试验设计培训-张红亮

发布时间:2021-09-22 15:26:55

DOE 培训:张红亮 日期:2017年10月18日 目录 第一部分 DOE基础知识 1、试验的含义 2、试验设计的含义 3、试验设计的历史与发展 4、试验设计的作用 5、试验设计有关术语 6、试验设计分类 7、试验设计运用步骤 8、试验设计基本原则 目录 第二部分 简单DOE应用(传统DOE) 1、试误法 2、一次一因子试验法 3、单因子试验设计 目录 第三部分 正交DOE(田口) 1、正交试验设计简介 2、正交表 3、正交设计法的应用程序 4、没有交互作用的正交表配置步骤 5、有交互作用的正交表配置步骤 6、无交互作用正交试验设计案例 7、有交互作用正交试验设计案例 目录 第四部分 全因子析因DOE(经典) 1、析因试验设计概述 2、析因试验设计法的基本运用程序 3、全因子试验设计法的运用案例 4、有中心点的试验设计 目录 第五部分 部分因子析因DOE(经典) 1、部分因子析因试验设计概述 2、别名结构 3、部分因子试验的分辨度 4、部分因子试验的符号 第一部分 DOE基础知识 1、试验的含义 2、试验设计的含义 3、试验设计的历史与发展 4、试验设计的作用 5、试验设计有关术语 6、试验设计分类 7、试验设计运用步骤 8、试验设计基本原则 试验的含义 ? ? 人们通常通过一系列试验,在试验中有目 的地改变输入变量,从而研究和识别引起 一个过程或系统输入变化的原因。 在生产问题解决、品质问题改善、工艺产 品研发过程中不可避免的会遇到多个因素 影响结果的现象,这时候需要进行试验。 案 例1 我司2F生产部为提升35μm铜箔抗剥离性能, 特对毛箔峰值和粗化速度进行单因子试验法进行试验,以 了解哪一种条件下抗剥离性能最好。 先决条件: 1、粗化电解液一样 2、添加剂成分一样 3、各系统电流一样 4、检测无误差 试验因素: 1、毛箔峰值Rz; 2、粗化速度m/min; 抗剥强度-毛箔峰值的关系 结论:毛箔峰值Rz在7-7.5μm时抗剥强度最高。 抗剥强度-粗化速度的关系 结论:粗化速度在19m/min时抗剥强度最高。 案 例2 我司3F生产部为提升铜粉罐溶铜粉的能 力,特对鼓风量和搅拌速度进行单因子试验法进行试验, 以了解哪一种条件下溶铜粉重量最多。 先决条件: 1、溶解时间一样 2、溶解温度一样 3、溶解溶液一样 4、溶解罐子一样 试验因素: 1、鼓风量/m3/min; 2、搅拌速度/圈/min; 抗剥强度-毛箔峰值的关系 结论:鼓风量在60m3/min时,溶铜粉重量最多。 抗剥强度-粗化速度的关系 结论:搅拌速度在35圈/min时,溶铜粉重量最多。 试验设计DOE的含义 ? 任何试验问题都有两个方面:试验设计和试验数据分析。 试验设计主要是对试验进行合理的安排,以较小的试验次 数、较短的试验周期、较低的试验成本,通过合理的试验 数据分析,获得理想的试验结果和正确的试验结论。 如何设计试验和分析试验数据,至关重要 不合理的试验设计,即使做了大量的试验, 也未必能达到预期的目的。 一个好的试验设计方法,既可以减少试验次数,缩短试验时间和 避免盲目性,又能迅速得到有效的结果。 试验设计的历史和发展 ? ? ? ? 试验设计起源于20世纪20年代,是英国统计学家费谢尔创 立; 最初应用在农业,后较广泛应用于生物学、医学等领域的 科学研究; 二战后在工业中得到推广和应用; 50年代后,日本学者田口玄一首先将DOE应用于产品设计 开发,从而得到推广。 试验设计的作用 试验设计是科学和工程界改善产品、优化过程 的科学工具。在工业界,试验设计广泛运用于产品设计和 过程设计,运用于试验设计有如下作用: 1.提高过程的产能和质量,将质量特性集中于目标值, 减少变差; a 确定哪些因子X是引起响应Y变化的主要因子; b 确定如何设定因子X的组合,以确保响应Y接*目标值; c 确定如何设定因子X的组合,以使响应Y的变差最小,同时使不 可控 因子对响应的影响最小; 2. 缩短开发时间,降低总成本。 试验设计有关术语 ? ? ? ? ? ? ? ? 响应----输出变量Y,(抗剥) 因子---输入变量X ,可控(峰值、粗化速度)及不可控 水*/处理 ---因子的取值/各因子间组合 主效应---峰值、粗化速度单独作用时对抗剥的影响 交互作用—峰值及粗化速度一起作用时对抗剥的影响 试验单元--在试验中实施处理的基本对象(铜箔)。 试验环境--以已知或未知的方式影响试验结果的周围条件 模型和误差---Y=f(X1,X2,...Xn)+误差 案例 ? 在上述抗剥提升例子中,按上述试验计划进行试验,结果如下: 水* 因子 粗化速度 17 27 27 17 27 27 17 17 抗剥强度 1.8 1.9 1.4 2.6 1.5 2.1 1.7 2.8 3 5 3 5 3 5 3 5 响应 变量 处理 试验顺序 1 5 3 4 5 6 7 8 峰值 主效应分析----粗化速度 速度 1.4,1.5 27 17 1.8,1.7 速度处于低水*(17)时,得到的 抗剥*均值为 1.9,2.1 (1.8+1.7+2.6+2.8)/4=2.225 速度处于高水*(27)时,得到的 抗剥*均值为 (1.4+1.5+1.9+2.1)/4=1.725 分析:抗剥从2.225下降到1.725完 全是因子速度的作用(因为分析过 程中没有考虑因子峰值),这时我 2.6,2.8 们称因子速度的主效应为: 2.225-1.725=0.5 峰值 5 3 主效应分析----峰值 速度 1.4,1.5 27 17 1.8,1.7 峰值处于低水*(3)时,得到的抗 剥*均值为 1.9,2.1 (1.8+1.7+1.4+1.5)/4=1.60 峰值处于高水*(27)时,得到的 抗剥*均值为 (2.6+2.8+1.9+2.1)/4=2.35 分析:抗

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