1、1/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) Design of ExperimentDesign of Experiment (DOE)(DOE) 上海精瑪睿企業(yè)管理有限公司上海精瑪睿企業(yè)管理有限公司Shanghai LeanSigmaSagacity Corporation Management Co., LtdShanghai LeanSigmaSagacity Corporation Management Co., Ltd 2/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用課程培訓(xùn)大

2、綱課程培訓(xùn)大綱一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)概要介紹概要介紹二、與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二、與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)有關(guān)的術(shù)語(yǔ)和定義有關(guān)的術(shù)語(yǔ)和定義三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)的基本方法的基本方法 1 1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)的基本方法的基本方法 2 2、在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的情況、在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的情況四、因素之間交互作用的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)四、因素之間交互作用的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE) 1 1、交互作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和步驟、交互作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和步驟 2 2、在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的幾個(gè)問(wèn)題的進(jìn)一步說(shuō)明、在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的幾個(gè)問(wèn)題的進(jìn)一步說(shuō)

3、明3/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用前前 言言 面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)，您，您企業(yè)企業(yè)的的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)能力能力是不是受到了威脅和挑戰(zhàn)是不是受到了威脅和挑戰(zhàn)？ 如何加速如何加速產(chǎn)品的改進(jìn)及新產(chǎn)品的開發(fā)？產(chǎn)品的改進(jìn)及新產(chǎn)品的開發(fā)？ 如何加速如何加速過(guò)程過(guò)程的的發(fā)展？發(fā)展？ 如何改善如何改善產(chǎn)品的質(zhì)量？產(chǎn)品的質(zhì)量？ 如何避免如何避免技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)的斷層？技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)的斷層？ 如何得到最佳如何得到最佳生產(chǎn)條件且穩(wěn)定操作？生產(chǎn)條件且穩(wěn)定操作？ 如何控制或如何控制或模擬復(fù)雜的非線性系統(tǒng)？模擬復(fù)雜的非線性系統(tǒng)？ 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)

4、驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)質(zhì)量質(zhì)量工程是您工程是您正確的選擇！正確的選擇！ 4/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用 產(chǎn)品質(zhì)量的好壞產(chǎn)品質(zhì)量的好壞很大程度上是由很大程度上是由設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)所決定的，因此在新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)階所決定的，因此在新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)階 段就要十分重視，當(dāng)然設(shè)計(jì)的好產(chǎn)品要成為真正的高質(zhì)量的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò)段就要十分重視，當(dāng)然設(shè)計(jì)的好產(chǎn)品要成為真正的高質(zhì)量的產(chǎn)品，在生產(chǎn)過(guò) 程中還得有好的程中還得有好的工藝參數(shù)工藝參數(shù)，為此經(jīng)常需要進(jìn)行試驗(yàn)，從影響產(chǎn)品質(zhì)量的一些，為此經(jīng)常需要進(jìn)行試驗(yàn)，從影響產(chǎn)品質(zhì)量的一些 因素中去尋找好的原材料搭配，好的

5、工藝參數(shù)搭配等，這便是多因素的試驗(yàn)因素中去尋找好的原材料搭配，好的工藝參數(shù)搭配等，這便是多因素的試驗(yàn) 設(shè)計(jì)問(wèn)題。設(shè)計(jì)問(wèn)題。 多因素試驗(yàn)遇到的最大困難是多因素試驗(yàn)遇到的最大困難是試驗(yàn)次數(shù)太多，讓人無(wú)法忍受試驗(yàn)次數(shù)太多，讓人無(wú)法忍受。如果有十個(gè)因。如果有十個(gè)因 素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響，素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有影響，每個(gè)因素取兩個(gè)不同狀態(tài)每個(gè)因素取兩個(gè)不同狀態(tài)進(jìn)行比較，那么就有進(jìn)行比較，那么就有 2 21010=1024=1024個(gè)不同的試驗(yàn)條件需要比較。假定個(gè)不同的試驗(yàn)條件需要比較。假定每個(gè)因素取三個(gè)不同狀態(tài)每個(gè)因素取三個(gè)不同狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)行 比較的話，那么就有比較的話，那么就有3 31010=59049=5904

6、9個(gè)不同的試驗(yàn)條件，要全部做試驗(yàn)在實(shí)際個(gè)不同的試驗(yàn)條件，要全部做試驗(yàn)在實(shí)際 中是辦不到的，因此我們中是辦不到的，因此我們只能從中選擇一部分進(jìn)行試驗(yàn)只能從中選擇一部分進(jìn)行試驗(yàn)。選擇哪些條件進(jìn)行。選擇哪些條件進(jìn)行 試驗(yàn)十分重要，這便是試驗(yàn)十分重要，這便是實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)。一個(gè)好的條件，可以通過(guò)少量試。一個(gè)好的條件，可以通過(guò)少量試 驗(yàn)獲得較多的信息，達(dá)到試驗(yàn)的目的。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法有許多，這里介紹的驗(yàn)獲得較多的信息，達(dá)到試驗(yàn)的目的。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法有許多，這里介紹的 “ “正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)”(DOE)”便是其中的一種常用方法，它利用便是其中的一種常用方法，它利用

7、“正交表正交表”選擇選擇 試驗(yàn)的條件，并利用正交表的特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，試驗(yàn)的條件，并利用正交表的特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，找出最好的或滿意的試找出最好的或滿意的試 驗(yàn)條件驗(yàn)條件。5/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用1 1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)的概念：的概念： 指指 Design of Experiment Design of Experiment ( (實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)) )的英文簡(jiǎn)稱。的英文簡(jiǎn)稱。 D D ( ( Design ) Design ) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) O O ( ( ofof ) ) 的的 E E ( ( Experime

8、nt ) Experiment ) 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 2 2、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)的定義：的定義： 一種用于一種用于控制過(guò)程輸入控制過(guò)程輸入以便更好地理解對(duì)以便更好地理解對(duì)過(guò)程輸出影響的試驗(yàn)過(guò)程輸出影響的試驗(yàn) 技術(shù)技術(shù)。指。指有計(jì)劃地有計(jì)劃地在在某種條件下某種條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)從而去獲得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)從而去獲得能預(yù)測(cè)某能預(yù)測(cè)某 種現(xiàn)象種現(xiàn)象的的統(tǒng)計(jì)資料統(tǒng)計(jì)資料，并且通過(guò)，并且通過(guò)分析試驗(yàn)結(jié)果分析試驗(yàn)結(jié)果，從該現(xiàn)象中歸納，從該現(xiàn)象中歸納 出出普遍性及再現(xiàn)性規(guī)則普遍性及再現(xiàn)性規(guī)則的一種有效方法。一項(xiàng)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)是一的一種有效方法。一項(xiàng)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)是一 個(gè)個(gè)試驗(yàn)或試驗(yàn)序列試驗(yàn)或試驗(yàn)序列，試驗(yàn)中根據(jù)描述的

9、設(shè)計(jì)矩陣系統(tǒng)化地改變，試驗(yàn)中根據(jù)描述的設(shè)計(jì)矩陣系統(tǒng)化地改變 潛在影響過(guò)程的變量潛在影響過(guò)程的變量。一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)概要介紹概要介紹6/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用6.2 6.2 人力人力資源資源( (續(xù)續(xù)) )6.2.2.1 6.2.2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)技能技能組織必須確保負(fù)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)職責(zé)的人員有能力達(dá)到設(shè)計(jì)組織必須確保負(fù)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)職責(zé)的人員有能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并熟練的掌握適用的工具和技術(shù)要求，并熟練的掌握適用的工具和技術(shù)。組織必須識(shí)別適用的工具和技術(shù)。組織必須識(shí)別適用的工具和技術(shù)。3 3、ISO/TS 1

10、6949ISO/TS 16949:2002:2002質(zhì)量管理體系對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量管理體系對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) (DOE) (DOE)的要求：的要求：7/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用產(chǎn)品和過(guò)程設(shè)計(jì)人員必須具備的產(chǎn)品和過(guò)程設(shè)計(jì)人員必須具備的最基本的工具和技術(shù)最基本的工具和技術(shù)1 1、幾何尺寸和公差、幾何尺寸和公差(GD&T)(GD&T)；2 2、質(zhì)量功能展開、質(zhì)量功能展開(QFD)(QFD)；3 3、制造設(shè)計(jì)、制造設(shè)計(jì)(DFM)/(DFM)/裝配設(shè)計(jì)裝配設(shè)計(jì)(DFA)(DFA)；4 4、價(jià)值工程、價(jià)值工程(VE)(VE)；5 5、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

11、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)；6 6、失效模式及后果分析、失效模式及后果分析(DFMEA/PFMEA(DFMEA/PFMEA等等) )；7 7、有限元分析、有限元分析(FEA)(FEA)；8 8、實(shí)體造型；、實(shí)體造型；9 9、仿真技術(shù)；、仿真技術(shù)；1010、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)/(CAD)/計(jì)算機(jī)輔助工程計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)(CAE)；1111、可靠性工程計(jì)劃。、可靠性工程計(jì)劃。8/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用4 4、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)的來(lái)源的來(lái)源： 2020世紀(jì)世紀(jì)2020年代年代，由，由英國(guó)

12、英國(guó)R.A.FisherR.A.Fisher等人最早提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技等人最早提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技 術(shù)，并首先應(yīng)用于術(shù)，并首先應(yīng)用于農(nóng)業(yè)農(nóng)業(yè)，以后逐漸被應(yīng)用于，以后逐漸被應(yīng)用于生物學(xué)、遺傳學(xué)生物學(xué)、遺傳學(xué)等等 方面。方面。 19351935年年，R.A.FisherR.A.Fisher的專著的專著實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的出版標(biāo)志著一的出版標(biāo)志著一 門新的學(xué)科的誕生。門新的學(xué)科的誕生。 2020世紀(jì)世紀(jì)3030、4040年代年代，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)方法在方法在歐美盛行歐美盛行，應(yīng)，應(yīng) 用到用到工業(yè)領(lǐng)域工業(yè)領(lǐng)域。 第二次大戰(zhàn)后第二次大戰(zhàn)后，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)方法在方法在日本

13、日本得到進(jìn)一步的發(fā)展和得到進(jìn)一步的發(fā)展和 應(yīng)用，特別是以應(yīng)用，特別是以田口玄一田口玄一為首的一批人員，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為首的一批人員，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)方方 法應(yīng)用于改進(jìn)產(chǎn)品和系統(tǒng)的質(zhì)量，成為第二次世界大戰(zhàn)后推動(dòng)質(zhì)法應(yīng)用于改進(jìn)產(chǎn)品和系統(tǒng)的質(zhì)量，成為第二次世界大戰(zhàn)后推動(dòng)質(zhì) 量管理的重要工具之一。量管理的重要工具之一。 田口方法介紹：田口方法介紹： 產(chǎn)品質(zhì)量的形成貫穿于產(chǎn)品壽命周期的全過(guò)程，包括設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量的形成貫穿于產(chǎn)品壽命周期的全過(guò)程，包括設(shè)計(jì)、 制造和使用過(guò)程。田口博士提出產(chǎn)品的三次設(shè)計(jì)思想：制造和使用過(guò)程。田口博士提出產(chǎn)品的三次設(shè)計(jì)思想：系統(tǒng)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)、參數(shù)

14、設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)。同時(shí)，他將正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。同時(shí)，他將正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 應(yīng)用于產(chǎn)品研制階段對(duì)應(yīng)用于產(chǎn)品研制階段對(duì)參數(shù)的合理選擇參數(shù)的合理選擇，為提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，為提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 質(zhì)量提供了一套理論和方法。質(zhì)量提供了一套理論和方法。 9/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用 19501950年年19601960年：年： 田口玄一將田口玄一將可以控制可以控制的的要因要因( (控制要因控制要因) )配置在直交表上，研究在配置在直交表上，研究在使用使用環(huán)境環(huán)境下下( (誤差誤差要因，亦即不可控制要因，亦即不可控制的的要因要因) )會(huì)會(huì)使使變異變異最小最小

15、的過(guò)的過(guò)程程( (配方配方) )條件條件，在，在美國(guó)稱為穩(wěn)健性設(shè)計(jì)美國(guó)稱為穩(wěn)健性設(shè)計(jì)。 19701970年年19801980年：年： 田口玄一將田口玄一將原本使用原本使用于測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)于測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)SNSN比比擴(kuò)張擴(kuò)張至至對(duì)對(duì)所有所有系統(tǒng)系統(tǒng)機(jī)能機(jī)能性性的的研究。研究。 脫離脫離以以數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法數(shù)理統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法，而改用和，而改用和技術(shù)技術(shù)本身十分本身十分密切密切的賀的賀米特米特( (HermiteHermite) )形式。亦即形式。亦即：光譜：光譜( (SpectraSpectra) )分解分解的觀的觀念念。 1980 1980年年19901990年：年： 田口玄一

16、田口玄一到到美國(guó)指導(dǎo)時(shí)，他將應(yīng)用美國(guó)指導(dǎo)時(shí)，他將應(yīng)用基本基本機(jī)能機(jī)能作作為為研究研究的的重要性，重要性，因此因此主張主張使用使用試驗(yàn)試驗(yàn)片作片作為為基本基本機(jī)能的機(jī)能的研究。研究。 在在無(wú)法充分無(wú)法充分改善改善時(shí)時(shí)，才，才考慮進(jìn)行考慮進(jìn)行允差允差設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。 19901990年年 現(xiàn)在：現(xiàn)在： 田口玄一將田口玄一將SNSN比比擴(kuò)張擴(kuò)張至至醫(yī)療醫(yī)療、生物等特殊、生物等特殊領(lǐng)域進(jìn)行領(lǐng)域進(jìn)行研究研究。10/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用5 5、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)的的目的：目的：1) 1) 藉由藉由有有計(jì)劃計(jì)劃的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

17、，以便，以便達(dá)成達(dá)成未未實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)前的前的假設(shè)假設(shè)。2) 2) 由于由于不是不是采用采用“試誤試誤法法”，因此能提升，因此能提升產(chǎn)品研發(fā)的效產(chǎn)品研發(fā)的效 率率。3) 3) 利用特殊的分析方法，以求得除了利用特殊的分析方法，以求得除了平均值平均值以外的以外的數(shù)數(shù) 值值。6 6、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)適用對(duì)象適用對(duì)象： 產(chǎn)品產(chǎn)品研究研究、設(shè)計(jì)和開發(fā)部門以及生產(chǎn)、技術(shù)、工藝部、設(shè)計(jì)和開發(fā)部門以及生產(chǎn)、技術(shù)、工藝部 門門，即，即：必須藉由必須藉由實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)以以驗(yàn)證驗(yàn)證其其假設(shè)假設(shè)或或理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)的的單位單位 最最為適用為適用。11/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)

18、，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用7 7、企業(yè)在質(zhì)量管理中，經(jīng)常會(huì)遇到、企業(yè)在質(zhì)量管理中，經(jīng)常會(huì)遇到多因素、有誤差、周期長(zhǎng)多因素、有誤差、周期長(zhǎng)的的 這一類試驗(yàn)，希望通過(guò)試驗(yàn)?zāi)軌蚪鉀Q以下幾個(gè)問(wèn)題：這一類試驗(yàn)，希望通過(guò)試驗(yàn)?zāi)軌蚪鉀Q以下幾個(gè)問(wèn)題： 1) 1)、對(duì)、對(duì)質(zhì)量指標(biāo)質(zhì)量指標(biāo)的影響，的影響，哪些因素重要，哪些因素不重要？哪些因素重要，哪些因素不重要？ 2) 2)、每個(gè)因素取什么、每個(gè)因素取什么水平水平為好？為好？ 3) 3)、各個(gè)因素按什么樣的水平搭配起來(lái)使、各個(gè)因素按什么樣的水平搭配起來(lái)使指標(biāo)指標(biāo)較好？較好？ 實(shí)踐證明，實(shí)踐證明，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)是處理這類試驗(yàn)問(wèn)題是

19、處理這類試驗(yàn)問(wèn)題 的一種簡(jiǎn)便易行、行之有效的方法。的一種簡(jiǎn)便易行、行之有效的方法。 8 8、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)所要研究和解決的問(wèn)題：所要研究和解決的問(wèn)題： 如何以如何以盡可能少盡可能少的試驗(yàn)次數(shù)獲得的試驗(yàn)次數(shù)獲得足夠有效足夠有效的數(shù)據(jù)，并分析得的數(shù)據(jù)，并分析得 出比較出比較可靠可靠的結(jié)論。的結(jié)論。 12/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用 汽車汽車可靠性試驗(yàn)可靠性試驗(yàn)是一項(xiàng)是一項(xiàng)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高周期長(zhǎng)、費(fèi)用高的工作，且影響的工作，且影響可靠可靠 性試驗(yàn)結(jié)果性試驗(yàn)結(jié)果的的因素很多因素很多。有些因素單獨(dú)起作用，有些因素則。有些因素

20、單獨(dú)起作用，有些因素則 互相制約聯(lián)合起作用。如果試驗(yàn)安排得好，通過(guò)少數(shù)幾次試互相制約聯(lián)合起作用。如果試驗(yàn)安排得好，通過(guò)少數(shù)幾次試 驗(yàn)，就能獲得所需要的信息，得出明確的結(jié)論。如果試驗(yàn)方驗(yàn)，就能獲得所需要的信息，得出明確的結(jié)論。如果試驗(yàn)方 案安排得不好，花了大量的人力、物力，做了大量的試驗(yàn)，案安排得不好，花了大量的人力、物力，做了大量的試驗(yàn)， 仍然得不到所需要的結(jié)論。因此，仍然得不到所需要的結(jié)論。因此，合理地安排可靠性試驗(yàn)合理地安排可靠性試驗(yàn)， 是一項(xiàng)十分重要的工作，它可以使試驗(yàn)工作者事半功倍。是一項(xiàng)十分重要的工作，它可以使試驗(yàn)工作者事半功倍。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支。

21、它指導(dǎo)人們合理地設(shè)的一個(gè)重要分支。它指導(dǎo)人們合理地設(shè) 計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，科學(xué)地分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，科學(xué)地分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用盡可能少的試驗(yàn)次用盡可能少的試驗(yàn)次 數(shù)，得到理想的結(jié)論。數(shù)，得到理想的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法很多，對(duì)于影響因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法很多，對(duì)于影響因素 多，試驗(yàn)周期長(zhǎng)的可靠性試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，用正交表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案多，試驗(yàn)周期長(zhǎng)的可靠性試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，用正交表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 的的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)法法，是一種行之有效的工程方法。，是一種行之有效的工程方法。 13/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用二、與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)二、與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(D

22、OE)(DOE)有關(guān)的術(shù)語(yǔ)和定義有關(guān)的術(shù)語(yǔ)和定義1 1、以以數(shù)值數(shù)值形式作形式作分類分類：1.1 1.1 計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)值：值：測(cè)量數(shù)值測(cè)量數(shù)值不不為連續(xù)為連續(xù)量，一般用量，一般用“個(gè)個(gè)”代表。代表。 單純計(jì)數(shù)單純計(jì)數(shù)值值：將一個(gè)將一個(gè)特性特性區(qū)分為區(qū)分為良品或不良品，常用在良品或不良品，常用在外觀外觀 等等。例如：不良例如：不良個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)、故障臺(tái)、故障臺(tái)數(shù)數(shù) . 多重多重計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)值值：將一個(gè)將一個(gè)特性特性區(qū)分為優(yōu)區(qū)分為優(yōu)、良、中、可、劣、良、中、可、劣等。等。例例 如：如：外觀外觀可分可分為：為：好、有一些瑕疵、有很多瑕疵好、有一些瑕疵、有很多瑕疵 . 。1.2 1.2 計(jì)量計(jì)量值：值：測(cè)量數(shù)值為連

23、續(xù)測(cè)量數(shù)值為連續(xù)量。量。制訂規(guī)格時(shí)制訂規(guī)格時(shí)常用它。常用它。 單一目標(biāo)單一目標(biāo)的的特性。特性。例如：例如：某一某一規(guī)定規(guī)定的尺寸或的尺寸或電壓或電壓或顏顏色色 .。 多重多重目標(biāo)目標(biāo)的的特性，特性，依據(jù)依據(jù)不同的需求，只要不同的需求，只要改變改變某一要因即可某一要因即可 達(dá)成達(dá)成不同不同產(chǎn)品產(chǎn)品。例如：經(jīng)例如：經(jīng)由三原色加入量的不同即可做出不由三原色加入量的不同即可做出不 同的顏色，此同的顏色，此時(shí)對(duì)時(shí)對(duì)顏色而言是有顏色而言是有無(wú)無(wú)限多的限多的目標(biāo)目標(biāo)。 至于至于單一單一特性特性或者或者多多個(gè)個(gè)特性特性只在只在于最后于最后找出找出最佳最佳組合組合時(shí)會(huì)時(shí)會(huì)有有 影響影響，因此留在最，因此留在最適

24、條件選取時(shí)適條件選取時(shí)時(shí)再時(shí)再談?wù)劇?4/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用2 2、要因：要因：會(huì)影響會(huì)影響特性值的要因特性值的要因( (配方配方) ) 。 2 2.1 .1 控制要因：可由控制要因：可由設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者或主事者者或主事者變更的變更的要因，用以得到最要因，用以得到最 安定安定( (最佳最佳) )的產(chǎn)品輸出的產(chǎn)品輸出值值( (特性值特性值) )。例如。例如：工序過(guò)程條件：工序過(guò)程條件、 構(gòu)成構(gòu)成元件等。元件等。 2 2.2 .2 誤差誤差要因：不可由要因：不可由設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)者或主事者者或主事者變更的變更的要因，或者要因，或者變更變更 時(shí)時(shí)所

25、需成本所需成本相當(dāng)相當(dāng)高。例如高。例如：環(huán)境：環(huán)境溫度溫度對(duì)于產(chǎn)品對(duì)于產(chǎn)品的的影響影響等。等。 它它適用來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)適用來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)者找出的配方能否者找出的配方能否接受接受考驗(yàn)考驗(yàn)的重要要的重要要 因。因。 2 2.3 .3 信號(hào)信號(hào)要因：和特性值有一要因：和特性值有一已知之已知之函數(shù)函數(shù)關(guān)系關(guān)系，此要因只存在，此要因只存在 于于多重多重目標(biāo)目標(biāo)特性中，藉由特性中，藉由改變改變此一要因此一要因達(dá)成達(dá)成不同目的特性不同目的特性 的需求。如的需求。如：前例中的三原色的添加量即前例中的三原色的添加量即為信號(hào)為信號(hào)要因。要因。15/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制

26、和培訓(xùn)使用3 3、水平、水平( (L Level)evel)水平水平值值( (或水準(zhǔn)或水準(zhǔn)& &水準(zhǔn)值水準(zhǔn)值) )： 3 3.1 .1 水平水平是是該該要因在能夠被要因在能夠被設(shè)定的設(shè)定的可能可能范圍范圍內(nèi)內(nèi)，取得，取得數(shù)個(gè)數(shù)個(gè)不同不同 的設(shè)定的設(shè)定值，此值，此時(shí)該時(shí)該要因具有要因具有數(shù)個(gè)水平數(shù)個(gè)水平。而。而該設(shè)定該設(shè)定值值稱為水稱為水 平平值。值。 3 3.2 .2 常用常用的水平有：的水平有： 2 2水平水平：一般用：一般用于于非非連續(xù)的連續(xù)的要因。要因。 3 3水平水平：一般用：一般用于連續(xù)的于連續(xù)的要因。要因。 例如：例如：涂布時(shí)，溫度涂布時(shí)，溫度( (TempTemp

27、) )為為控制要因控制要因( (令令為為) )，其可能，其可能 的的加工加工范圍為范圍為280330280330時(shí)時(shí)，常，常將將其取成其取成3 3水平水平， 其其代號(hào)代號(hào)及及水平水平值分別如下值分別如下： 1 1280280，2 2300300，3 3330330。 注意：注意：當(dāng)當(dāng)為連續(xù)為連續(xù)性要因，其性要因，其水平的間水平的間隔要大隔要大于于6 6倍倍標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 差差溫度溫度16/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用ABData-1LowLow3LowHigh4HighLow5HighHigh6B-LowB-HighA-Low34A-high5

28、6A-LowA-HighB-LowB-High4 4、交互作用、交互作用( (定義之一定義之一) )： 用以下用以下2 2個(gè)變數(shù)個(gè)變數(shù)A A、B B。其分別可以其分別可以設(shè)定為低設(shè)定為低( (LowLow) )，高，高 ( (HighHigh) )。假設(shè)會(huì)假設(shè)會(huì)有以下情形有以下情形產(chǎn)生，則稱為沒(méi)有產(chǎn)生，則稱為沒(méi)有交互作交互作 用用，亦即亦即2 2者相互者相互獨(dú)立獨(dú)立。17/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用A-LowA-HighB-LowB-HighABData-2LowLow3LowHigh5HighLow6HighHigh4B-LowB-H

29、ighA-Low35A-high645 5、交互作用、交互作用( (定義之二定義之二) )： 用以下用以下2 2個(gè)變數(shù)個(gè)變數(shù)A A、B B。其分別可以其分別可以設(shè)定為低設(shè)定為低( (LowLow) )，高，高 ( (HighHigh) )。假設(shè)會(huì)假設(shè)會(huì)有以下情形有以下情形產(chǎn)生，則稱為具有產(chǎn)生，則稱為具有交互作交互作 用用，亦即亦即2 2者相互者相互依存依存。18/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用6 6、交互作用的重點(diǎn)：、交互作用的重點(diǎn)： 用已研究用已研究2 2個(gè)變數(shù)間個(gè)變數(shù)間依存程度依存程度的的大小。一般大小。一般變數(shù)都會(huì)變數(shù)都會(huì)有有一一 定

30、程度定程度的的依存，因此可藉由它依存，因此可藉由它來(lái)判斷來(lái)判斷其大小。其大小。 如果不知如果不知道道交互作用交互作用的的大小，而大小，而給予了錯(cuò)誤的假設(shè)給予了錯(cuò)誤的假設(shè)，則則可可 能能造成造成實(shí)驗(yàn)失敗實(shí)驗(yàn)失敗。 研究交互作用研究交互作用將將使得使得實(shí)驗(yàn)規(guī)模無(wú)法減少實(shí)驗(yàn)規(guī)模無(wú)法減少，亦即，亦即實(shí)驗(yàn)次數(shù)將實(shí)驗(yàn)次數(shù)將 為為：變數(shù)變數(shù)要因要因 變數(shù)個(gè)數(shù)變數(shù)個(gè)數(shù)( (例如：例如：22=4)22=4)。 有有時(shí)為權(quán)衡時(shí)為權(quán)衡2 2者，因此者，因此采用部分采用部分研究交互作用的方式，亦研究交互作用的方式，亦 即不研究高次即不研究高次項(xiàng)項(xiàng)的交互作用。的交互作用。19/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使

31、用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用7 7、實(shí)驗(yàn)的方式、實(shí)驗(yàn)的方式：7.1 7.1 試誤法試誤法( (Try & ErrorTry & Error) )：依據(jù)依據(jù)每次每次實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果加入自己加入自己專業(yè)判專業(yè)判 斷斷，以，以決定決定下一次下一次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的的參數(shù)組合參數(shù)組合。此一方法需要很。此一方法需要很強(qiáng)強(qiáng)的的 專業(yè)知識(shí)專業(yè)知識(shí)( (亦即第六感要好亦即第六感要好) )。7.2 7.2 單單要因要因?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)方法：一次只方法：一次只改變改變一一個(gè)個(gè)要因，以要因，以尋求該尋求該要因的要因的 最佳最佳設(shè)定設(shè)定值。此一方法值。此一方法對(duì)于對(duì)于有有兩個(gè)兩個(gè)以上要因以上要因會(huì)會(huì)同同

32、時(shí)影響時(shí)影響特特 性值的性值的話將會(huì)話將會(huì)有有問(wèn)題問(wèn)題。7.3 7.3 多要因多要因( (多元配置多元配置) )實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法：方法：將將所有的要因做排列所有的要因做排列組合組合， 因此每一因此每一種種可能的情形都可能的情形都將將被做被做實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，依據(jù)依據(jù)此找出最佳此找出最佳組組 合合。此一方法在要因。此一方法在要因個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)很少很少時(shí)時(shí)可以可以進(jìn)行進(jìn)行，但是一般即使，但是一般即使 重要要因重要要因也也會(huì)會(huì)有十有十幾個(gè)幾個(gè)，如此，如此將將使得使得實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)完成日期完成日期遙遙無(wú)遙遙無(wú) 期期。7.4 7.4 正正交表交表實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法：藉由各要因在方法：藉由各要因在實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)相同中出現(xiàn)相同次數(shù)次數(shù)，

33、以，以 平衡平衡該該要因的要因的影響影響大小。此大小。此為為目前可以目前可以同時(shí)解決同時(shí)解決上述上述兩兩大大 缺點(diǎn)缺點(diǎn)的方法。的方法。20/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用8 8、正、正交表表示方式交表表示方式解釋解釋： 8 8.1 .1 正正交表交表的符號(hào)意義的符號(hào)意義： L L代表型代表型正正交表，交表，a a代表需要做代表需要做a a次次試驗(yàn)試驗(yàn)，b b代表代表b b水平水平，c c代表代表 可以可以擺放擺放c c個(gè)個(gè)要因要因，即：，即：L La a( (b bc c) ) 。 例如：例如： L L9 9( (3 34 4) )表示：表

34、示：L L代表型代表型正正交表，交表，9 9代表需要做代表需要做9 9次次試驗(yàn)試驗(yàn)， 3 3代表代表3 3水平水平，4 4代表可以代表可以擺放擺放4 4個(gè)個(gè)要因要因，即：，即：L L9 9( (3 34 4) ) 。 常用的正交表種類有：常用的正交表種類有： 2 2水平水平系列：系列：L L4 4(2(23 3) )、L L8 8(2(27 7) )、L L1616(2(21515) )、L L3232(2(23131) )、L L6464 例：例：L L4 4(2(23 3) )表示做表示做4 4次次試驗(yàn)試驗(yàn)、3 3因子因子( (因子指控制因素，其因子因子指控制因素，其因子 數(shù)數(shù)=n-1=n

35、-1，n n為試驗(yàn)次數(shù)為試驗(yàn)次數(shù)) )、2 2水平水平。 3 3水平水平系列：系列：L L9 9( (3 34 4) )、L L2727( (3 31313) )、L L8181( (3 34040) ) 例：例：L L9 9(3(34 4) )表示表示9 9次次試驗(yàn)試驗(yàn)、4 4因子因子( (因子指控制因素，其因子因子指控制因素，其因子數(shù)數(shù) =(n-1)/2=(n-1)/2，n n為試驗(yàn)次數(shù)為試驗(yàn)次數(shù)) )、3 3水平水平。 混合型混合型系列系列：L L1212(2(21111) )、L L1818(2(21 13 37 7) )、L L3636(2(23 33 31313) ) 例：例：L

36、L1818(2(21 13 37 7) )表示表示1818次次試驗(yàn)試驗(yàn)、2 2水平水平1 1因子、因子、3 3水平水平7 7因子。因子。21/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用9 9、因子因子名稱解釋名稱解釋：9.1 9.1 控制因子：在控制因子：在工序過(guò)程工序過(guò)程中，中，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量特性的參數(shù)會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量特性的參數(shù)， 其其參數(shù)參數(shù)可自由控制的可自由控制的參數(shù)稱為參數(shù)稱為控制因子。例：材料控制因子。例：材料種種 類類 。9.2 9.2 誤差誤差因子：在因子：在工序過(guò)程工序過(guò)程中，中，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量特性的參數(shù)會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量特性的參數(shù)， 其其參

37、數(shù)參數(shù)不能或不太能不能或不太能改變改變的的參數(shù)稱為誤差參數(shù)稱為誤差因子。例：外界因子。例：外界 的溫度的溫度 。9.3 9.3 調(diào)和調(diào)和因子：在因子：在工序過(guò)程工序過(guò)程中，中，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量特性的參數(shù)會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量特性的參數(shù)， 其其參數(shù)參數(shù)不能或不太能不能或不太能改變質(zhì)量特性的變差改變質(zhì)量特性的變差的的參數(shù)稱為調(diào)和參數(shù)稱為調(diào)和 因子。因子。9.4 9.4 信號(hào)信號(hào)因子：如同控制因子，但在工程上是容易作因子：如同控制因子，但在工程上是容易作調(diào)整調(diào)整，且，且 和和輸出間輸出間有其理想的有其理想的線性關(guān)系線性關(guān)系。22/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)

38、使用1010、靜態(tài)、靜態(tài)特性分析：特性分析： 10.1 10.1 望小特性：望小特性：測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果越小越好。越小越好。 例如例如：不良率、表面不良率、表面粗糙粗糙度、噪音度、噪音 。 10.2 10.2 望大特性：望大特性：測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果越大越好。越大越好。 例如例如：強(qiáng)度：強(qiáng)度、壽命壽命 。 10.3 10.3 望目特性：望目特性：測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果有一特定有一特定目標(biāo)目標(biāo)，越接近，越接近目標(biāo)目標(biāo) 越好。越好。 例如例如：輸出電流：輸出電流、輸出電壓輸出電壓、硬度、硬度、濃度濃度 。 10.4 10.4 零零點(diǎn)點(diǎn)望目特性：望目特性：測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果有其正有其正負(fù)負(fù)之值，其以越之值，其以越

39、 接近零越好。接近零越好。 例如例如：彎曲：彎曲、位置的偏移、位置的偏移 。23/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用1111、動(dòng)態(tài)特性：、動(dòng)態(tài)特性： 對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)而言，希望而言，希望通過(guò)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)通過(guò)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)來(lái)改善改善系統(tǒng)系統(tǒng) 的效率的效率()()及此效率及此效率()()的的穩(wěn)定穩(wěn)定性。效率性。效率()()可可定義為定義為此此系系 統(tǒng)統(tǒng)所所產(chǎn)生產(chǎn)生的的輸出輸出(y)(y)與輸入與輸入的的信號(hào)信號(hào)因子因子(M)(M)之比，理想之比，理想 上，上，我們我們希望此效率越大越好，而且希望此效率越大越好，而且維持維持定值，定值，換換句

40、句話話 說(shuō)說(shuō)，也就是，也就是y y與與MM成正比，而且其中效率成正比，而且其中效率()()越大越好。越大越好。 因此此因此此質(zhì)量質(zhì)量特性的理想值不是特性的理想值不是一個(gè)一個(gè)固定值，是固定值，是動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)的，的， 故此故此稱為動(dòng)態(tài)稱為動(dòng)態(tài)特性。特性。 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)特性的特性的種類種類： 零零點(diǎn)點(diǎn)比例式：比例式：y=My=M； 基準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)點(diǎn)比例式：比例式：y-yy-ys s=(M-Ms)=(M-Ms)； 一次式一次式：y=+My=+M 24/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用MMS/NS/N1212、動(dòng)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性分析：特性分析： 12.1 12.1 零

41、零點(diǎn)點(diǎn)比例式：比例式：測(cè)量測(cè)量值在值在信號(hào)信號(hào)因子因子為為零零時(shí)時(shí)，其，其測(cè)量測(cè)量 值亦值亦為為零。即此零。即此線性關(guān)系會(huì)通過(guò)原點(diǎn)的線性關(guān)系會(huì)通過(guò)原點(diǎn)的特性。特性。25/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用MMS/NS/N1212、動(dòng)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性分析特性分析( (續(xù)續(xù)) )： 12.2 12.2 基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)比例式：比例式：測(cè)量測(cè)量值在值在信號(hào)信號(hào)因子因子為為某一特性值某一特性值 (Ms)(Ms)時(shí)時(shí)，其，其測(cè)量測(cè)量值值輸出輸出亦亦為為某一特性值某一特性值(Ys)(Ys)為為理理 想。即此想。即此MsMs為為校正校正的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)。26/92精瑪睿

42、版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用MMS/NS/N1212、動(dòng)態(tài)、動(dòng)態(tài)特性分析特性分析( (續(xù)續(xù)) )： 12.3 12.3 一次式：其一次式：其測(cè)量測(cè)量值非零值非零點(diǎn)點(diǎn)比例式、比例式、基準(zhǔn)點(diǎn)基準(zhǔn)點(diǎn)比例式比例式 時(shí)時(shí)，使用此一特性。，使用此一特性。27/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用12.4 12.4 S/NS/N比比的的解析：解析： 信號(hào)雜音信號(hào)雜音比（比（signalsignaltotonoisenoiseratio)ratio)。 其其為為分析分析試驗(yàn)結(jié)果的試驗(yàn)結(jié)果的共通共通語(yǔ)言語(yǔ)言。 其其為為

43、子子數(shù)與對(duì)數(shù)的關(guān)系數(shù)與對(duì)數(shù)的關(guān)系。 10101 1=10=10 10102 2=100=100 10103 3=1000=1000 其其單位為單位為分貝分貝(db)(db)。 其值越大越好。其值越大越好。 安定性（安定性（穩(wěn)健穩(wěn)健性）的性）的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。28/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用12.5 12.5 最佳最佳組合組合： 為為其其依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果所所計(jì)算計(jì)算出出的的S/NS/N比，所排列出最佳化比，所排列出最佳化 的過(guò)程參數(shù)為的過(guò)程參數(shù)為最佳最佳組合組合。12.6 12.6 最適組合最適組合： 其其依據(jù)依據(jù)最佳最佳組合

44、的組合的排列，排列，考慮考慮其成本因素，而排列出最其成本因素，而排列出最 理想化理想化的過(guò)程參數(shù)為的過(guò)程參數(shù)為最佳最佳組合組合。29/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用 對(duì)對(duì)“正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法”的理解：的理解： 是指那些適于解決各因素的水平數(shù)都相等，因素間的交互作用是指那些適于解決各因素的水平數(shù)都相等，因素間的交互作用 均可忽略的試驗(yàn)問(wèn)題和方法。而交互作用指的是因素間的聯(lián)合均可忽略的試驗(yàn)問(wèn)題和方法。而交互作用指的是因素間的聯(lián)合 搭配試驗(yàn)指標(biāo)的影響作用。搭配試驗(yàn)指標(biāo)的影響作用。 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DO

45、E)的基本步驟：的基本步驟： 、分析問(wèn)題，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的和確定試驗(yàn)指標(biāo)；、分析問(wèn)題，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的和確定試驗(yàn)指標(biāo)； 、確定試驗(yàn)因素并選取適當(dāng)水平；、確定試驗(yàn)因素并選取適當(dāng)水平； 、選擇合適的正交表，進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)；、選擇合適的正交表，進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)； 、制訂試驗(yàn)計(jì)劃、制訂試驗(yàn)計(jì)劃( (試驗(yàn)方案試驗(yàn)方案) )； 、進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果；、進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果； 、對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出因子的主次關(guān)系和較優(yōu)、對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出因子的主次關(guān)系和較優(yōu) 水平組合。水平組合。 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)的基本方法的基本方法30/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和

46、培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用1)1)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)(DOE)的基本方法：的基本方法： 1 1、分析問(wèn)題，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的和確定試驗(yàn)指標(biāo)：、分析問(wèn)題，明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的和確定試驗(yàn)指標(biāo)： 在一項(xiàng)試驗(yàn)中，用來(lái)衡量在一項(xiàng)試驗(yàn)中，用來(lái)衡量試驗(yàn)效果試驗(yàn)效果的指標(biāo)，稱為的指標(biāo)，稱為試驗(yàn)指標(biāo)試驗(yàn)指標(biāo)， 有時(shí)簡(jiǎn)稱指標(biāo)，也稱有時(shí)簡(jiǎn)稱指標(biāo)，也稱試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)結(jié)果，通常用，通常用y y來(lái)表示。它類似數(shù)來(lái)表示。它類似數(shù) 學(xué)中的因變量或目標(biāo)函數(shù)。學(xué)中的因變量或目標(biāo)函數(shù)。 試驗(yàn)指標(biāo)用數(shù)量表示的，稱為試驗(yàn)指標(biāo)用數(shù)量表示的，稱為定量指標(biāo)定量指標(biāo)，如：溫度、壓，如：溫度、壓 力、硬度、強(qiáng)度、壽

47、命、成本等。不能直接用數(shù)量表示力、硬度、強(qiáng)度、壽命、成本等。不能直接用數(shù)量表示 的指標(biāo)，稱為的指標(biāo)，稱為定性指標(biāo)定性指標(biāo)，如：產(chǎn)品的外觀質(zhì)量可作為定，如：產(chǎn)品的外觀質(zhì)量可作為定 性指標(biāo)。定性指標(biāo)可以轉(zhuǎn)化為定量指標(biāo)。性指標(biāo)。定性指標(biāo)可以轉(zhuǎn)化為定量指標(biāo)。 試驗(yàn)指標(biāo)是由試驗(yàn)指標(biāo)是由試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康拇_定的。因此，要進(jìn)行一項(xiàng)試確定的。因此，要進(jìn)行一項(xiàng)試 驗(yàn)，首先必須驗(yàn)，首先必須明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo)明確試驗(yàn)?zāi)康模_定試驗(yàn)指標(biāo)。31/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用 磁鼓電機(jī)是錄象機(jī)磁鼓組件的關(guān)鍵部件之一。某廠以磁鼓電機(jī)是錄象機(jī)磁鼓組件的關(guān)鍵部件之一

48、。某廠以國(guó)外同類產(chǎn)品的水平為依據(jù)，對(duì)電機(jī)質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)國(guó)外同類產(chǎn)品的水平為依據(jù)，對(duì)電機(jī)質(zhì)量進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)力矩不合格達(dá)力矩不合格達(dá)43%43%，因此，為了提高電機(jī)的輸出力矩，需，因此，為了提高電機(jī)的輸出力矩，需要進(jìn)行試驗(yàn)。要進(jìn)行試驗(yàn)。 就以上試驗(yàn)而言，試驗(yàn)?zāi)康木褪蔷鸵陨显囼?yàn)而言，試驗(yàn)?zāi)康木褪翘岣叽殴碾姍C(jī)的輸出提高磁鼓電機(jī)的輸出 力矩。力矩。因此因此輸出力矩輸出力矩就是本試驗(yàn)的試驗(yàn)指標(biāo)，該指標(biāo)越就是本試驗(yàn)的試驗(yàn)指標(biāo)，該指標(biāo)越 大表明試驗(yàn)條件越好，并且是一個(gè)定量指標(biāo)。大表明試驗(yàn)條件越好，并且是一個(gè)定量指標(biāo)。 案案 例例 一一32/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，

49、禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用2 2、確定試驗(yàn)因素并選取適當(dāng)水平：、確定試驗(yàn)因素并選取適當(dāng)水平： 試驗(yàn)中，凡試驗(yàn)中，凡對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)可能產(chǎn)生影響的原因?qū)υ囼?yàn)指標(biāo)可能產(chǎn)生影響的原因，稱為，稱為因素因素， 也稱也稱因子因子或元，類似數(shù)學(xué)中的自變量。需要在試驗(yàn)中考慮或元，類似數(shù)學(xué)中的自變量。需要在試驗(yàn)中考慮 研究的因素，稱為研究的因素，稱為試驗(yàn)因素試驗(yàn)因素，有時(shí)也稱為因素，通常用大，有時(shí)也稱為因素，通常用大 寫字母寫字母A A、B B、C C等表示。等表示。 如本案例中，充磁量、定位角度、定子線圈匝數(shù)都是如本案例中，充磁量、定位角度、定子線圈匝數(shù)都是 試驗(yàn)因素，它們分別以試驗(yàn)因素，它們分別以A A、B B、C C表

50、示。表示。 因素在試驗(yàn)中所處的各種狀態(tài)，或所取的不同值，稱為因因素在試驗(yàn)中所處的各種狀態(tài)，或所取的不同值，稱為因 素水平素水平，也簡(jiǎn)稱為，也簡(jiǎn)稱為水平水平，通常用下標(biāo)，通常用下標(biāo)1 1、2 2、3 3表示。表示。 若一個(gè)因素選取若一個(gè)因素選取K K種狀態(tài)或取種狀態(tài)或取K K個(gè)值個(gè)值，就稱該因素為，就稱該因素為K K水平水平 因素因素，因素水平有的可以取得具體值；有的只能取大致范，因素水平有的可以取得具體值；有的只能取大致范 圍或某個(gè)模糊概念，如：軟、硬、大、小、好、較好等；圍或某個(gè)模糊概念，如：軟、硬、大、小、好、較好等； 也有用型式、特征表示的，如：輪胎的種類和花紋，汽車也有用型式、特征表示

51、的，如：輪胎的種類和花紋，汽車 的不同檔位等。的不同檔位等。 33/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用2.1 2.1 上述案例上述案例技術(shù)分析技術(shù)分析： 2.1.1 2.1.1 影響輸出力矩的因素為：影響輸出力矩的因素為： 、充磁量；、充磁量； 、定位角度；、定位角度； 、定子線圈匝數(shù)。、定子線圈匝數(shù)。 2.1.2 2.1.2 為討論方便，把這為討論方便，把這3 3個(gè)因素分別命名為：個(gè)因素分別命名為： 、充磁量、充磁量 A A； 、定位角度、定位角度 B B； 、定子線圈匝數(shù)、定子線圈匝數(shù) C C。 即：即：A A、B B、C C 為因子。為因

52、子。 2.1.3 2.1.3 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以確定出各因素的變化范圍為：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以確定出各因素的變化范圍為： A A 充磁量充磁量(T)(T)： 900900100100-4-413001300100100-4-4 B B 定位角度定位角度(rad)(rad)：1010/18012/18012/180/180 C C 定子線圈匝數(shù)定子線圈匝數(shù)( (匝匝) )：6010060100。 34/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用2.1.4 2.1.4 現(xiàn)要進(jìn)行試驗(yàn)，選擇合適的充磁量、定位角度和定子線圈現(xiàn)要進(jìn)行試驗(yàn)，選擇合適的充磁量、定位角度和定子線

53、圈 匝數(shù)，以獲得盡可能高的輸出力矩值。為此，考慮在各因匝數(shù)，以獲得盡可能高的輸出力矩值。為此，考慮在各因 素的變化范圍中各取素的變化范圍中各取3 3點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)。比如：進(jìn)行試驗(yàn)。比如： A A充磁量充磁量(T)(T)：900900100100-4-413001300100100-4-4 A A1 1 = 900= 900100100-4-4 A A2 2 = 1100= 1100100100-4-4 A A3 3 = 1300= 1300100100-4-4 B B定位角度定位角度(rad)(rad)：1010/18012/18012/180/180 B B1 1 = 10= 10/180/1

54、80 B B2 2 = 11= 11/180/180 B B3 3 = 12= 12/180/180 C C定子線圈匝數(shù)定子線圈匝數(shù)( (匝匝) )：6010060100 C C1 1 = 70= 70 C C2 2 = 80= 80 C C3 3 = 90= 90 35/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用2.1.5 2.1.5 至此，稱：至此，稱： A A1 1 = 900= 900100100-4 -4 為為A A因子的第因子的第1 1水平水平 A A2 2 = 1100= 1100100100-4 -4 為為A A因子的第因子的第2 2水

55、平水平 A A3 3 = 1300= 1300100100-4 -4 為為A A因子的第因子的第3 3水平水平 注：注：A A充磁量充磁量(T)(T)： 900900100100-4-413001300100100-4-4 B B1 1 = 10= 10/180 /180 為為B B因子的第因子的第1 1水平水平 B B2 2 = 11= 11/180 /180 為為B B因子的第因子的第2 2水平水平 B B3 3 = 12= 12/180 /180 為為B B因子的第因子的第3 3水平水平 注：注：B B定位角度定位角度(rad)(rad)：1010/18012/18012/180/180

56、 C C1 1 = 70 = 70 為為C C因子的第因子的第1 1水平水平 C C2 2 = 80 = 80 為為C C因子的第因子的第2 2水平水平 C C3 3 = 90 = 90 為為C C因子的第因子的第3 3水平水平 注：注：C C定子線圈匝數(shù)定子線圈匝數(shù)( (匝匝) )：6010060100 如還有其它的因子依次類推。如還有其它的因子依次類推。36/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用2.2 2.2 對(duì)上述案例對(duì)上述案例作出因子水平表：作出因子水平表： 這樣，該問(wèn)題已歸結(jié)為這樣，該問(wèn)題已歸結(jié)為3 33 3因子試驗(yàn)問(wèn)題。把所考察的因子

57、試驗(yàn)問(wèn)題。把所考察的 因子及水平列表如下：因子及水平列表如下： 表表 1 1 因因 子子 水水 平平 表表 因子因子水平水平A AB BC C充磁量（充磁量（1010-4-4T T） 定位角度定位角度（/180 rad/180 rad） 定位線圈匝數(shù)（匝）定位線圈匝數(shù)（匝） 1 1A A1 1 = 900 = 900B B1 1 = 10 = 10C C1 1 = 70 = 702 2A A2 2 = 1100 = 1100B B2 2 = 11 = 11C C2 2 = 80 = 803 3A A3 3 = 1300 = 1300B B3 3 = 12 = 12C C3 3 = 90 = 9

58、037/92精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用精瑪睿版權(quán)，未經(jīng)同意，禁止復(fù)制和培訓(xùn)使用3 3、選用合適的正交表選用合適的正交表，進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)：，進(jìn)行表頭設(shè)計(jì)： 每一個(gè)因素各選一個(gè)水平組成一種試驗(yàn)條件，如每一個(gè)因素各選一個(gè)水平組成一種試驗(yàn)條件，如：A A1 1B B1 1C C1 1、 A A1 1B B2 2C C2 2 等，稱為等，稱為處理組合或組合處理處理組合或組合處理。 本例是三個(gè)三水平因素的試驗(yàn)，共有本例是三個(gè)三水平因素的試驗(yàn)，共有3 33 32727種處理組合。種處理組合。 對(duì)全部處理組合都進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)全部處理組合都進(jìn)行試驗(yàn)，稱為，稱為全面試驗(yàn)全面試驗(yàn)。顯然，全面試驗(yàn)的。顯然，全

59、面試驗(yàn)的 處理組合數(shù)處理組合數(shù)L L為各因素水平數(shù)的乘積，隨著因素和水平的增多，全為各因素水平數(shù)的乘積，隨著因素和水平的增多，全 面試驗(yàn)的處理組合數(shù)急劇增加。面試驗(yàn)的處理組合數(shù)急劇增加。 例如：一項(xiàng)例如：一項(xiàng)7 7個(gè)三水平因素的試驗(yàn)，全面試驗(yàn)將包括個(gè)三水平因素的試驗(yàn)，全面試驗(yàn)將包括21872187（即（即 3 37 721872187）種處理組合。）種處理組合。 要進(jìn)行全面試驗(yàn)，幾乎是不可能的要進(jìn)行全面試驗(yàn)，幾乎是不可能的。為了減少試驗(yàn)次數(shù)，只能從為了減少試驗(yàn)次數(shù)，只能從 所有的處理組合中，選擇一部分進(jìn)行試驗(yàn)所有的處理組合中，選擇一部分進(jìn)行試驗(yàn)，稱為，稱為部分試驗(yàn)部分試驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所追求的目

60、標(biāo)之一，就是要實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)之一，就是要用盡量少的部分試驗(yàn)用盡量少的部分試驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn) 全面試驗(yàn)所要達(dá)到的目的全面試驗(yàn)所要達(dá)到的目的。這樣，就產(chǎn)生了兩個(gè)突出的矛盾：。這樣，就產(chǎn)生了兩個(gè)突出的矛盾： 一是：多組合的全面試驗(yàn)，與希望實(shí)際上只進(jìn)行少數(shù)試驗(yàn)的矛盾。一是：多組合的全面試驗(yàn)，與希望實(shí)際上只進(jìn)行少數(shù)試驗(yàn)的矛盾。 二是：實(shí)施少數(shù)試驗(yàn)，與要求獲取全面試驗(yàn)信息的矛盾。二是：實(shí)施少數(shù)試驗(yàn)，與要求獲取全面試驗(yàn)信息的矛盾。 利用利用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即可以對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行合理安排，選擇少數(shù)幾個(gè)即可以對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行合理安排，選擇少數(shù)幾個(gè) 有代表性的處理組合進(jìn)行試驗(yàn)，解決第一個(gè)矛盾；又可以對(duì)少數(shù)有代表性的處理組合進(jìn)行試驗(yàn)，解決第一個(gè)矛盾；又可以