實驗設(shè)計DOE

【課程背景】

產(chǎn)品研發(fā)過程雖然只占產(chǎn)品成本的5-10%,?但對最終產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成本有著70%的影響！DOE（實驗設(shè)計）作為一種強大的產(chǎn)品研發(fā)工具可以幫助管理者有效降低成本和追求源頭質(zhì)量！它不但可幫助研發(fā)工程師從一開始就針對質(zhì)量和成本進行最優(yōu)化設(shè)計，而且可把產(chǎn)品工藝和使用因素都考慮周全， 從而設(shè)計出先天性健壯產(chǎn)品（這恰恰是大多數(shù)工程師的困惑）。同時DOE也是尋找原因、分析和優(yōu)化復(fù)雜因子最強大的解決問題的工具和方法。在不少日本企業(yè)，不懂DOE的工程師不能稱之為合格的工程師。

【課程時長】4天
【課程目的】

本課程重點針對從事產(chǎn)品研發(fā)和相關(guān)工程技術(shù)的人員而設(shè)計。旨在幫助學(xué)員系統(tǒng)、全面地應(yīng)用DOE?在產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品和過程之改善時分析重要因子，優(yōu)化結(jié)果，提高產(chǎn)品和過程健壯性（先天性高免疫能力）。
1、掌握DOE的基本概念和原理；
2、掌握經(jīng)典DOE、田口DOE，根據(jù)問題需要選擇合理DOE；
3、掌握如何應(yīng)用析因試驗從眾多的影響因素中篩選找出影響輸出的主要因素，以最少的投入，換取最大的收益；?
4、掌握如何對因子水平優(yōu)化得到最佳輸出，從而使產(chǎn)品質(zhì)量得以提升，工藝流程最優(yōu)化；

5、掌握田口試驗設(shè)計方法，提高產(chǎn)品和過程信噪比，提高健壯性；
6、掌握科學(xué)合理地安排實驗，減少實驗次數(shù)、縮短實驗周期，提高經(jīng)濟效益；
7、掌握應(yīng)用MINITAB軟件設(shè)計DOE、分析數(shù)據(jù)、優(yōu)化因子和預(yù)測輸出。

【課程對象】從事產(chǎn)品研發(fā)、工程技術(shù)、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理相關(guān)人員。

【授課方式】

激情授課+案例分享+課堂練習+小組討論+總結(jié)發(fā)表

將學(xué)員分成若干個小組，每組6~8人； 同一部門的同事盡可能分在不同的小組，管理者不要集中于同一小組； 整個培訓(xùn)過程中， 分組固定不變； 模擬練習及課堂討論、發(fā)表得分，按組進行累計。

【課程大綱】

第一講：實驗設(shè)計簡介?（第1天）
1、?DOE的作用與意義

1.1?試錯法及其弊端

1.2?一次一因子法及其弊端

1.3 DOE的作用與意義
2、?DOE?的發(fā)展

2.1?經(jīng)典DOE

2.2?田口DOE

3、DOE專業(yè)術(shù)語

3.1?因子

3.2?水平

3.3?處理（運行）

3.4?模型與誤差

3.5?響應(yīng)（望大、望小、望目）

3.6?主效應(yīng)與交互效應(yīng)
4、?DOE實驗的基本原則

4.1?重復(fù)與復(fù)制

4.2?隨機化

4.3?區(qū)組化

5、DOE實驗的分類

5.1?全因子實驗

5.2?部分實施因子實驗

5.3?響應(yīng)曲面法

5.4?田口實驗設(shè)計

6、DOE實驗的策劃安排

6.1?因子篩選——部分實施因子實驗

6.2?全面分析——全因子實驗

6.3?因子優(yōu)化——響應(yīng)曲面法

6.4?健壯設(shè)計——田口實驗設(shè)計

7、DOE實驗的基本步驟

7.1?實驗設(shè)計

7.2?實驗實施

7.3?數(shù)據(jù)處理與分析

7.4?實驗結(jié)論

※ 課堂練習：

1、游戲： 手機上打開高德地圖，比賽將光標從上課地點開始，移到北京天安門“安”字所需的時間。

※?分組討論：

1、結(jié)合以上游戲，討論DOE的作用與意義

2、從實際工作中，選擇適合用DOE來進行分析解決的課題

第二講：實驗設(shè)計的數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)?（第1天）
1、?測量系統(tǒng)分析

1.1?計數(shù)型數(shù)據(jù)與計量型數(shù)據(jù)

1.2?測量系統(tǒng)分析
2、?假設(shè)檢驗

2.1?小概率反證法

2.2?原假設(shè)與備擇假設(shè)

2.3? P值
3、?方差分析

3.1?雙樣本T檢驗

3.2?單因子方差分析

3.3?多因子方差分析
4、?回歸分析

4.1?相關(guān)分析

4.2?單因子回歸分析

4.3?多因子回歸分析

※ 課堂練習：

1、MiniTab實操雙樣本T檢驗

2、MiniTab實操單因子方差分析和多因子方差分析

3、Excel實操相關(guān)分析與回歸分析

4、MiniTab實操單因子回歸分析和多因子回歸分析

第三講：全因子實驗設(shè)計? （第2天）
1、二水平全因子DOE概述

? ?1.1?適用場合及依據(jù)
? ?1.2?實驗安排（重復(fù)試驗、隨機化與區(qū)組化分）

? ?1.3?因子水平代碼化
2、二水平全因子DOE計劃

? ?2.1?選定因子
? ?2.2?因子水平確定及代碼化

? ?2.3?確定中心點個數(shù)

? ?2.4?確定標準順序
? ?2.5?確定實驗順序

? ?2.6?確定響應(yīng)變量及其測量方法
3、實驗實施與跟進

? ?3.1?實驗原則
? ?3.2?現(xiàn)場問題快速響應(yīng)

? ?3.3?響應(yīng)變量的測量與記錄
? ?3.4?實驗樣本的處理?
4、數(shù)據(jù)處理與分析
? ?4.1?看總效果
? ?4.2?看失擬情況
? ?4.3?看彎曲項
? ?4.4?看全相關(guān)系數(shù)

? ?4.5?誤差分析
? ?4.6?因子效應(yīng)分析?

? ?4.7?因子優(yōu)化
5、全因子DOE案例分析與討論

※ 課堂練習：

1、MiniTab實操練習二水平全因子實驗設(shè)計

2、MiniTab實操練習二水平全因子實驗結(jié)果分析

第四講：部分因子實驗設(shè)計? （第2~3天）
1、部分因子DOE概述

? ?1.1?為什么要做部分因子DOE？
? ?1.2?正交性安排

? ?1.3?因子效應(yīng)的混雜
2、部分因子DOE計劃

? ?2.1?選定因子
? ?2.2?因子水平確定及代碼化

? ?2.3?確定生成元

? ?2.4?確定中心點個數(shù)

? ?2.5?確定標準順序
? ?2.6?確定實驗順序

? ?2.7?確定響應(yīng)變量及其測量方法
3、實驗實施與跟進

? ?3.1?實驗原則
? ?3.2?現(xiàn)場問題快速響應(yīng)

? ?3.3?響應(yīng)變量的測量與記錄
? ?3.4?實驗樣本的處理?
4、數(shù)據(jù)處理與分析

? ?4.1?擬合選定模型
? ?4.2?殘差分析與診斷
? ?4.3?模型完善需要評估
? ?4.4?因子效應(yīng)分析

? ?4.5?因子優(yōu)化

5、部分因子DOE案例分析與討論

※ 課堂練習：

1、MiniTab實操練習部分因子實驗設(shè)計

2、MiniTab實操練習部分因子實驗結(jié)果分析

第五講：田口實驗設(shè)計? （第3天）?
1、田口方法的主要觀念與特點

? ?1.1?品質(zhì)損失函數(shù)

? ?1.2?平均值與標準差

? ?1.3?信噪比與健壯設(shè)計

? ?1.4?正交表的概念與意義
2、品質(zhì)損失函數(shù)的基本形態(tài)

? ?2.1?望目特性的品質(zhì)損失
? ?2.2?望大特性的品質(zhì)損失

? ?2.3?望小特性的品質(zhì)損失

3、實驗因子區(qū)分

? ?3.1?可控因子（信號）
? ?3.2?不可控因子（噪聲）

? ?3.3?因子對結(jié)果的影響（平均值與標準差）
4、正交表

? ?4.1?正交表的意義
? ?4.2?正交表的特點
? ?4.3?常用正交表
? ?4.4?正交表的選擇

? ?4.5?內(nèi)表與外表

5、MINITAB?田口設(shè)計
? ?5.1?創(chuàng)建田口實驗設(shè)計
? ?5.2?分析田口實驗設(shè)計
? ?5.3?預(yù)測田口結(jié)果

※ 課堂練習：

1、MiniTab實操練習田口實驗設(shè)計

2、MiniTab實操練習田口實驗結(jié)果分析

※?分組討論：

1、田口方法的不同之處與適用場合？

第六講：DOE方法的綜合實際應(yīng)用（第4天）??
1、應(yīng)用場合

? ?1.1?驗證多個可能原因?qū)Y(jié)果的影響

? ?1.2?確定影響結(jié)果的主要原因

? ?1.3?確定原因?qū)Y(jié)果的影響程度

? ?1.4?確定原因與結(jié)果的確切關(guān)系

? ?1.5?識別改善結(jié)果的正確方向

? ?1.3?確定改善結(jié)果的具體措施

2、DOE的前期工作

? ?2.1?選定主題
? ?2.2?調(diào)查現(xiàn)狀

? ?2.3?識別影響結(jié)果的可能原因

? ?2.2整理識別出的可能原因

? ?2.3?初步篩選識別出的可能原因（假設(shè)檢驗、方差分析）

3、通過部分因子實驗進行因子篩選

? ?3.1?實驗設(shè)計
? ?3.2?實驗實施

? ?3.3?實驗結(jié)果處理
4、通過全因子實驗進行全面分析

? ?4.1?實驗設(shè)計
? ?4.2?實驗實施
? ?4.3?實驗結(jié)果處理

5、通過田口方法進行因子優(yōu)化和健壯設(shè)計
? ?5.1?創(chuàng)建田口實驗設(shè)計
? ?5.2?分析田口實驗設(shè)計
? ?5.3?預(yù)測田口結(jié)果

6、發(fā)表
? ?6.1?發(fā)表資料做成
? ?6.2?分組發(fā)表
? ?6.3?點評與建議

※ 學(xué)習心得、感悟、收獲分享

※ 答疑、合影留念

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