DOE就在你身边DOE系列之一DOE，即试验设计(DesignOfExperiment)，是研究和处理多因子与响应变量关系的一种科学方法。它通过合理地挑选试验条件，安排试验，并通过对试验数据的分析，从而找出总体最优的改进方案。从上个世纪20年代费雪(RonaldFisher)在农业试验中首次提出DOE的概念，到六西格玛管理在世界范围内的蓬勃发展，DOE已经历了80多年的发展历程，在学术界和企业界均获得了崇高的声誉。然而，由于专业统计分析的复杂性和各行各业的差异性，DOE在很多人眼中逐渐演变为可望而不可及的空中楼阁。其实，DOE绝不是少数统计学家的专属工具，它很容易成为各类工程技术人员的好朋友、好帮手。本文将以一个日常生活中的小案例为线索，结合操作便捷的专业统计分析软件JMP，帮助大家揭开DOE的神秘面纱，了解DOE的执行过程，自由自在地建立属于自我的DOE空间。场景:相信大家都吃过爆米花，但是大家是否都了解爆米花的制作过程？在品尝爆米花的时候，不知道您是否注意到有很多爆米花没有爆开，也有很多被爆焦。这两种情况都是生产过程中的质量缺陷。这里，我们基于六西格玛软件JMP来实现我们的目标：寻找使用微波炉加工一包爆玉米花的更佳程序。凭借经验，我们很容易就能确定重要因子的合理范围：加工爆玉米花的时间（介于3至5分钟之间）微波炉使用的火力（介于5至10档之间）使用的玉米品牌（A或B）在爆玉米花时，我们希望所有（或几乎所有）的玉米粒都爆开了，没有（或很少）玉米粒未爆开。因此玉米的"爆开个数"是最终关注的重点。第1步：定义响应和因子（如图一所示）
图一定义响应和因子
第2步：定义因子约束（如图二所示）
根据经验，你知道：不能在试验中长时间高火力加工爆玉米花，因为这样会烧焦某些
玉米粒。不能在试验中短时间低火力加工爆玉米花，因为这样只有少数玉米粒爆开。所以
要限制试验，以使加工时间加上微波炉火力小于等于13，但大于等于10。
DOE就在你身边DOE系列之一DOE，即试验设计(DesignOfExperiment)，是研究和处理多因子与响应变量关系的一种科学方法。它通过合理地挑选试验条件，安排试验，并通过对试验数据的分析，从而找出总体最优的改进方案。从上个世纪20年代费雪(RonaldFisher)在农业试验中首次提出DOE的概念，到六西格玛管理在世界范围内的蓬勃发展，DOE已经历了80多年的发展历程，在学术界和企业界均获得了崇高的声誉。然而，由于专业统计分析的复杂性和各行各业的差异性，DOE在很多人眼中逐渐演变为可望而不可及的空中楼阁。其实，DOE绝不是少数统计学家的专属工具，它很容易成为各类工程技术人员的好朋友、好帮手。本文将以一个日常生活中的小案例为线索，结合操作便捷的专业统计分析软件JMP，帮助大家揭开DOE的神秘面纱，了解DOE的执行过程，自由自在地建立属于自我的DOE空间。场景:相信大家都吃过爆米花，但是大家是否都了解爆米花的制作过程？在品尝爆米花的时候，不知道您是否注意到有很多爆米花没有爆开，也有很多被爆焦。这两种情况都是生产过程中的质量缺陷。这里，我们基于六西格玛软件JMP来实现我们的目标：寻找使用微波炉加工一包爆玉米花的更佳程序。凭借经验，我们很容易就能确定重要因子的合理范围：加工爆玉米花的时间（介于3至5分钟之间）微波炉使用的火力（介于5至10档之间）使用的玉米品牌（A或B）在爆玉米花时，我们希望所有（或几乎所有）的玉米粒都爆开了，没有（或很少）玉米粒未爆开。因此玉米的"爆开个数"是最终关注的重点。第1步：定义响应和因子（如图一所示）
图一定义响应和因子
第2步：定义因子约束（如图二所示）
根据经验，你知道：不能在试验中长时间高火力加工爆玉米花，因为这样会烧焦某些
玉米粒。不能在试验中短时间低火力加工爆玉米花，因为这样只有少数玉米粒爆开。所以
要限制试验，以使加工时间加上微波炉火力小于等于13，但大于等于10。
四因子两水平的doe案例
一、背景介绍
设计实验（DOE）是一种统计方法，用于确定影响特定过程或系统输出的因素，并优化这些因素以达到最佳结果。在本案例中，我们将讨论四因子两水平的DOE案例。
二、实验目标
本实验的目标是确定四个因素对产品质量的影响，这四个因素分别为温度、时间、压力和速度。每个因素有两个水平。
三、实验设计
在此实验中，我们使用了完全随机化设计。我们将样本随机分配到不同的组别中，并对每组进行不同条件下的测试。我们将使用8个试验条件来研究四个因素，每个条件有一个唯一的组合。
四、数据收集
在本实验中，我们测量了每个试验条件下产品的质量。我们使用均值和方差来描述数据，并通过图表和统计分析来解释结果。
五、数据分析
通过方差分析（ANOVA）方法，我们发现时间和速度是显著影响产品质量的因素。温度和压力对产品质量没有显著影响。
六、结论
根据上述结果，可以得出以下结论：
1. 时间和速度是影响产品质量最重要的因素。
2. 温度和压力对产品质量没有显著影响。
3. 在优化产品质量时，应重点关注时间和速度这两个因素。
七、实验总结
通过本实验，我们使用了完全随机化设计和方差分析方法来研究四因子两水平的DOE案例。通过数据分析，我们得出了结论，并提出了优化建议。这个实验展示了DOE方法在工程和科学领域中的应用，并为进一步研究提供了基础。
所有成功案例均由DOE专家闵亚能(email: minyaneng@)高级工程师设计及辅导 ·第十七大类 汽车及相关产品(摘自《实验设计(DOE)应用指南》，闵亚能著，机械工业出版社，2010) 例1.1 汽车煞车系统设计
我们怎样有效地选择与设置参数控制垫片材料(pad
material), 垫片形状(pad shape), 垫片曲线
(pad curve
profile),
垫片添加物(pad additive), 转轮材料(rotor
material), 垫片渐缩(pad taper), 垫片厚度(taper thickness),
转轮结构(rotor structure)；考虑到噪音因子：煞车垫片温
度、周边湿度及垫片磨耗程度情况下，信号因子的变动
水平考虑到煞车油压（单位：kgf/mm2）M1=0.008,
M2=0.016, M3=0.032, M4=0.064情况下，汽车制动器
有最佳的刹车效果，并且达到最长的使用寿命。
例1.3 一个产品设计例子
实验设计方法常可用到产品设计过程中去。为了说明，设一组工程师正在设计汽车的
门铰链。感兴趣的质量特性是制动作用，或门闩的定位能力，当汽车停止在斜坡上时，防
止开着的门自动关闭。制动装置是由簧片和卷轴构成。当门打开时，卷轴通过一段弧使簧
片受到压力。要关门，弹簧必需压向一边，这就产生制动作用。管理小组将制动作用看作
下列因素的函数：
1. 卷轴通过的距离
2. 弹簧从支点到底部的高度
3. 支点到弹簧的水平距离
4. 加强弹簧的自由高度
5. 主弹簧的自由高度
图1-10 设计汽车的门铰链实验 所有成功案例均由DOE专家闵亚能(email: minyaneng@)高级工程师设计及辅导 ·第十七大类 汽车及相关产品(摘自《实验设计(DOE)应用指南》，闵亚能著，机械工业出版社，2010) 工程师们能试制出铰链装置的样机，使所有这些因素都可以在一定范围内变化。一旦
