DOE培训教材经典版
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DOE试(实)验设计培训讲义一.概述:DOE(design of experiment)是现代质量管理技术之一,其所要研究和解决的问题是,如何以尽可能少的试验次数(成本)获得足够有效的数据,并分析得出比较可靠的结论。
QS-9000,VDA6.1,TS16949等汽车行业质量管理体系标准,均要求产品开发、过程开发及质量人员熟悉并掌握DOE技术。
DOE技术最早是由英国R.A.fisher等人在20世纪20年代提出,首先应用于农业试验,继而用于生物学、遗传学等方面。
1935年R.A.fisher出版“试验设计”,开创一门新学科。
50年代初,日本田口玄一等人将DOE应用于质量系统中,研究开发出“正交设计”技术,成为日本现代质量管理重要技术之一。
70年代末以来,DOE技术在我国冶金、电子、机械、化工、医药等行业获得一定应用,并取得显著成效。
质量管理中,经常会遇到多因素、有误差、周期长之类试验,希望解决以下问题:1.对质量指标(即产品特性)的影响,哪些因素较重要?2.每个因素取什么水平为好?3.各个因素按什么水平搭配为好?正交试验设计是处理这类试验问题的一种简便易行、行之有效的方法。
基本概念1.DOE(Design of experiment)是现代质量管理技术之一,它对实验方案进行最优设计,以降低实验误差,减少实验工作量,对结果进行科学分析。
2.实验指标实验中用来衡量结果的量,如:电磁伐启动压力,油雾器油雾粒子大小及分布,调压伐调压精度,前照灯片热膨胀系数。
再如:注塑压力,料温,持压时间,油漆配方中各组元百分比,合金钢配料百分比。
3.因素实验中,对实验指标(结果)产生影响的因素。
如:温度、压力、时间、电压、电流、功率、速度、粒度大小、压缩比、表面粗糙度、震动频率、浓度、进給量、硬度值、照度、配方组成等。
4.水平实验中,可供选择的因素值的各种取值。
如:密封件压缩量——5% 、8% 、11%注塑件注塑温度——200℃、220℃、240℃注塑压力——40、60、80kgf/cm2橡胶件硫化温度——140℃. 160℃、180℃二.正交试验设计的基本方法1.正交表——正交试验的有效、简便工具介绍1.1形式1.2 性质——正交表整齐可比性(正交性)a.在任意一列中,各水平出现的次数相同,即水平1、2、3各出现3次。
DOE实验设计培训教材经典完整版实验设计是科学研究中至关重要的一环,它能够帮助研究者准确、有效地得出结论,并为进一步的实验提供可靠的依据。
为了提高实验设计的质量和效果,了解并应用正交试验设计(Design of Experiments, DOE)成为必要的技能。
本教材将介绍DOE的基本原理和方法,帮助读者达到熟练运用DOE设计实验的能力。
DOE简介DOE作为一种系统的实验设计方法,可以同时考虑多个因素对实验结果的影响,通过设计合理的实验方案,得出可靠的结论。
相比于传统的试错法,DOE具有高效、精确、经济的特点,适用于各种科研和工程实验。
1. 实验设计基础1.1 可变因素与响应变量在实验中,可变因素是指可以被科学研究者操纵的因素,而响应变量则是受这些可变因素影响的实验结果指标。
了解可变因素与响应变量的关系是进行实验设计的基础。
1.2 实验设计的目标实验设计的目标是寻找可变因素对响应变量的最佳组合,从而得到对研究问题有重要意义的结论。
常见的实验设计目标包括确定最优条件、寻找影响因素、找出因素间的相互作用等。
2. 正交试验设计2.1 正交试验设计的原理正交试验设计是一种基于统计学原理的实验设计方法,通过选定一组正交表,将试验因素进行组合,来实现对多个试验变量的全面考虑。
通过正交试验设计,可降低实验次数,并减少实验中因非试验因素带来的误差。
2.2 正交试验设计的步骤2.2.1 确定试验因素与水平在进行正交试验设计之前,需要明确研究中的试验因素及其各个水平。
试验因素可以是任何对响应变量产生影响的因素,而水平则是试验因素的具体取值。
2.2.2 构建正交表根据试验因素的水平个数,选择适当的正交表进行构建。
正交表的选择要满足试验因素个数和水平个数的要求,以保证实验设计的合理性。
2.2.3 设计实验方案根据所选正交表的要求,将试验因素与各个水平进行组合,得到实验的方案。
通过合理的组合,可以实现对多个试验因素的全面考虑。