六西格玛IC阶段

1、 中国赛宝中国赛宝组织质量可靠性能力提升项目培训教材第五册 中国赛宝中国赛宝2 2让最优秀的企业成为我们的客户让最优秀的企业成为我们的客户让我们的客户成为最优秀的企业让我们的客户成为最优秀的企业 中国赛宝中国赛宝 广州赛宝认证中心广州赛宝认证中心 培训部培训部 汪汪 五五 二二 电话：电话： 1892866101918928661019 E-mail E-mail：CEPREI教师自我介绍3 中国赛宝中国赛宝4课程的形式n 课程采用开放式、互动性方式， 教员和学员应充分平等的交流n 课程采用教师授课、学员提问、 课堂交流相结合的方

2、式n 重申课堂纪律 中国赛宝中国赛宝改善阶段概述改善阶段概述 全因子实验全因子实验2k_全因子实验全因子实验主要内容实验计划实验计划5产生解决方案与试行产生解决方案与试行实施解决方案实施解决方案改进结果的验证改进结果的验证控制概述控制概述防差错防差错控制计划（标准化）控制计划（标准化）12345678910 中国赛宝中国赛宝1改善阶段概述改善阶段概述6 中国赛宝中国赛宝改进阶段-目录MeasureAnalyzeImproveControlDefineVital Few Xs的特性的特性实验计划实验计划最佳条件的导出最佳条件的导出对策方案的提出对策方案的提出最佳对策方案的选择最佳对策方案的选择制

3、定验证计划制定验证计划确认结果再现性确认结果再现性追加改进追加改进步骤步骤10制定改进方案制定改进方案步骤步骤1111Vital Few Xs最佳化最佳化步骤步骤12结果验证结果验证 中国赛宝中国赛宝 定义定义- Improve Phase是将是将A阶段分析总结出来的阶段分析总结出来的Vital Few Xs实施改进实施改进 或优化的活动或优化的活动- 此阶段需根据此阶段需根据Vital Few Xs的特性，设定最佳条件或最佳对策方案，的特性，设定最佳条件或最佳对策方案， 然后通过实施然后通过实施Pilot，评价改善活动是否达成了既定的目标评价改善活动是否达成了既定的目标,必要时考必要时考 虑

4、是否需要追加最佳化虑是否需要追加最佳化 学习目标学习目标- 可以区分可以区分Vital Few Xs的特性的特性,并制定改进计划并制定改进计划- 可以实施实验计划可以实施实验计划,并通过分析其结果导出最佳条件并通过分析其结果导出最佳条件- 可以计划适合的对策方案可以计划适合的对策方案,并能将其改进活动具体化并能将其改进活动具体化- 可以通过验证改进结果了解短期工程能力可以通过验证改进结果了解短期工程能力 中国赛宝中国赛宝 改进阶段的目的是通过查明改进阶段的目的是通过查明”Vital Few Xs”的特性的特性,实施适合的改进实施适合的改进 活动并进行验证活动并进行验证 分析阶段的结果分析阶段的

5、结果,确认了对确认了对Process变动影响较大的变动影响较大的Vital Few Xs - 但是注意但是注意,即使是重要少数因子即使是重要少数因子,也不可能都是即时适用于实际也不可能都是即时适用于实际 - 重要少数重要少数Xs是从各个潜在原因变数中单个分析得出的结论是从各个潜在原因变数中单个分析得出的结论, 因此混合使用时可能会有意外的结果因此混合使用时可能会有意外的结果如交互作用等如交互作用等 - 另外另外,想要把书本上的概念应用于实际想要把书本上的概念应用于实际,初期建议尝试做一遍初期建议尝试做一遍 重要的是将具体的改进方案适用于实际并使其有效化重要的是将具体的改进方案适用于实际并使其有

6、效化, 因为改进阶段的结果是项目的核心部分；因为改进阶段的结果是项目的核心部分； 中国赛宝中国赛宝步骤步骤10 制定改进方案制定改进方案 中国赛宝中国赛宝Step 10- 制定改进方案制定改进方案 中国赛宝中国赛宝 定义定义控制因子控制因子(Operating Parameter)：需要运用实验设计找出需要运用实验设计找出 最佳条件的最佳条件的Vital Few Xs；对策因子对策因子(Critical Element)：是指集合团队成员和专家的意见创是指集合团队成员和专家的意见创出的对策方案出的对策方案,并对其给予适当的风险评价的一些并对其给予适当的风险评价的一些Vital Few Xs。实

7、验设计实验设计: 狭义上指狭义上指DOE,RSM等等,但广义上包含以数据的合理分但广义上包含以数据的合理分 析为目的有计划地实验的所有实验析为目的有计划地实验的所有实验DOE: Design of Experiment(实验设计实验设计)RSM: Response Surface Method(反应表面法反应表面法)-为了通过实验设定最佳条件和选定最佳对策方案为了通过实验设定最佳条件和选定最佳对策方案,将对将对 Vital Few Xs进行特性区分进行特性区分. 中国赛宝中国赛宝Vital Few XsInputVital Few Xs List分析阶段资料分析阶段资料专家专家Team成员成员

8、根据根据Xs的特性的特性将因子分类将因子分类需要被验证的多种需要被验证的多种独立的对策方案独立的对策方案Output控制因子控制因子对策因子对策因子即时改进因子即时改进因子控制控制因子因子对策对策因子因子在在Process中已经存在中已经存在的因子的因子,要求发现最佳要求发现最佳设定值设定值现现Process中没有或虽中没有或虽存在存在,但因新问题出现但因新问题出现,需要进一步验证的需要进一步验证的温度温度压力压力熟练度熟练度位置位置Process变更变更标准化标准化改进沟通意见改进沟通意见电算化电算化新设备导入新设备导入是连续性或离散性是连续性或离散性,可分为多水平的值可分为多水平的值 中国

9、赛宝中国赛宝 重要性重要性-能使能使Vital Few Xs最佳化是取得项目成果的最重要手段最佳化是取得项目成果的最重要手段,因此通过因此通过掌握各掌握各Vital Few Xs的特性并选定适当的改进方法比什么都重要的特性并选定适当的改进方法比什么都重要,只有设计并导出适当的对策方案和实验计划只有设计并导出适当的对策方案和实验计划,才能使实施错误的失才能使实施错误的失误最小化和使项目成果极大化误最小化和使项目成果极大化 教育目标教育目标-可以掌握可以掌握Vital Few Xs的特性的特性,决定改进方向决定改进方向 中国赛宝中国赛宝若重要若重要X Xs s是连续性数据是连续性数据, ,为了解决

10、问题为了解决问题有必要预测其最佳设置有必要预测其最佳设置n 开发数学性模型开发数学性模型若重要若重要X Xs s 虽不是连续性数据虽不是连续性数据, ,但可以分出多种水平但可以分出多种水平n 决定最佳形态或决定最佳形态或Xs 的组合的组合 若重要若重要X Xs s 是工序流程的问题是工序流程的问题n 使工序流程问题最佳化使工序流程问题最佳化若重要若重要X Xs s 是标准化运营的不足是标准化运营的不足, ,如无标准产生的某结果如无标准产生的某结果n 使使工序标准化工序标准化若重要若重要X Xs s是一些具体性的问题是一些具体性的问题n 开发实用的问题解决对策开发实用的问题解决对策X X的特性的

11、特性 改进战略改进战略 中国赛宝中国赛宝控制因子控制因子对策因子对策因子 选择工具选择工具, ,实施实验实施实验评价并选择最佳的对策评价并选择最佳的对策 制作对策方案制作对策方案 风险评价风险评价. . 实施试运行实施试运行. . 评价和选择最好的对策方案评价和选择最好的对策方案. . 实验设计实验设计 (DOE) Pilot BrainstormingBench Marking Pugh Concept 选定最佳方案矩阵选定最佳方案矩阵 Process MapX X的特性的特性主要工具主要工具展开方向展开方向 Improve主要工具及方向主要工具及方向 中国赛宝中国赛宝 改进计划书改进计划书

12、- 根据因子的特性根据因子的特性,区分向后改进活动来制定计划区分向后改进活动来制定计划Vital Few Xs因子区分因子区分改进计划改进计划备注备注Activated Carbon种类种类控制因子控制因子通过通过DOE确认最佳条件确认最佳条件-1: Coal+1: Coconut桶数油量桶数油量控制因子控制因子通过通过DOE确认最佳条件确认最佳条件-1: 90m3/Hr+1: 140m3/Hr酸处理实施有无酸处理实施有无对策因子对策因子制定制定Activated Carbon交替时间交替时间,防止防止TQC上升上升的对策的对策完善完善Process运营步骤运营步骤(SOP)使用时间使用时间对

13、策因子对策因子设定最佳的使用时间设定最佳的使用时间收集过去数据分析及专收集过去数据分析及专家意见家意见(实验期间如为实验期间如为6个月个月-1年年,则实验不能做则实验不能做)使用用途使用用途对策因子对策因子制定使用用途别的最佳制定使用用途别的最佳交替基准交替基准改进计划书改进计划书(事例事例) 中国赛宝中国赛宝2试验计划试验计划18 中国赛宝中国赛宝 中国赛宝中国赛宝 中国赛宝中国赛宝 - 全因子全因子实验实验q选定最佳对策方案选定最佳对策方案Step 10- 制定改进方案制定改进方案 中国赛宝中国赛宝-对控制因子实施对控制因子实施DOE,并分析其结果导出有关并分析其结果导出有关Vital F

14、ew Xs最佳条件最佳条件；-对对策因子实施对策创造并实施风险评价对对策因子实施对策创造并实施风险评价,选出最佳对策方案；选出最佳对策方案；控制因子控制因子对策因子对策因子专家专家Team员员控制因子控制因子(Operating Parameter)对策因子对策因子(Critical element)实施实验计划实施实验计划最佳最佳条件条件评价对策方案评价对策方案实验及产出效果实验及产出效果最佳对最佳对策方案策方案最佳条件最佳条件最佳对策方案最佳对策方案结果分析结果分析&推进顺序推进顺序 中国赛宝中国赛宝&重要性 这是与项目成功直接相连的Vital Few最佳条件或最佳对策方案 的确定阶段,为

15、了实行正确的最佳化,需要理解符合目的的实验实施 及数学模型的导出过程,在结合多种经验知识的背景下,在对控制 条件的最佳条件选定的过程中需要保持客观性. &教育目标 理解实验计划,可以设计符合目的的实验 实施正确的实验,可以设定最佳运营条件 可以理解对策方案提出方法,并导出对策方案 可以评价对策方案的风险因素,并选出最佳对策方案 中国赛宝中国赛宝&实验定义实验定义v 6SIGMA方法把任何活动都看作是一个过程，如设计过程，生产过程等。方法把任何活动都看作是一个过程，如设计过程，生产过程等。v 过程的某个输出可能是我们和客户都特别关注的（过程的某个输出可能是我们和客户都特别关注的（CTQs）。）。

16、v 但影响过程输出的因素往往很多，但影响过程输出的因素往往很多，DOE就是一种同时研究多个输入因素（就是一种同时研究多个输入因素（Xs）对输出）对输出（Y）的影响的方法，）的影响的方法，v 它是通过对选定的输入因素进行精确、系统的人为调整（变化）来观察输出变量的变它是通过对选定的输入因素进行精确、系统的人为调整（变化）来观察输出变量的变化情况；化情况；v 并通过对结果的分析，最终确定影响结果的关键因素及其最有利于结果的取值的方法。并通过对结果的分析，最终确定影响结果的关键因素及其最有利于结果的取值的方法。 ProcessInput(原材料原材料,部品等部品等)OutputX1 X2 . . .

17、 Xp可能控制的因子可能控制的因子( (输入变数输入变数) ) N1 N2 . . .Nq不可能控制的因子不可能控制的因子(噪音变数噪音变数)Y Y输出变数输出变数 中国赛宝中国赛宝&ProcessProcess - -对输入变数为一个以上输出的设备对输入变数为一个以上输出的设备, ,方法方法, ,人或原资材的组合人或原资材的组合&工程工程/ /系统的例题系统的例题输入变数输入变数工程工程/系统系统输出变数输出变数噪音变数噪音变数销售价销售价营业部门营业部门销售额销售额其他公司销售额其他公司销售额焊接温度焊接温度PCB制造线制造线产出率产出率PCB异物异物,部品形态部品形态电流量电流量电焊线电

18、焊线强度强度人人,电焊机电焊机 中国赛宝中国赛宝 实验设计就是对实验方案进行优化设计、以降低实验误差和生产费用，实验设计就是对实验方案进行优化设计、以降低实验误差和生产费用，减少实验工作量并对实验结果进行科学分析的一种科学方法减少实验工作量并对实验结果进行科学分析的一种科学方法-找出对输出变数找出对输出变数(Y)(Y)引起显著影响的输入变数引起显著影响的输入变数(X)(X)有哪些有哪些? ? 在数值上有多大的影响在数值上有多大的影响? ? - - 不显著的输入变数影响的和占总体有多大不显著的输入变数影响的和占总体有多大? ?- - 测量误差是多少测量误差是多少? ?- - 有显著影响的输入变数

19、在什么条件下才能得到最佳的输出有显著影响的输入变数在什么条件下才能得到最佳的输出? ?& DOE (Design of Experiment): DOE (Design of Experiment):实验设计实验设计 中国赛宝中国赛宝& DOE (Design of Experiment): DOE (Design of Experiment):实验设计实验设计q 实验设计是通过对品质特性带来影响的多个实验设计是通过对品质特性带来影响的多个因子的因子的选定选定, 并为了观察他们并为了观察他们之间的关系之间的关系,实施实验，能经济性寻找出产品的最佳条件实施实验，能经济性寻找出产品的最佳条件q 实

20、验设计是实验的计划方法，对要想解决的问题怎样进行实验、怎样收实验设计是实验的计划方法，对要想解决的问题怎样进行实验、怎样收集数据、用怎样的统计手法、用最少的实验次数，计划得到最大的情报集数据、用怎样的统计手法、用最少的实验次数，计划得到最大的情报. 中国赛宝中国赛宝& DOE DOE的目的的目的- 把握把握Vital Few Xs的影响程度的影响程度 ( (验证和推测的问题验证和推测的问题) )- 把握选定的重要把握选定的重要X间的交互作用间的交互作用- 利用利用X制定制定Y的预测模型的预测模型- 决定使决定使Y最佳化的最佳化的X条件条件 ( (最佳条件的决定问题最佳条件的决定问题) )- -

21、探测不显著要因的影响程度和测量误差各是多少探测不显著要因的影响程度和测量误差各是多少 ( (误差项推测的问题误差项推测的问题) ) 中国赛宝中国赛宝描述工程的特征描述工程的特征F判断哪个判断哪个X X对对Y Y的影响最大（包括可控和不可控的的影响最大（包括可控和不可控的X X） F明确关键性的工程和噪音变量明确关键性的工程和噪音变量 F明确过程中需要仔细控制的变量明确过程中需要仔细控制的变量 F为控制输入而作的控制图提供方向为控制输入而作的控制图提供方向 优化工程优化工程F决定关键性输入应该设置在什么地方决定关键性输入应该设置在什么地方 F决定决定“真实的真实的”规格限规格限 产品设计产品设计

22、 F在早期设计阶段帮助理解在早期设计阶段帮助理解X X F为为“强健的强健的”设计提供方向设计提供方向 & DOE DOE的用途的用途 中国赛宝中国赛宝 其结果解释要相对容易；其结果解释要相对容易； 要用最少的费用得出尽可能明确的实验结果要用最少的费用得出尽可能明确的实验结果 在输入变数在输入变数( (可能控制因子可能控制因子) )的设定中要慎重的检验和确认的设定中要慎重的检验和确认 相对复杂的统计分析来说，更重要的是要有适当的实验设计相对复杂的统计分析来说，更重要的是要有适当的实验设计 各种实验设计可根据特定状况各种实验设计可根据特定状况( (特定问题特定问题, ,生产样本生产样本, ,样本

23、利用性及控制实样本利用性及控制实验验) ) 等进行必要的调整等进行必要的调整& DOE DOE的特征的特征 中国赛宝中国赛宝 输出变量输出变量-Y l 也称作反应变数也称作反应变数(Response)l 是实验设计的输出结果，也是是实验设计的输出结果，也是 实验设计优化、改善的目标实验设计优化、改善的目标l 如半导体如半导体Process的的产出率产出率 输入变量输入变量(因子因子)-Xs l也称作因子也称作因子(Factor)l潜在解决方案或研究中的变量潜在解决方案或研究中的变量l因子，可按水平不同分类因子，可按水平不同分类l如半导体如半导体Process中输出变量为中输出变量为 产出率时产

24、出率时,其因子为其因子为: 压力、温度压力、温度& 关联术语关联术语输出输出变数变数YX1X2X3X4X5输出输出变数变数Y输入变数输入变数X 中国赛宝中国赛宝& 关联术语关联术语RUNRUN温度温度压力压力1 11001001 12 21001003 33 32002001 14 42002003 35 51001001 16 61001003 37 72002001 18 82002003 3因子因子处理组合处理组合水平水平反复反复再现再现一个工程师想检验温度和压力对一个化学收益的影响一个工程师想检验温度和压力对一个化学收益的影响 中国赛宝中国赛宝2 因子因子ProcessInput(原材

25、料原材料,部品等部品等)Output(品质特性值等品质特性值等)X1X2 . . . Xp可控的可控的 Input N1N2 . . .Nq不可控的不可控的 InputY1, Y2, etc.因子: 因子（Factor）是指在所研究的实验中对反应（Response）有影响的可控 或不可控的变量。 n 因子可以是定量的，如以度为单位的温度和以秒为单位的时间； n 因子也可以是定性的，如不同的设备、不同的作业者、清洁或不清洁的状况都可成为因子 中国赛宝中国赛宝2520151051 3 01 2 01 1 01 0 0In d e xYield压力压力: HHHH LLLL HHHH LLLL HH

26、HH LLLL温度温度: HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL实验顺序实验顺序水平水平因子因子2 水平水平水平: 因子的 “水平”是指实验中被调查的因子的不同取值。 对于定量的因子，所选择每个的数值成为一个水平，即如果某实验在两个不同的温度下运行，那么就说该因子“温度” 就有两个“水平” 对于定性的因子，类似如干净程度的情况下也有两个“水平”：干净与不干净 中国赛宝中国赛宝Run 温温度度 压压力力1HiHi2HiHi3LoHi4LoHi5HiLo6HiLo7LoLo8LoLo2 处理组合处理组合配置组合配置组合Z配置组合: 是指实验中不同因子的不同水平的一个组合。 一个

27、全体实验中处理组合的个数通常是等于各因子水平数的乘积。 中国赛宝中国赛宝2520151051 3 01 2 01 1 01 0 0In d e xYield压力压力 : HHHH LLLL HHHH LLLL HHHH LLLL温度温度: HHLL HHLL HHLL HHLL HHLL HHLLTest Sequence重复重复2次次2 反复和再现反复和再现第第1 次再现次再现第第2次再现次再现Repetition和和 replication 中国赛宝中国赛宝重复重复(Repetition ): 在一个实验配置组合条件下测试数个样品（在一个实验配置组合条件下测试数个样品（揭示揭示短期有效性短

28、期有效性）再现再现(replication): 在一个时间序列上重做整个实验（在一个时间序列上重做整个实验（揭示长期有效性揭示长期有效性） - - 重复和再现主要是为实验系统中的自然散布提供估计重复和再现主要是为实验系统中的自然散布提供估计 - - 在同一实验中你可以两个都使用在同一实验中你可以两个都使用 - - 在实验中两个都直接与样品数相关在实验中两个都直接与样品数相关2 反复和再现反复和再现 中国赛宝中国赛宝反复实验法反复实验法（ Trial and ErrorTrial and Error ）单因子法单因子法（ One-Factor-at-a-Time One-Factor-at-a-

29、Time ） (OFAT) (OFAT)部分阶乘法部分阶乘法（ Fractional FactorialsFractional Factorials ）全阶乘法全阶乘法（ Full FactorialsFull Factorials ）反应表面法反应表面法（ Response Surface MethodsResponse Surface Methods ）其他方法其他方法 EVOP ( Evolutionary Operation)EVOP ( Evolutionary Operation)& 实验的类型实验的类型 中国赛宝中国赛宝u问题: 当前的耗油量是20mpg. u想要达到 30 mp

30、g.u我们可以先后尝试:n改用汽油的品牌 n改变辛烷值 n慢点开 n调整发动机 n清洗并打蜡 n购买新轮胎 n改变轮胎冲气压 u如果某一个或几个起作用将如何认识？u如果某一个或几个不起作用有将如何处理？ 2 反复实验法反复实验法对每个相关因子分别进行实验对每个相关因子分别进行实验, ,从中选择一个有效的方案从中选择一个有效的方案 中国赛宝中国赛宝速度速度燃料燃料轮胎压力轮胎压力每升行使距离每升行使距离55853023658530296591302365853524s 你需要多少次运行才能判断出这些变量的最佳组合呢？你需要多少次运行才能判断出这些变量的最佳组合呢？ s 你将如何解释以上结果？你将

31、如何解释以上结果？ s 假如还有更多的变量，要花多长时间才能得到一个满意的解决方案？假如还有更多的变量，要花多长时间才能得到一个满意的解决方案？ s 假如有两个或多个变量的特定组合决定着最佳的耗油量怎么办？假如有两个或多个变量的特定组合决定着最佳的耗油量怎么办？ 问题问题: : 耗油量是耗油量是100Km100Km / 5L / 5L2 单因子法单因子法(OFAT(OFAT)对所有相关因子进行有次序的关联实验对所有相关因子进行有次序的关联实验, ,在前一个在前一个 因子的最佳条件下进行下一个因子的实验因子的最佳条件下进行下一个因子的实验 中国赛宝中国赛宝OFAT 实验实验这时你可以得出什么结论

32、？这时你可以得出什么结论？问题问题: : 耗油量是耗油量是 100Km100Km / 5L / 5L温度温度燃料燃料轮胎压力轮胎压力每升行使距离每升行使距离55853023658530295591303765913023558535376585352455913530659135362 全阶乘法全阶乘法(Full Factorial Experiment)(Full Factorial Experiment)-对所有因子的所有可能的全部组合进行实验对所有因子的所有可能的全部组合进行实验 中国赛宝中国赛宝& DOE DOE的阶段的阶段Screening从多数的输入变量从多数的输入变量中筛选出少数

33、中筛选出少数重要的输入变量重要的输入变量特征化特征化把握重要输入变量把握重要输入变量影响输出变量影响输出变量的特征的特征最佳化最佳化设定重要的输入变量设定重要的输入变量的最佳条件的最佳条件PB筛选法筛选法部分阶乘法部分阶乘法(1/2-半阶乘半阶乘)全阶乘法全阶乘法反应表面法反应表面法(RSM)部分阶乘法部分阶乘法(1/2n,n1)EVOP精密度精密度 中国赛宝中国赛宝& 例题例题 -问题状况问题状况: PCB制造工程使用的波峰焊设备制造工程使用的波峰焊设备,最近出现下列情况最近出现下列情况, 一个一个PCB板上将实施板上将实施2000次的焊接作业次的焊接作业,检查发现平均每个检查发现平均每个

34、PCB板上发生有板上发生有20个缺陷个缺陷,即缺陷率为即缺陷率为1.0%-对缺陷的处理对缺陷的处理: 对于发现的缺陷对于发现的缺陷,将实施手工焊接作业进行修理将实施手工焊接作业进行修理-工程师要进行的工作工程师要进行的工作: 什么变量对缺陷的产生有影响什么变量对缺陷的产生有影响? 为了减少焊接缺陷针对某种变量应采取哪些措施为了减少焊接缺陷针对某种变量应采取哪些措施? 中国赛宝中国赛宝& DOE DOE阶段的例子阶段的例子因子的选定因子的选定可能控制的因子可能控制的因子(输入变数输入变数) 焊接温度焊接温度 预热温度预热温度 焊接深度焊接深度 Flux形态形态 Flux比重比重 传送速度传送速度

35、 传送角度传送角度不可能控制的因子不可能控制的因子(噪音变数噪音变数) 作业者作业者 生产计划生产计划 PCB厚度厚度 PCB上使用的部品形态上使用的部品形态 PCB上部品的配置上部品的配置 中国赛宝中国赛宝& DOE DOE阶段的例子阶段的例子- 筛选筛选(Screening)阶段阶段 筛选阶段的目的筛选阶段的目的: 就是识别或查找出对发生缺陷有影响的重要因子就是识别或查找出对发生缺陷有影响的重要因子 为了找出对发生缺陷有影响的重要因子为了找出对发生缺陷有影响的重要因子, 就要了解哪些因子是输入就要了解哪些因子是输入 因子因子, 哪些是噪音因子哪些是噪音因子 对发生对发生PCB缺陷有影响缺陷

36、有影响, 利用利用PB法或部分阶乘法实施实验法或部分阶乘法实施实验,并分析其并分析其 结果结果,找出两个重要因子找出两个重要因子 焊接温度焊接温度 焊接深度焊接深度 中国赛宝中国赛宝& DOE DOE阶段的例子阶段的例子- 特征化阶段特征化阶段 特征化的目的特征化的目的: 就是明白焊接温度和焊接深度对发生缺陷起什么作用就是明白焊接温度和焊接深度对发生缺陷起什么作用 为了减少单位缺陷数为了减少单位缺陷数, 决定焊接温度和焊接深度的设定或调整方向决定焊接温度和焊接深度的设定或调整方向; 为了避免缺陷率变高或发生意想不到的工程结果为了避免缺陷率变高或发生意想不到的工程结果, 提供全体制造工程提供全体

37、制造工程 中需要谨慎控制的变量的相关情报中需要谨慎控制的变量的相关情报; 以焊接温度和焊接深度为例的两个输入变量实施以焊接温度和焊接深度为例的两个输入变量实施2K全阶乘加中心点全阶乘加中心点 实验得到下列结果实验得到下列结果 中国赛宝中国赛宝& DOE DOE阶段的例子阶段的例子3002602802402202000.50.751.01.251.5焊接温度焊接温度()焊接深度焊接深度(mm)0.8%1.2%1.5%1.6%1.0%当前缺陷率当前缺陷率往低缺陷率变化的方向往低缺陷率变化的方向焊接温度增加焊接温度增加缺陷率减少缺陷率减少焊接深度减少焊接深度减少缺陷率减少缺陷率减少 中国赛宝中国赛宝

38、& DOE DOE阶段的例子阶段的例子- 最佳化阶段最佳化阶段 最佳化阶段的目的最佳化阶段的目的: 就是查找出缺陷率最小的时候焊接温度和焊接就是查找出缺陷率最小的时候焊接温度和焊接 深度的水平设置深度的水平设置 以焊接温度和焊接深度为例的两个输入变量实施以焊接温度和焊接深度为例的两个输入变量实施2K全阶乘或全阶乘或RSM 实验得到下列结果实验得到下列结果焊接温度为焊接温度为: 255()焊接深度为焊接深度为: 0.83 (mm)结果结果: 缺陷为缺陷为0.8% 中国赛宝中国赛宝& 建议事项建议事项- 对问题分析要密切结合非统计性的知识对问题分析要密切结合非统计性的知识- 这方面工程专家拥有很多

39、的知识和经验这方面工程专家拥有很多的知识和经验- 非统计的知识在选定因子非统计的知识在选定因子,决定因子水平决定因子水平,决定反复次数决定反复次数,分析结果分析结果 的解释等方面要重点的灵活使用的解释等方面要重点的灵活使用- 尽量采取简单的设计和分析方法尽量采取简单的设计和分析方法- 请不要盲目滥用过分复杂的统计分析方法请不要盲目滥用过分复杂的统计分析方法;- 比较单纯的设计和分析方法最好比较单纯的设计和分析方法最好 中国赛宝中国赛宝& 注意事项注意事项- 实际与统计的差异实际与统计的差异 注意在统计上有意义的结果注意在统计上有意义的结果,可能在实际上却没有意义可能在实际上却没有意义 如某项改

40、善远远超出规格范围时如某项改善远远超出规格范围时,或某项改善在实际中需要或某项改善在实际中需要 花费很多费用时都是不可取的花费很多费用时都是不可取的- 实验通常要反复实行实验通常要反复实行 - 实验的反复实验的反复,通过实验方法的改善要逐渐达到最终目的通过实验方法的改善要逐渐达到最终目的 - 只做一次实验就想得出结论只做一次实验就想得出结论, 往往是不可行的往往是不可行的 中国赛宝中国赛宝通过通过DOE 能了解什么能了解什么? 如产出率如产出率, 作业时间作业时间, 清洁度等清洁度等 如温度如温度(100,150),重量重量(20,30,40kg) ANOVA, Factorial Desig

41、n, RSM Collecting data Running the Minitab, analyze it 改善方案制作改善方案制作 必要时重复实验必要时重复实验 中国赛宝中国赛宝明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子和水平数选择选择DOE实施实验及收集数据实施实验及收集数据分析实验结果分析实验结果结论和提案结论和提案2 明确实验的目的明确实验的目的 明确把握要解决的问题明确把握要解决的问题 明确把握要从实验得到的目的明确把握要从实验得到的目的 - - 如投射器的例子如投射器的例子: : 想查找弹射距离最远的组合条件想查找弹射距离最远的组合条件 - - 前面

42、波峰焊的例子前面波峰焊的例子: : 想查找缺陷率最低的因子组合条件想查找缺陷率最低的因子组合条件 中国赛宝中国赛宝2选择输出变量选择输出变量( (特性值特性值) ) 输出变量的定义输出变量的定义 - - 输出变数是计数型输出变数是计数型, , 还是计量型还是计量型? ? - - 改善的目的是什么改善的目的是什么? ? 目标值目标值( (平均平均)/)/散布水准散布水准( (标准偏差标准偏差) ) - - 能否统计性的管理输出变量能否统计性的管理输出变量? ? - - 输出变量随着时间变吗输出变量随着时间变吗? ? - - 希望能发现出多大的输出变量的变化程度希望能发现出多大的输出变量的变化程度

43、? ? - - 输出变量是否具备正态分布输出变量是否具备正态分布? ? - - MSAMSA是否可靠是否可靠? ? - - 希望得到多个输出变量吗希望得到多个输出变量吗? ? 明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子和水平数选择选择DOE实施实验及收集数据实施实验及收集数据分析实验结果分析实验结果结论和提案结论和提案 中国赛宝中国赛宝2 决定因子决定因子 因子的选择因子的选择 - - 确认在实验中所有输入变量能否选定为因子确认在实验中所有输入变量能否选定为因子 - - 准备对没被选定为因子的输入变量的处理方案准备对没被选定为因子的输入变量的处理方案 - - 定义

44、因子的类型定义因子的类型2 计数型变量计数型变量2 计量型变量计量型变量 明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子和水平数选择选择DOE实施实验及收集数据实施实验及收集数据分析实验结果分析实验结果结论和提案结论和提案 中国赛宝中国赛宝2 决定因子决定因子 不可控因子不可控因子( (噪音变量噪音变量) )的定义的定义 - - 作为对输出变量有影响的变量本应进行控制作为对输出变量有影响的变量本应进行控制, , 但有些在现实中是不可能控制的变量但有些在现实中是不可能控制的变量 处理噪音变量的方法处理噪音变量的方法 - - 利用随机化利用随机化 - - 试图把噪音变量维

45、持为常数的方法试图把噪音变量维持为常数的方法 - - 利用利用BlockBlock化化 - - 反复实验反复实验明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子和水平数选择选择DOE实施实验及收集数据实施实验及收集数据分析实验结果分析实验结果结论和提案结论和提案 中国赛宝中国赛宝2 决定因子的水平决定因子的水平 按因子数及影响的特性选择水平数按因子数及影响的特性选择水平数 - - 因子多时因子多时, ,用用2 2水平水平 - - 只有线形影响时只有线形影响时, ,用用2 2水平水平 - - 估计有曲线影响时估计有曲线影响时, ,用用3 3水平水平 水平的范围设定水平的范

46、围设定: : - - 原则是当存在差异时能充分保证显示出此差异原则是当存在差异时能充分保证显示出此差异 的程度的程度 - - 不可脱离实现可能性的范围不可脱离实现可能性的范围( (但可以超出当前但可以超出当前 ProcessProcess的范围的范围) ) - - 对计量性数据的输入变量的水平设定对计量性数据的输入变量的水平设定, ,大体上大体上 要考虑当前条件的界限要考虑当前条件的界限明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子和水平数选择选择DOE实施实验及收集数据实施实验及收集数据分析实验结果分析实验结果结论和提案结论和提案 中国赛宝中国赛宝2选择选择DOED

47、OE筛选实验筛选实验6 6以上以上部分阶乘实验部分阶乘实验410410全阶乘实验全阶乘实验1515反应表面实验反应表面实验2323DOE 种类种类因子数因子数选别重要因子选别重要因子部分交互作用部分交互作用因子间的关系因子间的关系设定因子的设定因子的最佳条件最佳条件目的目的为了改善的为了改善的大概方向大概方向( (线形效果线形效果) )主效果和主效果和部分交互作用部分交互作用所有主效果和所有主效果和交互作用交互作用反应变数的反应变数的预测模型预测模型( (曲线效果）曲线效果）推测推测低低现在现在工序知识工序知识状态状态高高明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子

48、和水平数选择选择DOE实施实验并收集数据实施实验并收集数据分析实验结果分析实验结果结论和提案结论和提案考虑实验的目的和预算等选择考虑实验的目的和预算等选择DOE 中国赛宝中国赛宝2实施实验及收集数据实施实验及收集数据 对没有包括在对没有包括在DOEDOE里的重要因子开发里的重要因子开发 SOP(Standard Operation Procedure)SOP(Standard Operation Procedure)并执行并执行. . 准备数据收集计划准备数据收集计划. . 充分传达计划充分传达计划. . 训练数据收集者训练数据收集者. . 有必要可以示范运营有必要可以示范运营. . 实施实验

49、并收集数据实施实验并收集数据. .明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子和水平数选择选择DOE实施实验及收集数据实施实验及收集数据分析实验结果分析实验结果结论和提案结论和提案 中国赛宝中国赛宝2 分析实验结果分析实验结果 输入数据输入数据 数据的数据的 Plotting 效果效果 Plots : :主效果和交互作用主效果和交互作用 效果的效果的Normal Probability Plot 分散分析表分析分散分析表分析明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子和水平数选择选择DOE实施实验和收集数据实施实验和收集数据分析实验结果分

50、析实验结果结论和提案结论和提案 中国赛宝中国赛宝2 结论和提案结论和提案 利用所有已知的情报解释实验结果利用所有已知的情报解释实验结果 设定对输出变量的预测模型并决定最佳因子水平设定对输出变量的预测模型并决定最佳因子水平 追加实验确认结论追加实验确认结论 ( (再现性实验再现性实验) ) 没有得到较好的结果应制定对策没有得到较好的结果应制定对策 ( (必要的话实施追加实验必要的话实施追加实验) ) 将统计性的结论变换为实际性的解决方案将统计性的结论变换为实际性的解决方案 对结论和改善方案制作成报告书对结论和改善方案制作成报告书 确认进行过程确认进行过程, , 并制作改善方案并制作改善方案结论和

51、提案结论和提案明确实验目的明确实验目的选择输出变量选择输出变量决定因子和水平数决定因子和水平数选择选择DOE实施实验和收集数据实施实验和收集数据分析实验结果分析实验结果 中国赛宝中国赛宝3全因子实验全因子实验61 中国赛宝中国赛宝 - 全因子全因子实验实验q选定最佳对策方案选定最佳对策方案Step 10- 制定改进方案制定改进方案 中国赛宝中国赛宝Factorial Experiments概要概要q比单因子比单因子( (OFAT) OFAT) 实验效率要高实验效率要高 q可以对多因子组合的效果（交互作用）进行研究。可以对多因子组合的效果（交互作用）进行研究。 q比比OFATOFAT涵盖更宽的实

52、验区域涵盖更宽的实验区域 q明确关键性的因子（输入）明确关键性的因子（输入） q在估计输出在估计输出( (Output(=Y=Response)Output(=Y=Response)和噪音变量对输出的效果方面更和噪音变量对输出的效果方面更有功效有功效 中国赛宝中国赛宝Factorial Experiments的概要理解阶乘实验的优点 确定如何分析一般阶乘实验 理解统计性交互作用的概念 分析2和3因子实验 用诊断技术评价统计模型的“适合度” 确认实验中最显著的或关键性的因子 中国赛宝中国赛宝221)3052()2040(= =- -+ +- -= =温度温度效果效果Factorial Exper

53、iments介绍介绍 : 主效果主效果 效果效果( (Effect)Effect): : 当一个因子在当一个因子在两个水平或不同实验条件下变两个水平或不同实验条件下变化时响应的平均变化化时响应的平均变化 主效果主效果( (Main Effect):Main Effect): 每个因每个因子不考虑因子间的交互作用而子不考虑因子间的交互作用而在实验中表现出的效果，反映在实验中表现出的效果，反映因子的水平平均相对总体平均因子的水平平均相对总体平均的倾斜程度的倾斜程度因子的效果因子的效果: :当输入因子变化时输出的变化量。请参照下面描述由温度当输入因子变化时输出的变化量。请参照下面描述由温度 和压力所

54、控制的响应收益数据集。和压力所控制的响应收益数据集。 温度效果是指当温度从水平温度效果是指当温度从水平1 1增加到水平增加到水平2 2时时收益的平均变化收益的平均变化: :收益增加了收益增加了2121个单位个单位 压力压力 1 1 压力压力 2 2温度温度 1 20 30 1 20 30温度温度 2 40 52 2 40 52收益收益 1 1 DataData 中国赛宝中国赛宝112)4052()2030(压力压力= =- -+ +- -= =效果效果Factorial Experiments介绍介绍 : 主效果主效果收益收益 1 1 DataData 压力压力 1 1 压力压力 2 2温度温

55、度 1 20 30 1 20 30温度温度 2 40 52 2 40 52一般情况下，一个因子（如温度）的效果与另外一个因子一般情况下，一个因子（如温度）的效果与另外一个因子( (如压力）的效果如压力）的效果是不相同的。是不相同的。 压力对收益也有效果：压力对收益也有效果： 中国赛宝中国赛宝229)2050()4012(P * T- -= =- - - -= =交互作用交互作用 交互作用交互作用( (Interaction Effect) :Interaction Effect) : 对于两个以上的因子，反映其对于两个以上的因子，反映其中一个因子的水平效果因其他中一个因子的水平效果因其他因子的

56、水平所影响的程度。因子的水平所影响的程度。Factorial Experiments介绍介绍 : 交互作用交互作用 收益收益 2 2 DataData 压力压力 1 1 压力压力 2 2温度温度 1 20 40 1 20 40温度温度 2 50 12 2 50 12有些情况下，当一个输入因子变化时我们获得的结果依赖于另外某个输入因子。有些情况下，当一个输入因子变化时我们获得的结果依赖于另外某个输入因子。 在压力的第一个水平上，温度的效果是在压力的第一个水平上，温度的效果是 50 - 20 = 30. 50 - 20 = 30. 在压力的第二个水平上，温度的效果是在压力的第二个水平上，温度的效果

57、是 12 - 40 = - 28.12 - 40 = - 28. 中国赛宝中国赛宝292)2040()5012(P * T- -= =- - - -= =交互作用交互作用 压力压力 1 1 压力压力 2 2温度温度 1 20 40 1 20 40温度温度 2 50 12 2 50 12 收益收益 2 2 DataDataFactorial Experiments介绍介绍 : 交互作用交互作用在温度的第一个水平上，压力的效果是在温度的第一个水平上，压力的效果是 40 - - 20 = 20.在温度的第二个水平上，压力的效果是在温度的第二个水平上，压力的效果是 12 - - 50 = - - 38

58、. 中国赛宝中国赛宝Factorial Experiments介绍介绍 : 良品率练习良品率练习u目的: 把因子数据输入 Minitab 然后用 Stat ANOVA Interactions Plot.画交互作用图u程序:把这两个数据集输入一个Minitab文件提示: 你只需要输入实验矩阵一次你可以用两个列对每个实验的响应进行说明 选择ANOVA Interactions Plot 然后完成对话框 中国赛宝中国赛宝 严格来讲从本数据不能分析严格来讲从本数据不能分析2 2因子的交互作用因子的交互作用. . 因为没进行反复实验，因此实施因为没进行反复实验，因此实施ANOVAANOVA分析时不能得

59、出分析时不能得出 p-p-valuevalue. . 所以不能判断是交互作用还是误差的作用所以不能判断是交互作用还是误差的作用. . 为了分析交互作用需要进行反复实验为了分析交互作用需要进行反复实验. .Factorial Experiments的介绍的介绍:良品率练习良品率练习你的数据应该是这样的：你的数据应该是这样的： 温度温度 压力压力 收益收益1 1 收益收益2 2 1 1 1 1 2020 2020 1 1 2 2 3030 4040 2 2 1 1 4040 5050 2 2 2 2 5252 1212 中国赛宝中国赛宝215040302010压压 力力平平均均值值12温 度收收

60、益益 2 2 交交 互互 作作 用用 图图数 据 平 均 值215550454035302520压压 力力平平均均值值12温 度收收 益益 1 1 交交 互互 作作 用用 图图数 据 平 均 值利用利用交互作用交互作用图图制定的图形制定的图形 收益收益 1 1 收益收益2 2若收益越高越好，则对于收益若收益越高越好，则对于收益1 1是在温度是在温度2 2和压力和压力2 2时为最佳，对于收益时为最佳，对于收益2 2的是在温的是在温度度2 2和压力和压力1 1时最佳时最佳；对于收益对于收益1 1表现出了交互作用不显著表现出了交互作用不显著, ,而对于收益而对于收益2 2交互作用则显著交互作用则显著