DOE基础知识miniab软件操作实例讲解DOE2

DOE基础知识实验计划法基础知识什么是实验计划法（DesignofExperiments）？

●为了在现有的预算（费用、时间…..）中得出最多的资料而计划实验方法和分析方法DOE（DesignofExperiments）的目的●VitalFewX的确认和影响程度的掌握●掌握选中的重要的X之间的交互作用●树立使用X的Y的预测模型●决定使Y最适合的X的条件DOE基础知识实验计划法概要DOE用语整理

●因子（Factors）

--是指影响输出变量（Y）的输入变量（X），即具有温度/压力/作业方法等技术水准意义的母数因子（FixFactor）。如计量因子：温度/压力等；计数因子：原料种类等●水准（LEVEL）

--因子的“水准”是为了实验而指定的因子赋予的值。如不同温度，不同压力等●处理（Treatment）

--所谓的处理是指各因子单一水准的组合。如：100度温度下，压力1气压●处理组合（TreatmentCombination）

--是指因子各水准的组合。如2x2x2的情况下，实验的处理组合是8●重复（Repeat）●主要效果（MainEffect）

--是指各输入变量由不同水准间变化时因水准间差异而引起的输出变量变化的平均值●交互作用（Interaction）

--依据2因子以上的特定因子水准的组合而引起的效果DOE基础知识实验计划法概要DOE基础知识实验计划法概要实验的类型

●

试行与事故试验（TrialandError）

●

一次一个的要因（One-Factor-at-aTime：OFAT）

●

部份要因实验（FractionlFactorialDesigns）

●

完全要因实验（FullFactorialDesigns）●

反应表面实验（ResponseSurfaceMethodology）

●

EVOP调优试验设计

（EvolutionaryOperation）DOE基础知识实验计划法概要实验计划顺序

问题的定义输出变量及输入变量的选定输入变量水准的选择DOE的选择实验实施及收集数据数据分析结论和提案Analyze阶段Improve阶段必要

时重复实验实验计划法概要DOE的选择DOE基础知识低现行过程的状态高DOE种类审查实验（ScreeningDOE）局部实施法（FractionalFactorialDesign）完全要因实验（FullfactorialDssign）反应表面实验（ResponseSurfaceMethodology）因子（X）数6以上4-101-52-3目的重要因子的识别局部交互作用因子之间关系因子间最适条件的设定追定为了改善的大概方向（线形效果）主效果和局部交互作用所有的主效果和交互作用输出变量的预测模型（曲率效果）说明：考虑实验的目的和预算等来选择DOEDOE基础知识完全要因实验定义

Kn要因配置法不按因子数为N个，因子的水准数为K的实验计划法重复实验，也应该可以实施Kn个的实验次数2k要因实验是由具有2水准的K个因子构成适合特性化/最适合化的阶段

通过相对少的实验获取因子的全部资料并掌握因子的特性和符合最适合化分析相对简单DOE基础知识完全要因实验的特性实验因子的所有组合可以对主效果和交互作用效果全部评价在定义的实验领域内所有可能点上可以推断输出（反应）值实验的误差（偏差）可在反复中获取DOE基础知识完全要因实验的基本组合完全要因实验设计的基本步骤

1)分析问题,明确试验的目的;2)确定因子水准表;3)选择完全要因实验表并进行表头设计;4)制订实验计划表;5)进行实验,测定实验结果;6)对实验结果进行统计分析,得出因子的的主次关系和较优水准组合DOE基础知识完全要因实验例题通过测定和分析后，知道影响半导体制造合格率的主要因子是温度，浓度和压力实验目的

掌握合格率与反映温度，浓度和压力的关系，选定使合格率最大化的最合适工程条件因子的各水准A反应温度（℃）：160℃（-1）&180℃（+1）B浓度（%）：20%（-1）&40%（+1）

C压力（Psi）：5PSI（-1）&10PSI（+1）DOE基基础础知知识识完全全要要因因实实验验例例题题实验顺序反应温度（A）浓度（B）压力（C）A*BA*CB*CA*B*C合格率（%）1-1-1-1111-16021-1-1-1-111723-11-1-11-1154411-11-1-1-1685-1-111-1-115261-11-11-1-1837-111-1-11-1458111111180区分ABCA*BA*CB*CA*B*C总和-211267254254237257256总和+303247260260277257258差92-20664002平均效果23-5151.51000.5DOE基基础础知知识识完全全要要因因实实验验使使用用Minitab操操作作步步骤骤阶段段1实实际际问问题题记记述述阶段段2记记述述关关心心的的要要因因和和水水准准,使使用用MINITAB来来制制订订实实验验数数据据表表,尽尽可可能能把把所所有有的的反反应应值值在在一一列列中中记记录录,所所有有的的输输入入变变量量(要要因因)的的水水准准记记入入记记录录已已知知道道的的值值的的列列中中。。Stat/DOE/CreateFactorialDesign阶段段3决决定定适适当当的的标标本本的的大大小小随意意化化数数据据表表的的实实验验顺顺序序后后执执行行实实验验阶段段4通通过过图图表表分分析析，，分分析析主主效效果果和和交交互互作作用用效效果果stat/DOE/FactorialPlots/MainEffectsPlot(foragraphicalinterpretation)stat/DOE/FactorialPlots/InteractionPlot(for2-wayinteractions)stat/DOE/FactorialPlots/CubePlot阶段段5制制订订完完全全模模型型（（FullmodeI））的的ANOVA表表stat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignGraphs/EffectsPlots(normalorpareto)DOE基基础础知知识识完全全要要因因实实验验使使用用Minitab操操作作步步骤骤阶段段6去去除除以以下下内内容容后后，，求求缩缩小小模模型型（（Reducedmodel））p-值值不不有有意意的的结结果果，，或者者阶阶段段4的的““效效果果图图表表””中中显显现现为为低低效效果果阶段段7分分析析误误差差图图（（Residulplots））,确确认认模模型型的的适适合合性性stat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignStorage/Residuals&Fitsstat/Regression/ResidualPlotsorstat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignGraphs/ResidualPlots阶段段8叙叙述述数数学学模模型型的的结结论论阶段段9用用进进行行过过程程用用语语解解释释数数学学模模型型导出出结结论论，，指指示示提提案案。。（（使使用用最最合合适适化化））阶段段10再再现现最最适适合合条条件件。。制制定定下下一一阶阶段段的的实实验验计计划划或或适适用用已已变变化化了了的的条条件件DOE基基础础知知识识完全全要要因因实实验验使使用用Minitab操操作作事事例例阶段段1实实际际问问题题记记述述通过过测测定定和和分分析析后后，，知知道道影影响响半半导导体体制制造造合合格格率率的的主主要要因因子子是是温温度度，，浓浓度度和和压压力力，，现现希希望望掌掌握握合合格格率率与与反反映映温温度度，，浓浓度度和和压压力力的的关关系系，，选选定定使使合合格格率率最最大大化化的的最最合合适适工工程程条条件件阶段段2要要因因及及水水准准的的决决定定A反反应应温温度度（（℃℃））：：160℃℃（-1））&180℃℃（+1））B浓浓度度（（%））：：20%（-1））&40%（+1））C压压力力（（Psi））：：5PSI（-1））&10PSI（+1））阶段段3决决定定适适当当的的标标本本的的大大小小随意意化化数数据据表表的的实实验验顺顺序序后后执执行行实实验验阶段段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜菜单单DOE基基础础知知识识完全全要要因因实实验验使使用用Minitab操操作作事事例例阶段段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜菜单单DOE基基础础知知识识完全全要要因因实实验验使使用用Minitab操操作作事事例例阶段段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜菜单单DOE基基础础知知识识完全全要要因因实实验验使使用用Minitab操操作作事事例例阶段段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜菜单单DOE基基础础知知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜单单DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜单单DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段4通过图表表分析，，分析主主效果和和交互作作用效果果stat/DOE/FactorialPlots。。。。DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段4通过图表表分析，，分析主主效果和和交互作作用效果果stat/DOE/FactorialPlots。。。。DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段4通过图表表分析，，分析主主效果和和交互作作用效果果stat/DOE/FactorialPlots。。。。DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段5制制订订完全模模型（FullmodeI）的的ANOVA表表DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例stat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignGraphs/EffectsPlots(normalorpareto)阶段5制制订订完全模模型（FullmodeI）的的ANOVA表表DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段6去去除以下下内容后后，求缩缩小模型型（Reducedmodel））p-值不不有意的的结果，，或者阶阶段4的“效效果图表表”中显显现为低低效果由上图分分析，可可对A*B*C，B*C两交交互作用用排除再再进行分分析DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段6去去除以以下内容容后，求求缩小模模型（Reducedmodel）p-值不不有意的的结果，，或者阶阶段4的“效效果图表表”中显显现为低低效果由上图分分析，可可对A*B*C，B*C两交交互作用用排除再再进行分分析DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段6去去除以下下内容后后，求缩缩小模型型（Reducedmodel））p-值不不有意的的结果，，或者阶阶段4的“效效果图表表”中显显现为低低效果由上图分分析，可可对A*B两交交互作用用排除再再进行分分析DOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段7分分析误误差图（（Residulplots）,确认认模型的的适合性性stat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignStorage/Residuals&Fitsstat/Regression/ResidualPlotsorstat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignGraphs/ResidualPlotsDOE基基础知识识完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段8叙述数学学模型的的结论,预测模模型DOE基基础知识识合格率=64.25+11.5反应应温度-2.5浓度+0.75压力力+5.0反应应温度*压力即:合格率=64.25+11.5T-2.5S+0.75P+5.0T*P完全要因因实验使使用Minitab操操作事例例阶段8叙述数学学模型的的结论,得出预预测模型型,设置置输出值值的目标标值的方