变化的各种状态称为水平，要求报据专业 知识初步确定因素水平的范围。
第三节 正交试验的方差分析法
第四节 正交表的灵活运用Leabharlann Baidu
第五章 试验设计的方法
常见的试验设计方法，分为二类，正交试验设计法和析因法
• 析因法定义：析因法又称析因试验设计、析因试验等。它是
研究变动着的两个或多个因素效应的有效方法。许多试验 要求考察两个或多个变动因素的效应。例如，若干因素 ：对产品质量的效应；对某种机器的效应；对某种材料的 性能的效应；对某一过程燃烧消耗的效应等等。将所研究的 因素按全部因素的所有水平的一切组合逐次进行试验，称 为析因试验，或称完全析因试验，简称析因法。