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試驗設(shè)計田口法

課程背景：
很多制造型企業(yè)在開發(fā)新技術(shù)，新產(chǎn)品和新工藝的時候，面臨著如下問題和困惑：工程師對于在設(shè)計過程中的很多影響因素，如何判斷哪些是影響設(shè)計指標(biāo)的關(guān)鍵影響因素，各影響因素對于設(shè)計指標(biāo)的影響程度如何，各關(guān)鍵影響因素的*參數(shù)組合是什么？
傳統(tǒng)的做法是工程師按照自己的經(jīng)驗來設(shè)計試驗，不斷通過試錯來逼近想要的設(shè)計指標(biāo)。往往會花費巨大的試驗成本，很長的時間來進行試驗。最終得到的結(jié)果也不能確定是否*的設(shè)計參數(shù)。試驗設(shè)計（DOE）提供了一種科學(xué)有效的方法來解決這個問題。這個方法保證了各因素得到全面的評估，得到的結(jié)果是最優(yōu)解決方案之一，同時極大程度地降低了試驗的成本和花費的時間。幫助企業(yè)在新技術(shù)，新產(chǎn)品和新工藝開發(fā)上縮短研發(fā)周期，提高研發(fā)效率。
近年來越來越多的中國企業(yè)開始了解并相繼使用了DOE這個工具，行業(yè)涉及電子、通信、軟件、自動化、集成電路、機電設(shè)備、材料、食品、日化、醫(yī)療等，盡管這些企業(yè)規(guī)模大小不一、行業(yè)領(lǐng)域各異，但多數(shù)在不同程度上取得了良好的收效。
田口法是DOE眾多類型里面應(yīng)用較廣的一種方法，該方法使所設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、波動性小，使生產(chǎn)過程對各種噪聲不敏感。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，利用質(zhì)量、成本、效益的函數(shù)關(guān)系，在低成本的條件下開發(fā)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。降低產(chǎn)品質(zhì)量對制造過程中的各種干擾因素的敏感度。是特別適合于制造型企業(yè)的一種DOE方法。

課程收益：
● 全面了解DOE各種方法的優(yōu)缺點，讓學(xué)員了解什么情況下使用哪種DOE的方法可以更好的解決問題；
● 系統(tǒng)掌握田口法（正交試驗）的基本理論，學(xué)習(xí)正交試驗表的類型和使用方法
● 系統(tǒng)掌握田口法（正交試驗）的數(shù)據(jù)計算方法和數(shù)據(jù)分析方法，掌握*組合與最適組合的推算方法
● 系統(tǒng)學(xué)習(xí)試驗設(shè)計過程的具體操作步驟和技巧，掌握田口法（正交試驗）的完整使用方法
● 學(xué)習(xí)使用Minitab來進行田口法的具體操作和分析方法，讓學(xué)員掌握一個好用的數(shù)據(jù)分析軟件
● 通過結(jié)合企業(yè)特點的案例講解和實操，讓學(xué)員沉浸式學(xué)習(xí)，盡快掌握方法要點，應(yīng)用于實際工作中解決實際遇到的技術(shù)問題；
● 分享其它行業(yè)和公司的應(yīng)用案例，開闊學(xué)員的眼界，了解先進企業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗，幫助學(xué)員將來建立企業(yè)內(nèi)部的DOE案例知識庫。

課程對象：研發(fā)經(jīng)理，工程經(jīng)理，品質(zhì)經(jīng)理，研發(fā)工程師，工藝工程師，品質(zhì)工程師等

課程大綱
引言：DOE是什么？和我們有什么關(guān)系？為什么要學(xué)習(xí)DOE？
第一講：了解工具——DOE與傳統(tǒng)試驗方法的對比
導(dǎo)入：DOE的含義與發(fā)展歷程
一、試驗設(shè)計的分類（兩大傳統(tǒng)試驗方法與一個創(chuàng)新方法）
方法1：試錯法
方法2：單因子法
方法3：DOE
對比：三種試驗方法的比較
二、傳統(tǒng)試驗方法的缺點
缺點1：再現(xiàn)性低
缺點2：無因子交互作用的信息
缺點3：無法縮小試驗規(guī)模
分享：DOE的常用術(shù)語
分析：選擇因子水平的注意事項
三、DOE可以達(dá)成的目標(biāo)
1、 設(shè)計對使用環(huán)境不敏感（即受環(huán)境的影響小）的產(chǎn)品
2、 改進產(chǎn)品品質(zhì)、成本和性能指標(biāo)
3、 降低總的開發(fā)周期
4、 提高新設(shè)計產(chǎn)品的工藝性
5、 確定、驗證和優(yōu)化制造過程的主要影響變量及其影響
分享：DOE在不同領(lǐng)域的用途及DOE的分類
四、DOE的使用要求
1、 DOE的使用時機
時機1：為產(chǎn)品選擇最合理的配方（原料及其含量）
時機2：提高老產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量
時機3：對生產(chǎn)過程選擇最合理的工藝參數(shù)
時機4：研制開發(fā)新產(chǎn)品
時機5：尋找*的生產(chǎn)條件
分析：DOE試驗過程應(yīng)避免的情況
2、 DOE應(yīng)遵循的三個原則
——分塊，隨機性，重復(fù)性
3、 DOE的執(zhí)行策略
五、DOE基本術(shù)語
——指標(biāo)、因素、水平、主效應(yīng)與交互作用
分析：如何選擇和確定因子及水平
案例：DOE在制造型企業(yè)中的應(yīng)用分享

第二講：巧用方法——田口法（正交試驗法）的操作
導(dǎo)入：正交試驗法是什么？有什么優(yōu)點？
一、正交試驗法特點與工具運用
工具：正交試驗表
1、 正交試驗法的優(yōu)點
優(yōu)點1：均勻分散性
優(yōu)點2：整齊可比性
2、 選用正交試驗表的原則
原則1：列號數(shù)不少于因素個數(shù)，保證每個因素都有一個列號安排
原則2：水平個數(shù)相對應(yīng)，因素的水平個數(shù)與列號中的水平個數(shù)對應(yīng)
3、 指標(biāo)的特性介紹
1）靜態(tài)特性（望大，望小，望目）
2）動態(tài)特性
4、 如何使試驗設(shè)計更加經(jīng)濟
方法1：偷工“加”料法
方法2：不要讓列號為空
5、 填寫正交試驗表的步驟
第1步：根據(jù)指標(biāo)確定其特性
第2步：挑因素，選水平，制定因素水平表
第3步：選正交表及表頭設(shè)計
第4步：制定正交試驗方案表
要點：找準(zhǔn)主標(biāo)特性，重復(fù)試驗，找準(zhǔn)合適的正交表
分享：不同的正交試驗表填寫方法
二、正交試驗法的操作步驟
第一步：明確目的
第二步：選擇指標(biāo)
第三步：確認(rèn)影響因素和水平
第四步：選擇正交試驗表
第五步：制定試驗計劃
第六步：實施試驗，收集記錄數(shù)據(jù)
第七步：整理和分析數(shù)據(jù)，確定最優(yōu)因素組合
第八步：驗證試驗結(jié)果
要點：盡可能利用歷史數(shù)據(jù)；謹(jǐn)慎選取水平；保證試驗的仿真性；不要遺漏關(guān)鍵因素
三、正交試驗法的實施與結(jié)果分析
1、 執(zhí)行試驗
第1步：按照正交試驗表的分組進行樣品的準(zhǔn)備
第2步：按照計劃進行試驗
第3步：試驗過程中記錄試驗的條件和結(jié)果
要點：測前評估，試驗次序隨機，記錄過程狀況，收集數(shù)據(jù)
2、 試驗結(jié)果分析
導(dǎo)入1：幾個關(guān)鍵名詞（信噪比（S/N），*組合，最適組合）
導(dǎo)入2：不同指標(biāo)特性的S/N計算公式
第1步：計算各試驗S/N及Mean值
第2步：計算所有試驗的平均 S/N 及 Mean值
第3步：計算每個因素各水平的S/N 及 Mean值
第4步：*組合的選擇及結(jié)果推算
第5步：最適組合的選擇及結(jié)果推算
要點：檢查三大是否（試驗異常情況；試驗條件要求；指標(biāo)特性和計算公式正確性）
四、驗證試驗結(jié)果
對分析的結(jié)果（參數(shù)組合）進行驗證試驗
分析：驗證試驗過程中的要點
分享：DOE的使用限制
案例：正交試驗法案例分析
五、成功進行DOE的十個竅門
竅門1：選題畫龍點睛     竅門2：充分掌握現(xiàn)況
竅門3：提升信息質(zhì)量     竅門4：擬定有效目標(biāo)
竅門5：試驗循序漸進     竅門6：要因深入分析
竅門7：掌握母數(shù)因子     竅門8：兩水平走極端
竅門9：多水平靠大邊     竅門10：試驗善加管理
討論：結(jié)合十個竅門討論在過往試驗中遇到的問題，有哪些啟發(fā)？

第三講：善用工具——使用Minitab進行DOE數(shù)據(jù)分析
一、DOE常用工具軟件介紹
——Minitab，JMP
對比：兩個工具的優(yōu)缺點
二、使用Minitab三步曲
第一步：根據(jù)問題選擇工具
第二步：按照圖標(biāo)進行操作
第三步：解釋數(shù)據(jù)作出決策
案例：運用具體案例使用Minitab進行實操講解
分析：DOE在實操過程中存在的8個普遍問題及其解決方法
案例：其它行業(yè)的案例分享
實操：本企業(yè)案例實操分析

試驗設(shè)計田口法