(精品)DOE分析和优化.ppt

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1、Pg Pg 1 1DOE分析分析Pg Pg 2 2分析方法分析方法分析方法分析方法分析步骤分析步骤分析步骤分析步骤1.1.因子效应的显著性因子效应的显著性因子效应的显著性因子效应的显著性2.2.模型简化模型简化模型简化模型简化3.3.残差分析残差分析残差分析残差分析4.4.主效果交互作用主效果交互作用主效果交互作用主效果交互作用5.5.等高线分布等高线分布等高线分布等高线分布6.6.反应优化器反应优化器反应优化器反应优化器 正态分布图正态分布图正态分布图正态分布图 ParetoPareto图图图图 ANOVAANOVA分析表分析表分析表分析表 残差图残差图残差图残差图 主效果图主效果图主效果图

2、主效果图 交互作用图交互作用图交互作用图交互作用图 等高线图等高线图等高线图等高线图 反应优化器反应优化器反应优化器反应优化器Pg Pg 3 3StatStatDOEDOEFactorialFactorialDOEDOE分析分析分析分析因子效应的显著性因子效应的显著性因子效应的显著性因子效应的显著性模型简化模型简化模型简化模型简化残差分析残差分析残差分析残差分析 DOE DOE设计设计设计设计创建试验计划创建试验计划创建试验计划创建试验计划主效果图和交互作用图主效果图和交互作用图主效果图和交互作用图主效果图和交互作用图等高线图等高线图等高线图等高线图反应优化器反应优化器反应优化器反应优化器Pg

3、 Pg 4 4例：例：例：例：弹射器试验：依上述试验设计运行，收集数据参见弹射器试验：依上述试验设计运行，收集数据参见DOE案例弹射器距离案例弹射器距离.MTW.请进行请进行DOE分析分析Pg Pg 5 5StatStatDOEDOEFactorial Factorial Analyze Factorial DesignAnalyze Factorial DesignStep1Step1：因子效应的显著性因子效应的显著性因子效应的显著性因子效应的显著性解析度解析度解析度解析度=故只能分故只能分故只能分故只能分析主效果析主效果析主效果析主效果和二项交和二项交和二项交和二项交互作用。互作用。互作用

4、。互作用。正态分布图正态分布图正态分布图正态分布图ParetoParetoParetoPareto图图图图残差分布图残差分布图残差分布图残差分布图Pg Pg 6 6影响弹射距离影响弹射距离影响弹射距离影响弹射距离Y Y Y Y的的的的显著因子：显著因子：显著因子：显著因子：A-A-A-A-橡皮筋橡皮筋橡皮筋橡皮筋F-F-F-F-底座角度底座角度底座角度底座角度Pg Pg 7 7Estimated Effects and Coefficients for Y bar(coded units)Estimated Effects and Coefficients for Y bar(coded un

5、its)Term Effect Coef SE Coef T Term Effect Coef SE Coef T P PConstant 1.62563 0.01887 86.13 Constant 1.62563 0.01887 86.13 0.0070.007Block -0.01612 0.01887 -0.85 Block -0.01612 0.01887 -0.85 0.5500.550橡皮筋橡皮筋1.28825 0.64413 0.01887 34.13 1.28825 0.64413 0.01887 34.13 0.0190.019投掷球投掷球-0.05475 -0.02738

6、 0.01887 -1.45 -0.05475 -0.02738 0.01887 -1.45 0.3840.384固定臂位置固定臂位置0.43275 0.21637 0.01887 11.46 0.43275 0.21637 0.01887 11.46 0.0550.055投射臂位置投射臂位置0.37475 0.18737 0.01887 9.93 0.37475 0.18737 0.01887 9.93 0.0640.064投射仓位置投射仓位置0.16025 0.08013 0.01887 4.25 0.16025 0.08013 0.01887 4.25 0.1470.147底座角度底座角

7、度1.18125 0.59062 0.01887 31.29 1.18125 0.59062 0.01887 31.29 0.0200.020橡皮筋橡皮筋*投掷球投掷球0.07325 0.03663 0.01887 1.94 0.07325 0.03663 0.01887 1.94 0.3030.303橡皮筋橡皮筋*固定臂位置固定臂位置0.14675 0.07338 0.01887 3.89 0.14675 0.07338 0.01887 3.89 0.1600.160橡皮筋橡皮筋*投射臂位置投射臂位置0.18975 0.09488 0.01887 5.03 0.18975 0.09488 0

8、.01887 5.03 0.1250.125橡皮筋橡皮筋*投射仓位置投射仓位置-0.03875 -0.01938 0.01887 -1.03 -0.03875 -0.01938 0.01887 -1.03 0.4920.492橡皮筋橡皮筋*底座角度底座角度0.31325 0.15663 0.01887 8.30 0.31325 0.15663 0.01887 8.30 0.0760.076投掷球投掷球*固定臂位置固定臂位置0.08475 0.04238 0.01887 2.25 0.08475 0.04238 0.01887 2.25 0.2670.267投掷球投掷球*投射臂位置投射臂位置0.

9、01175 0.00588 0.01887 0.31 0.01175 0.00588 0.01887 0.31 0.8080.808S=0.0755 R-Sq=99.96%R-Sq(adj)=99.40%S=0.0755 R-Sq=99.96%R-Sq(adj)=99.40%影响弹射距离影响弹射距离影响弹射距离影响弹射距离Y Y Y Y的的的的显著因子：显著因子：显著因子：显著因子：P0.05P0.05P0.05P0.05A-A-A-A-橡皮筋橡皮筋橡皮筋橡皮筋F-F-F-F-底座角度底座角度底座角度底座角度所靠量的因子所靠量的因子所靠量的因子所靠量的因子*6 6 6 6个个个个及其二阶交互作

10、用及其二阶交互作用及其二阶交互作用及其二阶交互作用可解释变异的能力可解释变异的能力可解释变异的能力可解释变异的能力:R-Sq=99.96%R-Sq=99.96%R-Sq=99.96%R-Sq=99.96%Pg Pg 8 8Step2Step2：模型简化模型简化模型简化模型简化把把把把P P P P值值值值0.50.50.50.5的的的的项目删除项目删除项目删除项目删除Pg Pg 9 9Estimated Effects and Coefficients for Y bar(coded units)Estimated Effects and Coefficients for Y bar(code

11、d units)Term Effect Coef SE Coef T Term Effect Coef SE Coef T P PConstant 1.62563 0.01598 101.72 Constant 1.62563 0.01598 101.72 0.0000.000Block -0.01612 0.01598 -1.01 Block -0.01612 0.01598 -1.01 0.3870.387橡皮筋橡皮筋1.28825 0.64413 0.01598 40.31 1.28825 0.64413 0.01598 40.31 0.0000.000投掷球投掷球-0.05475 -0

12、.02738 0.01598 -1.71 -0.05475 -0.02738 0.01598 -1.71 0.1850.185固定臂位置固定臂位置0.43275 0.21637 0.01598 13.54 0.43275 0.21637 0.01598 13.54 0.0010.001投射臂位置投射臂位置0.37475 0.18737 0.01598 11.72 0.37475 0.18737 0.01598 11.72 0.0010.001投射仓位置投射仓位置0.16025 0.08013 0.01598 5.01 0.16025 0.08013 0.01598 5.01 0.0150.01

13、5底座角度底座角度1.18125 0.59062 0.01598 36.96 1.18125 0.59062 0.01598 36.96 0.0000.000橡皮筋橡皮筋*投掷球投掷球0.07325 0.03663 0.01598 2.29 0.07325 0.03663 0.01598 2.29 0.1060.106橡皮筋橡皮筋*固定臂位置固定臂位置0.14675 0.07338 0.01598 4.59 0.14675 0.07338 0.01598 4.59 0.0190.019橡皮筋橡皮筋*投射臂位置投射臂位置0.18975 0.09488 0.01598 5.94 0.18975 0

14、.09488 0.01598 5.94 0.0100.010橡皮筋橡皮筋*底座角度底座角度0.31325 0.15663 0.01598 9.80 0.31325 0.15663 0.01598 9.80 0.0020.002投掷球投掷球*固定臂位置固定臂位置0.08475 0.04238 0.01598 2.65 0.08475 0.04238 0.01598 2.65 0.0770.077S=0.0639238 R-Sq=99.91%R-Sq(adj)=99.57%S=0.0639238 R-Sq=99.91%R-Sq(adj)=99.57%和简化前有什么不一样和简化前有什么不一样和简化前

15、有什么不一样和简化前有什么不一样?因子对因子对因子对因子对Y Y影响程度大小影响程度大小影响程度大小影响程度大小顺序如何？顺序如何？顺序如何？顺序如何？请思考：请思考：请思考：请思考：Pg Pg 1010Step3Step3：残差分析残差分析残差分析残差分析残差符合正态性残差符合正态性残差符合正态性残差符合正态性并且没有明显规律性并且没有明显规律性并且没有明显规律性并且没有明显规律性该模型是合适的。该模型是合适的。该模型是合适的。该模型是合适的。Pg Pg 1111根据方差分析的数据（Coef数值数值）可以计算出数学模型的回归方程为：距离（Y）1.62563+0.64413A+0.21637C

16、+0.18737D+0.08013E+0.59062F+0.07338A*C+0.09488A*D+0.15663A*E其中：Y投掷距离A橡皮筋B投掷球C固定臂位置D投掷臂位置E投掷仓位置F底座角度回归模型建立：回归模型建立：回归模型建立：回归模型建立：Pg Pg 1212Step4Step4：主效果交互作用主效果交互作用主效果交互作用主效果交互作用StatStatDOEDOEFactorial Factorial Factorial PlotsFactorial PlotsPg Pg 1313(主效果图主效果图主效果图主效果图)(交互作用图交互作用图交互作用图交互作用图)图形告诉我们什么信息

17、？图形告诉我们什么信息？图形告诉我们什么信息？图形告诉我们什么信息？Pg Pg 1414Step5Step5：反应优化器反应优化器反应优化器反应优化器StatStatDOEDOEFactorial Factorial Response OptimizerResponse Optimizer三种选择三种选择三种选择三种选择:MinimizeMinimizeTargetTargetMaximizeMaximizePg Pg 1515依据反应优化器所选择因依据反应优化器所选择因依据反应优化器所选择因依据反应优化器所选择因子水平设置：子水平设置：子水平设置：子水平设置：Y=3.5mY=3.5m红线可以

18、拖动来红线可以拖动来设置该因子水平设置该因子水平Pg Pg 1616得出结论得出结论得出结论得出结论需回答的问题：需回答的问题：需回答的问题：需回答的问题：试验结果是否具有统计显著性？试验结果是否具有统计显著性？模型是否合宜？模型是否合宜？残差分析是否有异常？残差分析是否有异常？因子主效果如何？因子主效果如何？因子交互作用如何？因子交互作用如何？因子水平如何设置可达到目标？因子水平如何设置可达到目标？Pg Pg 1717执行验证确认执行验证确认统计结论统计结论统计结论统计结论实际问题改进指导实际问题改进指导实际问题改进指导实际问题改进指导验证实验验证实验验证实验验证实验 执行验证试验来确认你是

19、否真正作出改进非执行验证试验来确认你是否真正作出改进非常重要。常重要。在执行验证试验中要根据分析结论对主要因在执行验证试验中要根据分析结论对主要因子水平结合实际情况进行合理设置。子水平结合实际情况进行合理设置。可对验证试验结果抽样数据与原数据进行假可对验证试验结果抽样数据与原数据进行假设检验，以证实你确实做了改进。设检验，以证实你确实做了改进。Pg Pg 1818知识获取点知识获取点知识获取点知识获取点 明确问题明确问题明确问题明确问题：品质特性、因子水平、试验目标：品质特性、因子水平、试验目标：品质特性、因子水平、试验目标：品质特性、因子水平、试验目标 基本概念基本概念基本概念基本概念：结合

20、实际需要选择所需要的试验类型（分辨度、区：结合实际需要选择所需要的试验类型（分辨度、区：结合实际需要选择所需要的试验类型（分辨度、区：结合实际需要选择所需要的试验类型（分辨度、区组组组组(Block)(Block)、复制和重复次数、试验次数、功效、复制和重复次数、试验次数、功效、复制和重复次数、试验次数、功效、复制和重复次数、试验次数、功效(Power)(Power)）分步试验分步试验分步试验分步试验：筛选（分数阶乘）：筛选（分数阶乘）：筛选（分数阶乘）：筛选（分数阶乘）改进（全因子）改进（全因子）改进（全因子）改进（全因子）优化优化优化优化（RSMRSM）因子效应因子效应因子效应因子效应显著

21、性显著性显著性显著性分析判断分析判断分析判断分析判断 分析分析分析分析模型优化模型优化模型优化模型优化 残差诊断残差诊断残差诊断残差诊断 主效应、交互作用主效应、交互作用主效应、交互作用主效应、交互作用 回归模型回归模型回归模型回归模型 反应优化器反应优化器反应优化器反应优化器Pg Pg 1919Exercise 01:Exercise 01:在压力成型塑胶板生产中，经因子初步筛选后知，影响成在压力成型塑胶板生产中，经因子初步筛选后知，影响成在压力成型塑胶板生产中，经因子初步筛选后知，影响成在压力成型塑胶板生产中，经因子初步筛选后知，影响成型塑胶板强度的因素有：压膜间距、成型压力、压力角度。型

22、塑胶板强度的因素有：压膜间距、成型压力、压力角度。型塑胶板强度的因素有：压膜间距、成型压力、压力角度。型塑胶板强度的因素有：压膜间距、成型压力、压力角度。请设计试验计划：请设计试验计划：请设计试验计划：请设计试验计划：1 1 1 1、响应变量？、响应变量？、响应变量？、响应变量？2 2 2 2、因子、因子、因子、因子:间距间距间距间距60mm70mm60mm70mm60mm70mm60mm70mm，压力，压力，压力，压力300Pa/400Pa300Pa/400Pa300Pa/400Pa300Pa/400Pa，角度，角度，角度，角度20202020/24/24/24/243 3 3 3、试验计划？、试验计划？、试验计划？、试验计划？