MintabDOE操作說明田口試驗設(shè)計第1頁/共91頁2CatalogueUnit-1.田口品質(zhì)工程簡介Unit-2.品質(zhì)損失函數(shù)Unit-3.直交表Unit-4.參數(shù)設(shè)計Unit-5.靜態(tài)設(shè)計及Minitab操作Unit-6.動態(tài)設(shè)計及Minitab操作第2頁/共91頁3Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第3頁/共91頁4品質(zhì)工程發(fā)展史：二次戰(zhàn)後，日本進行戰(zhàn)後復(fù)建時，面臨高品質(zhì)原料、生產(chǎn)設(shè)備和有技術(shù)之工程師等嚴重短缺的問題。在此惡劣條件下，生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品與不斷改善品質(zhì)便成為一項具有挑戰(zhàn)且急需解決的問題。1947年，日本為了解決通信品質(zhì)低落的問題，成立電器通信實驗室(ElectronicCommunicationLaboratory)，初期規(guī)模與預(yù)算不如美國貝爾實驗室。在資源不足、缺少高品質(zhì)機臺下，只有靠著調(diào)整機臺參數(shù)設(shè)定來提升交換機生產(chǎn)的品質(zhì)。在1949年，田口玄一（Genichi.Taguchi）博士於日本電信實驗室工作時，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實驗設(shè)計方法在實務(wù)上並不適用，逐漸發(fā)展了「品質(zhì)工程」的基本原理。利用此方法，生產(chǎn)了高品質(zhì)的交換機。田口所發(fā)展的是一透過實驗進行系統(tǒng)參數(shù)最佳化設(shè)計的方法，重視實際的應(yīng)用性，而非以困難的統(tǒng)計為依歸，田口方法是用來改善品質(zhì)的工程方法，在日本稱之為品質(zhì)工程（qualityengineering）。?田口方法自發(fā)明至今，已受到全世界（工業(yè)界與學(xué)術(shù)界）的肯定與尊崇。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第4頁/共91頁5基本概念：穩(wěn)健設(shè)計（robustdesign）是透過工程最佳化的方式來進行品質(zhì)改善的方法，所謂「穩(wěn)健」是指所設(shè)計產(chǎn)品品質(zhì)受到周圍環(huán)境影響的敏感度為最小。田口方法（Taguchimethods），就是一種穩(wěn)健設(shè)計的實驗方法。品管活動可分為線上（on-line）品管與線外（off-line）品管兩類，田口對於線上和線外品管都有其獨特看法，但以後者最為有名因此品質(zhì)工程就是指線外品管而言。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第5頁/共91頁6基本概念：田口方法是要降低變異原因的影響，而不是去除變異的原因，來改善品質(zhì)；田口方法將各種變異極小化，使得產(chǎn)品對變異的來源最不敏感。Ex：m代表電視機彩色密度目標(biāo)值，而m±5是可容忍的製程偏差。日本廠的產(chǎn)品品質(zhì)特性呈一個近似常態(tài)分配，平均值在目標(biāo)值上。美國廠的產(chǎn)品品質(zhì)特性則呈一個近似在m±5內(nèi)之均勻分配。日本廠產(chǎn)品大部分集中在目標(biāo)值附近，亦即靠近m（變異較小，性能較佳）的產(chǎn)品，美國廠產(chǎn)品遠離m（變異較大，性能較差），超出產(chǎn)品規(guī)格機會較大。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第6頁/共91頁7產(chǎn)品/制程之參數(shù)：對任一個產(chǎn)品或製程，我們可以繪出參數(shù)圖，如圖3所示，其中y表示所欲探討的品質(zhì)特性或回應(yīng)值（response）。影響y的參數(shù)可以分為信號因子（M）、控制因子（Z）和雜音因子（X）三類。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第7頁/共91頁8產(chǎn)品/制程之參數(shù)：信號因子（signalfactor）由設(shè)計工程師依據(jù)所開發(fā)產(chǎn)品的工程知識來選擇，以表達所想的回應(yīng)值。當(dāng)y的目標(biāo)值改變時，我們可調(diào)整信號因子，使y的平均值與目標(biāo)值一致。例如：1.電風(fēng)扇轉(zhuǎn)速設(shè)定是一信號因子，藉由轉(zhuǎn)速的設(shè)定可改變風(fēng)量的大小。2.射出成型時，藉由壓力的增加，可使產(chǎn)品的尺寸更接近模具尺寸。3.汽車方向盤的轉(zhuǎn)向角度，可以指示汽車的迴轉(zhuǎn)半徑。?通常信號因子與回應(yīng)值間具有輸入與輸出的關(guān)係，譬如汽車駕駛時踩油門的大小會影響汽車速度的快慢?？刂埔蜃樱╟ontrolfactor):係其水準(zhǔn)可由設(shè)計人員掌握且決定的。事實上，設(shè)計人員必須決定控制因子的水準(zhǔn)，使y的損失最小。例如：在一複晶矽沉積過程中，品質(zhì)特性為晶片表面缺陷數(shù)，而影響此一品質(zhì)特性的控制因子有沉積溫度、沉積壓力、氮流量和矽流量等。設(shè)計人員可指定需要的「設(shè)定值」，譬如沉積溫度為100℃或200℃（亦或300℃）。?通常認為控制因子水準(zhǔn)改變時，並不會造成製造成本增加。雜音因子（noisefactor）：設(shè)計人員所無法控制的參數(shù)稱為雜音因子（noisefactor）。雜音因子的水準(zhǔn)會隨環(huán)境而變化，因此無法確知某特定情況下的雜音因子值。例如：路面的乾溼會影響汽車的煞車距離，但是，路面的乾溼是無法控制的，所以路面的乾溼是雜音因子。通常僅掌握雜音因子的一些特性，如平均值和變異數(shù)。雜音因子會影響回應(yīng)值y偏離目標(biāo)值而帶來損失。?凡是參數(shù)的水準(zhǔn)不容易控制或必須花費高成本來控制的參數(shù)，皆可視為雜音因子。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第8頁/共91頁9田口品質(zhì)工程學(xué)：品質(zhì)工程主要討論的範(fàn)疇為線外品管活動，即如何降低雜音因子對產(chǎn)品品質(zhì)特性的干擾影響。?田口進一步將線外品質(zhì)管制分成系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計與允差設(shè)計等三個階段。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第9頁/共91頁10田口品質(zhì)工程學(xué)：系統(tǒng)設(shè)計（systemdesign）：又稱為概念設(shè)計（conceptdesign）主要是檢視各種可能達成「想要的機能」的系統(tǒng)或技術(shù)，然後選擇一個最適當(dāng)?shù)?。例如：選定系統(tǒng)所需之材料、零件，或選擇一個合適的電路圖或適當(dāng)?shù)难u造程序是這類活動的例子。參數(shù)設(shè)計（parameterdesign）：決定系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)的水準(zhǔn)。在這階段中，主要是要最佳化「系統(tǒng)設(shè)計」，利用實驗以確定控制因子水準(zhǔn)的組合，使系統(tǒng)對雜音因子的敏感度為最低，而提升系統(tǒng)的穩(wěn)健性。允差設(shè)計（tolerancedesign）：利用成本與品質(zhì)的平衡方法來考慮允差設(shè)計。允差設(shè)計階段主要是要調(diào)整公差範(fàn)圍以最佳化設(shè)計參數(shù)。當(dāng)產(chǎn)品的品質(zhì)未能滿足顧客要求，我們需增加製造成本以降低產(chǎn)品的變異，減少品質(zhì)損失。例如我們可以依照零件或材料的成本效益順序，選擇一些因子來調(diào)整公差，以降低變異提高品質(zhì)。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第10頁/共91頁11田口品質(zhì)工程學(xué)：參數(shù)設(shè)計是一套希望找出一組控制因子的處理組合，使得製程或產(chǎn)品對於外界的環(huán)境的敏感度為最低，即此產(chǎn)品的穩(wěn)定性最高、變異最小、損失最小（成本最?。?。在實際的產(chǎn)品中，為了要能保持平均值靠近目標(biāo)值，首先必須降低績效的變異。一旦影響變異的最佳控制因子決定之後，我們就可以集中精神於調(diào)整平均值至目標(biāo)值上，以滿足顧客對產(chǎn)品的期望，這個過程稱為兩階段最佳化過程。Unit-1:田口品質(zhì)工程簡介第11頁/共91頁12Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第12頁/共91頁13品質(zhì)損失：當(dāng)產(chǎn)品品質(zhì)不良時，將為生產(chǎn)者帶來損失。品質(zhì)是指產(chǎn)品出廠後所帶給社會的損失，但不包括機能本身所引起的損失。田口博士認為，一產(chǎn)品的品質(zhì)為該產(chǎn)品因未能充分發(fā)揮其原有的機能而產(chǎn)生的損失，而因機能本身所發(fā)生的損失除外。品質(zhì)特性有以下三種類型：望小品質(zhì)函數(shù)：使目標(biāo)逼近于0，如週期時間，不良率，成本；望大品質(zhì)函數(shù)：使目標(biāo)持續(xù)提高,如參量、利潤、強度;望目品質(zhì)函數(shù)。以小的變異取得目標(biāo)值,如產(chǎn)品尺寸，電源電壓，焊接溫度;非對稱型望目品質(zhì)函數(shù):同望目型Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第13頁/共91頁14品質(zhì)損失：望小品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第14頁/共91頁15品質(zhì)損失：望小品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第15頁/共91頁16品質(zhì)損失：望大品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第16頁/共91頁17品質(zhì)損失：望大品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第17頁/共91頁18品質(zhì)損失：望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第18頁/共91頁19品質(zhì)損失：望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第19頁/共91頁20品質(zhì)損失：望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第20頁/共91頁21品質(zhì)損失：非對稱型望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第21頁/共91頁22品質(zhì)損失：非對稱型望目品質(zhì)損失函數(shù)Unit-2:品質(zhì)損失函數(shù)第22頁/共91頁23Unit-3:直交表設(shè)計第23頁/共91頁24全因子試驗與直交表：若在進行實驗設(shè)計時，考慮到所有可能的因子水準(zhǔn)組合，此稱作全因子實驗。在全因子設(shè)計中，當(dāng)因子數(shù)目增加時，實驗次數(shù)會隨之增加；而部分因子設(shè)計則會增加實驗方法的複雜性。田口方法利用直交表（OrthogonalArray；OA）來收集資料，能讓我們以較少的實驗而獲得更可靠的因子效果估計量。利用直交表進行實驗是穩(wěn)健設(shè)計的一個重要技巧。Unit-3:直交表設(shè)計第24頁/共91頁25直交試驗表結(jié)構(gòu)：Unit-3:直交表設(shè)計該表為7因素，2水平，運行8次的正交試驗表，具有以下特點：1、有8個行，表示8種試驗運行的不同因素水平組合。2、有7個列，表示最多可允許有7個因素。3、表中心的“1”、“2”表示各因素的兩種水平。4、每個因素的每個水平各出現(xiàn)4次，出現(xiàn)機會完全均等。5、表中任意兩列間的組合數(shù)字各出現(xiàn)2次，其搭配是均衡的。第25頁/共91頁26直交試驗表的性質(zhì)：1、整齊可比性：在同一張正交表上，每個因素的每個水平出現(xiàn)的次數(shù)是完全相同的。由于試驗中各因素的各水平參與試驗的頻率相同的，這保證了各水平在試驗時最大程度排除了其它因素水平的干擾，有利于找到最好的試驗條件。2、均衡分散性：在同一正交試驗表中，任意兩列的水平配對是完全相同的，這使試驗具有很強的代表性。很容易找出較好的試驗條件，下圖表示了3因素2水平的均衡分散性。Unit-3:直交表設(shè)計第26頁/共91頁27直交試驗表的性質(zhì)：正交試驗只選其中的4個角代替全面試驗的8個角，如下圖黑點所示。Unit-3:直交表設(shè)計PS:正方體的6個面上每個面都被選中2個角，12條邊上每條邊都有1個點，雖只選了8個角中的4個，但對AB、AC、BC任意2個因素而言均為全面試驗。因此此4點有很強的代表性。假定所要找的最優(yōu)搭配不在正交試驗的4個點中，如111，如會通過與該點相鄰的較優(yōu)搭配表現(xiàn)出來，而此三點都是試驗中的點，（112，221，121），通過這3個點可很容易就找到最優(yōu)點。其具有較高效率；全因子田口直交PS:全因子試驗，各點全部選擇，共需進行8次試驗,效率較差。第27頁/共91頁28直交表的選擇：Unit-3:直交表設(shè)計第28頁/共91頁29交互作用Unit-3:直交表設(shè)計第29頁/共91頁30交互作用Unit-3:直交表設(shè)計第30頁/共91頁31點線圖Unit-3:直交表設(shè)計第31頁/共91頁32Unit-4:參數(shù)設(shè)計第32頁/共91頁33參數(shù)設(shè)計主要目的是要決定產(chǎn)品或製程的參數(shù)設(shè)定值，使對雜音變數(shù)的敏感性最小。田口認為不同參數(shù)水準(zhǔn)組合，產(chǎn)品的品質(zhì)特性平均值與變異數(shù)均不同。藉由參數(shù)設(shè)計，可找出一組最佳參數(shù)水準(zhǔn)組合，使平均值與目標(biāo)值一致，且變異最小。田口方法利用直交表來收集資料，能讓我們以較少的實驗而獲得更可靠的因子效果估計量。利用直交表進行實驗是穩(wěn)健設(shè)計的一個重要技巧。?參數(shù)設(shè)計實驗是由外側(cè)直交表和內(nèi)側(cè)直交表所構(gòu)成，透過直交表來配置各因子的水準(zhǔn)組合，以進行實驗Unit-4:參數(shù)設(shè)計第33頁/共91頁34L8直交表示例:Unit-4:參數(shù)設(shè)計第34頁/共91頁35訊號雜音比(S/N):設(shè)產(chǎn)品質(zhì)量特性Y在多個輸入變量的作用下為隨機變量。其數(shù)學(xué)期望為μ，方差為σ2，我們希望μ越接近目標(biāo)越好，σ2越小越好。 變異系數(shù)Y=σ/μ， 它表示實際值偏離目標(biāo)值的程度，用η’=μ2/σ2來表示產(chǎn)品質(zhì)量特性的穩(wěn)定性，η’越大，則產(chǎn)品質(zhì)量波動越小，如將μ2值看作信號，把σ2值看作噪聲因素，η’稱為信噪比，實際使用時會將η’轉(zhuǎn)化為分貝值（dβ）。即 η=10lgη’=S/N 取對數(shù)后的η值比較接近正態(tài)分布，便于分析Unit-4:參數(shù)設(shè)計第35頁/共91頁36田口靜態(tài)設(shè)計和動態(tài)設(shè)計的差異:靜態(tài)設(shè)計是是通過試驗和分析找出信噪比最高的因素水平設(shè)置以使輸出變量變差最小，即對噪聲因素不敏感，靜態(tài)設(shè)計的指標(biāo)（輸出變量）目標(biāo)的值一般為固定值,即品質(zhì)特性為固定目標(biāo);動態(tài)設(shè)計是指品質(zhì)特性為可變的目標(biāo)值,它受信號因子的影響;動態(tài)設(shè)計是通過增加信號因素來優(yōu)化輸出變量與信號因素間的關(guān)系從而使輸出變量對噪聲因素不敏感，但對輸入信號達到最大的敏感度兩者設(shè)計的差異在於是否有信號因子存在,亦即研究對象的設(shè)計目標(biāo)不只一個，如在汽車剎車設(shè)計中，品質(zhì)特性為制動力,但剎車易受環(huán)境溫度的影響，例如高溫(55度)、常溫(25度)、低溫(-5度).研究者在開發(fā)設(shè)計階段必須考慮環(huán)境溫度的影響而設(shè)為信號影子.Unit-4:參數(shù)設(shè)計第36頁/共91頁37參數(shù)設(shè)計程序：步驟1.了解問題：(1)定義系統(tǒng)目標(biāo)／範(fàn)圍：包含定義系統(tǒng)的目標(biāo)、系統(tǒng)或子系統(tǒng)（subsystem）的範(fàn)圍、選擇專案負責(zé)人及其成員、發(fā)展專案運作策略。(2)選擇回應(yīng)值：此步驟主要是確認主要功能、副作用和失效型態(tài)，建立想要達成的結(jié)果，選擇回應(yīng)值或理想機能（理想機能為信號因子與品質(zhì)特性的理想關(guān)係式）及決定量測的方式。步驟2.選擇因子和水準(zhǔn)(1)發(fā)展信號因子和雜音策略：決定信號因子的範(fàn)圍、重要的雜音因子及其水準(zhǔn)、發(fā)展雜音策略。(2)辨認控制因子及其水準(zhǔn)：辨認所有的控制因子、選擇重要的控制因子及其水準(zhǔn)。步驟3.選擇適用之直交表選定適用之直交表並指派控制因子至直交表中。步驟4.準(zhǔn)備及執(zhí)行實驗，收集數(shù)據(jù)：準(zhǔn)備／規(guī)劃實驗，並執(zhí)行實驗，收集數(shù)據(jù)。步驟5.根據(jù)品質(zhì)特性計算直交表中每一次實驗的SN比與y。步驟6.完成並解釋各因子對於SN比與y的效果圖，執(zhí)行二階段最佳化程序。步驟7.決定控制因子的最佳水準(zhǔn)組合，並預(yù)估其SN比和y。步驟8.執(zhí)行確認實驗：田口建議要進行確認實驗，如果確認實驗結(jié)果與預(yù)估的結(jié)果不吻合（或不滿意），那麼表示實驗的過程失敗，必須重新規(guī)劃實驗。步驟9.結(jié)論與建議：當(dāng)確認實驗成功，將控制因子的最佳水準(zhǔn)組合納入系統(tǒng)中執(zhí)行。Unit-4:參數(shù)設(shè)計第37頁/共91頁38參數(shù)設(shè)計流程：Unit-4:參數(shù)設(shè)計第38頁/共91頁39常見試驗類型說明-1：無交互作用&望大型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計第39頁/共91頁40常見試驗類型說明-1：無交互作用&望大型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計第40頁/共91頁41常見試驗類型說明-1：無交互作用&望大型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計第41頁/共91頁42常見試驗類型說明-2：無交互作用&望小型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計第42頁/共91頁43常見試驗類型說明-2：無交互作用&望小型：Unit-4:參數(shù)設(shè)計第43頁/共91頁44常見試驗類型說明-3：有交互作用Unit-4:參數(shù)設(shè)計第44頁/共91頁45常見試驗類型說明-3：有交互作用Unit-4:參數(shù)設(shè)計第45頁/共91頁46常見試驗類型說明-3:有交互作用Unit-4:參數(shù)設(shè)計第46頁/共91頁47常見試驗類型說明-3:有交互作用Unit-4:參數(shù)設(shè)計第47頁/共91頁48常見試驗類型說明-4:多指標(biāo)分析（綜合平衡法）為提高某產(chǎn)品質(zhì)量，要對生產(chǎn)該產(chǎn)品的原料進行配方試驗。要檢驗3項指標(biāo)：抗壓強度、落下強度和裂紋度，前2個指標(biāo)越大越好，第3個指標(biāo)越小越好。根據(jù)以往的經(jīng)驗，配方中有3個重要因素：水分、粒度和堿度。它們各有3個水平。試進行試驗分析，找出最好的配方方案。試驗直交表Unit-4:參數(shù)設(shè)計第48頁/共91頁49常見試驗類型說明-4:多指標(biāo)分析（綜合平衡法）分析方法Unit-4:參數(shù)設(shè)計分析：1)粒度B對抗壓強度和落下強度來講，極差都是最大的，說明它是影響最大的因素，而且以取8為最好；對裂紋度來講，粒度的極差不是最大，不是影響最大的因素，而且也以取8為最好；2)堿度C對三個指標(biāo)的極差都不是最大的，是次要的因素。對抗壓強度和裂紋度來講，堿度取1.1最好；對落下強度，取1.3最好，但取1.1也不是太差，綜合考慮堿度取1.1；3)水分A對裂紋度來講是最大的因素，以取9為最好；但對抗壓強度和落下強度來講，水分的極差都是最小的，是影響最小的因素。綜合考慮水分取9；最后較好的試驗方案是B3C1A2第49頁/共91頁50常見試驗類型說明-5:混合水平正交設(shè)計（利用混合直交表)某農(nóng)科站進行品種試驗，共有4個因素：A(品種)、B(氮肥量)、C(氮、磷、鉀比例)、D(規(guī)格)。因素A是4水平的，另外3個因素是2水平的。試驗指標(biāo)是產(chǎn)量，數(shù)值越大越好。試驗直交表Unit-4:參數(shù)設(shè)計第50頁/共91頁51常見試驗類型說明-6:混合水平正交設(shè)計（擬水平法)某試驗指標(biāo)只有一個，它的數(shù)值越小越好，這個試驗有4個因素，其中因素C是2水平的，其余3個因素都是3水平:從第1、第2兩個水平中選一個水平讓它重復(fù)一次作為第3水平，這就叫虛擬水平。一般應(yīng)根據(jù)實際經(jīng)驗，選取一個較好的水平。試驗直交表Unit-4:參數(shù)設(shè)計第51頁/共91頁52兩階段最優(yōu)化設(shè)計由於望大與望小的品質(zhì)特性的目標(biāo)值分別為∞和0，所以對此特性問題通常不使用兩階段最佳化程序。望目品質(zhì)特性具有一目標(biāo)值，因此除了可以利用SN比來最小化變異外，也可以利用調(diào)整因子將平均值調(diào)至目標(biāo)值，此稱作兩階段最佳化程序。階段I：選擇最適條件最大化SN比，以降低變異。階段II:確認試驗調(diào)整平均值至目標(biāo)值上選擇最適條件時的因子水準(zhǔn)選擇1.對SN比和平均值都有影響的因子，選擇最大化SN比的水準(zhǔn)。2.只對平均值有影響的因子，稱為調(diào)整因子。3.只對SN比有影響的因子，選最大化SN比的水準(zhǔn)。4.對SN比和平均值都沒有影響的因子，可以由其他面考慮水準(zhǔn)的選擇，例如：操作容易、成本因素穩(wěn)定試驗：針對現(xiàn)行條件及最適條件分別進行推估及實際作實驗。計算個別之增益值（效益），並據(jù)以判定實驗成功否？一般差距在+/-20%以內(nèi)代表正常Unit-4:參數(shù)設(shè)計第52頁/共91頁53選擇最適條件某一產(chǎn)品的規(guī)格為150±15inch（望目品質(zhì)特性），影響規(guī)格的因子有A、B、C、D、E五個因子，每個因子各設(shè)兩個水準(zhǔn)，選用一L8直交表進行實驗配置，給個因子的水準(zhǔn)組合各收集四筆實驗數(shù)據(jù)，決定其最佳參數(shù)。Unit-4:參數(shù)設(shè)計第53頁/共91頁54選擇最適條件Unit-4:參數(shù)設(shè)計第54頁/共91頁55確認試驗Unit-4:參數(shù)設(shè)計第55頁/共91頁56確認試驗Unit-4:參數(shù)設(shè)計第56頁/共91頁57確認試驗Unit-4:參數(shù)設(shè)計第57頁/共91頁58確認試驗Unit-4:參數(shù)設(shè)計第58頁/共91頁59Unit-5:田口試驗設(shè)計

---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第59頁/共91頁60Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作試驗說明：製造高爾夫球及設(shè)計開發(fā)其有效的增加最大飛行距離,4個控制因子,2水準(zhǔn)因子水準(zhǔn):干擾因子:twotypeofgolfclubs

(driveranda5-iron)Step1:因子數(shù)及水準(zhǔn)數(shù)之決定開啟功能選單Stat>DOE>Taguchi>CreateTaguchiDesign勾選2水準(zhǔn)設(shè)計及因子數(shù)因子水準(zhǔn)1Corematerialliquidtungsten2Corediameter1181563Numberofdimples3924224Coverthickness0.030.06第60頁/共91頁61Step2:實驗次數(shù)選定點選

按鈕(直交表類型)決定L8直交表(4因子2水準(zhǔn)作8次實驗)Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第61頁/共91頁62Step3:因子及水準(zhǔn)Data輸入點選

按鈕依照各因子名稱及水準(zhǔn)Data輸入視窗表中Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第62頁/共91頁63Step4:因子間交互作用選定在TaguchiDesign-Factors對話框中,點選

按鈕選擇已知交互作用由AvailableTerms欄位>SelectedTerms欄位Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第63頁/共91頁64Step5:田口直交表及實驗結(jié)果輸入將直交表中C5及C6欄位分別輸入干擾因子Driver及Iron名稱,實驗結(jié)果Key-in至表中Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第64頁/共91頁65Step6:實驗結(jié)果分析(選項設(shè)定)在功能表選擇Stat>DOE>Taguchi>AnalyzeTaguchiDesign將C5(Driver)及C6(Iron)移至Responsedataarein欄位中Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第65頁/共91頁66Step6:實驗結(jié)果分析(選項設(shè)定)點選

按鈕在Fitlinearmodelfor選項中勾選SignaltoNoiseratios及Means在AnalyzeTaguchiDesign對話框中,選擇

按鈕因此範(fàn)例為望大特性,故在SignaltoNoiseRatio選項中勾選LargerisbetterUnit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第66頁/共91頁67Step6:實驗結(jié)果分析(選項設(shè)定)在AnalyzeTaguchiDesign對話框中,選擇

按鈕勾選Fourinone設(shè)定完成後在AnalyzeTaguchiDesign對話框中,按Ok按鈕利用繪圖及視窗分析表作S/N比及最佳組合比較Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第67頁/共91頁68Step7:實驗結(jié)果分析---S/N值之視窗分析表及繪圖1.CoreMaterial,Diameter,Dimples及Thickness的P值均小於0.05，因此均為顯著因子;2.Material*Diameter的P值<0.05及從其交互效應(yīng)圖可知，可交互效應(yīng)不明顯;3.R-Sq值大於70%,且與R-Sq(adj)值相接近,故模型可信賴；4.在S/N比主效應(yīng)圖中，每個因子水準(zhǔn)S/N比較，設(shè)定最佳組合為

Factor

Level

CoreMaterial

Liquid

Diameter

118

Dimples

392

Thickness

0.06Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第68頁/共91頁69Step8:實驗結(jié)果分析---Mean值之視窗分析表及繪圖1.CoreMaterial,Diameter的P值均小於0.05，因此均為顯著因子;2.Material*Diameter的P值<0.05及從其交互效應(yīng)圖可知，可交互效應(yīng)不明顯;2.R-Sq值大於70%,且與R-Sq(adj)值相接近,故模型可信賴,且2.在Mean主效應(yīng)圖中,每個因子水準(zhǔn)Mean比較,設(shè)定最佳組合為

Factor

Level

CoreMaterial

Liquid

Diameter

118

Dimples

392

Thickness

0.06Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第69頁/共91頁70Step9:實驗結(jié)果分析---S/N比及Mean值之殘差分析Mean值殘差圖分析:1.常態(tài)圖：數(shù)值點分佈不似直線，故判為非正態(tài)分佈;2.直方圖：直方圖為非鐘形，故需確認數(shù)據(jù)收集方式及制程穩(wěn)定性;3.殘差擬合圖:數(shù)據(jù)分步隨機，無異常點：3.殘差順序圖:數(shù)據(jù)分步隨機,無異常點;

SN比殘差圖分析:1.常態(tài)圖：數(shù)值點分佈似直線，故判為正態(tài)分佈;2.直方圖：直方圖為鐘形，故制程穩(wěn)定性;3.殘差擬合圖:數(shù)據(jù)分步隨機，無異常點：3.殘差順序圖:數(shù)據(jù)分步隨機,無異常點;Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第70頁/共91頁71Step10:最佳組合解析結(jié)論:1.SN：---S/N比以Diameter最大,為極顯著因子,其水準(zhǔn)1又較水準(zhǔn)2之效果好---Thickness與Material/

Diameter有極大關(guān)係(成反比)2.Mean：---Mean值以Diameter最大,為極顯著因子3.最佳組合:

FactorLevelCoreMaterial

LiquidDiameter

118Dimples

392Thickness

0.06

綜合以上分析結(jié)果得知最佳組合為(代號表示):A1B1C1D2Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第71頁/共91頁72Step11:預(yù)測結(jié)果目的在於利用Minitab—PredictTaguchiResults指令來預(yù)測S/N比與相對選定因子設(shè)定的反應(yīng)特性在功能表選擇Stat>DOE>Taguchi>PredictTaguchiResults取消Standarddeviation及Naturallogofstandarddeviation勾選點選Terms按鈕,確認因子(A,B,C,D)及交互作用(A*B)皆在SelectedTerms欄位中Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第72頁/共91頁73Step11:預(yù)測結(jié)果在PredictTaguchiResults對話框中點選Levels按鈕在Methodofspecifyingnewfactorlevels下選擇Selectlevelsfromalist,並將因子最佳水準(zhǔn)組合輸入表中選擇的最佳因子組合預(yù)測S/N比為53.68及Mean值(球的平均飛行距離)約為276碼,接下來,以此組合再作一次實驗去驗證與預(yù)測結(jié)果之正確性預(yù)測結(jié)果:1.SN的最大值為53.68442.Mean：Mean值(球的平均飛行距離)約為276碼3.此時各因素的設(shè)置水平為

FactorLevelCoreMaterial

LiquidDiameter

118Dimples

392Thickness

0.06Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第73頁/共91頁74Unit-5:田口試驗設(shè)計---靜態(tài)型設(shè)計及Minitab操作Step12:試驗結(jié)論:B因素---Diameter對S/N的影響最大;各因素的交互作用不明顯;對S/N影響最大的各因素組合:

Factor

Level

CoreMaterial

Liquid

Diameter

118

Dimples

392

Thickness

0.06用對S/N影響最大的各因素組合得到的預(yù)測值為:信噪比SN為53.6844最大預(yù)測輸出變數(shù)為:276.262輸出變量標(biāo)準(zhǔn)偏差為8.75第74頁/共91頁75Unit-6:田口試驗設(shè)計

---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第75頁/共91頁76Unit-5:田口試驗設(shè)計---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作試驗說明：若要試著增加量測系統(tǒng)的穩(wěn)健性,量測系統(tǒng)屬於動態(tài)的,因輸入信號的改變會影響輸出的結(jié)果,如果被測量的值(信號因子)與量測的反應(yīng)結(jié)果(系統(tǒng)輸出)之間是1:1關(guān)係,這個量測系統(tǒng)即是完美的控制因子*3個,2水準(zhǔn)信號因子:1.25 25250干擾因子*2Step1:因子數(shù)及水準(zhǔn)數(shù)之決定開啟功能選單Stat>DOE>Taguchi>CreateTaguchiDesign勾選2水準(zhǔn)設(shè)計及因子數(shù)因子水準(zhǔn)1Sensor122OutputDevice123Relay12第76頁/共91頁77Step2:實驗次數(shù)選定點選

按鈕(直交表類型)決定L8直交表，並勾選添加動態(tài)特性信號因子選項

Unit-5:田口試驗設(shè)計---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第77頁/共91頁78Step3:因子及水準(zhǔn)Data輸入點選

按鈕依照各因子名稱及水準(zhǔn)Data輸入視窗表中Unit-5:田口試驗設(shè)計---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第78頁/共91頁79Step4:田口直交表及實驗結(jié)果輸入將直交表中C5及C6欄位分別輸入干擾因子Noise1及Noise2名稱,實驗結(jié)果Key-in至表中Unit-5:田口試驗設(shè)計---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第79頁/共91頁80Step5:實驗結(jié)果分析(選項設(shè)定)在功能表選擇Stat>DOE>Taguchi>AnalyzeTaguchiDesign將C5(Noise1)及C6(Noise2)移至Responsedataarein欄位中Unit-5:田口試驗設(shè)計---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第80頁/共91頁81Step5:實驗結(jié)果分析(選項設(shè)定)點選

按鈕勾選Standarddeviations及Displayscatterplotswithfittedlines選項點選

按鈕在Displayresponsetablesfor及Fitlinearmodelfor選項中勾選StandarddeviationsUnit-5:田口試驗設(shè)計---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第81頁/共91頁82Step6:實驗結(jié)果分析---S/N值之視窗分析表及圖形分析PS:1.數(shù)據(jù)輸出分析V.SMainEffectPlot---Sensor的P值小於0.05，因此為顯著因子;---R-Sq值大於70%,且與R-Sq(adj)值相接近,故模型可信賴；

---S/N比以Sensor最大,為極顯著因子,其水準(zhǔn)1又較水準(zhǔn)2之效果好2.ResidualPlot:---數(shù)據(jù)分步呈正態(tài)，制程穩(wěn)定;---殘差點分步隨機，無異常點出現(xiàn).Unit-5:田口試驗設(shè)計---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第82頁/共91頁83Step7:實驗結(jié)果分析---Slope值之視窗分析表及圖形分析PS:1.數(shù)據(jù)輸出分析V.SMainEffectPlot---所有因子的P值均大於0.05，但Sensor接近于0.05;---Slope比以Sensor對其影響為最大,2.ResidualPlot:---數(shù)據(jù)分步呈正態(tài)，制程穩(wěn)定;---殘差點分步隨機，無異常點出現(xiàn).Unit-5:田口試驗設(shè)計---動態(tài)型設(shè)計及Minitab操作第83頁/共91頁84Step8:實驗結(jié)果分析---StDevs值之視窗分析表及圖形分析PS:1.數(shù)據(jù)輸出分析V.SMainEffectPlot---Sensor的P值小於0.05，因此為顯著因子;---R-Sq值大於70%,且與R-Sq(adj)值相接近,故模型可信賴；

---標(biāo)準(zhǔn)差以Sensor對其影響最大2.ResidualPlot: