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安信達咨詢?yōu)閮?nèi)蒙X諾提供DOE試驗設計課程培訓服務

安信達咨詢 — Tue, 27 Sep 2022 09:19:15 +0000

2022年9月，安信達咨詢?yōu)閮?nèi)蒙X諾新材料提供DOE實驗設計課程培訓服務。

DOE實驗設計培訓

實驗設計（DOE）作為一種強大的統(tǒng)計學工具，被廣泛用于產(chǎn)品設計、工藝改進、質(zhì)量改進等方面，幫助制造業(yè)和服務業(yè)的人員尋找最優(yōu)的設計方案、最佳的工藝參數(shù)組合、最可信的現(xiàn)場問題的根本原因和主要原因。

試驗設計是一種確定影響過程的因子和過程輸出之間關(guān)系的動態(tài)方法。換句話說，試驗設計常被用來尋找因果關(guān)系。為優(yōu)化輸出而對過程輸入進行管理時，這些信息是必要的。

試驗設計（DOE）源于20世紀20年代育種科學家Dr. Fisher的研究, Dr. Fisher是大家一致公認的此方法策略的創(chuàng)始者, 但后續(xù)努力集其大成而使試驗設計在工業(yè)界得以普及、發(fā)揚光大者, 卻非Dr. Taguchi (田口玄一博士) 莫屬。

試驗設計的理解首先需要一些統(tǒng)計工具知識和試驗的概念。雖然可以使用很多軟件程序來分析試驗設計，但是對于試驗者來說，理解基本的試驗設計概念對于試驗設計的正確應用是很重要的。

01 .試驗設計三個基本原理

實驗設計的3個基本原理為重復、隨機化以及區(qū)組化。

重復，意思是基本試驗的重復進行。重復有兩條重要的性質(zhì)，即隨機化和區(qū)組化。

隨機化，是指試驗材料的分配和試驗的各個試驗進行次序都是隨機地確定。統(tǒng)計方法要求觀察值（或誤差）是獨立分布的隨機變量。隨機化通常能使這一假定有效。把試驗進行適當?shù)碾S機化亦有助于“均勻”可能出現(xiàn)的外來因素的效應。

區(qū)組化是用來提高試驗的精確度的一種方法。一個區(qū)組就是試驗材料的一個部分，相比于試驗材料全體它們本身的性質(zhì)應該更為類似。區(qū)組化牽涉到在每個區(qū)組內(nèi)部對感興趣的試驗條件進行比較。

02 .試驗設計七步驟

第一步確定目標

我們通過控制圖、故障模式分析、失效分析、因果分析、能力分析等工具的運用，或者是直接實際工作的反映，會得出一些關(guān)鍵的問題點。

對于運用試驗設計解決的問題，我們首先要定義好試驗的目的，也就是解決一個什么樣的問題，問題給我們帶來了什么樣的危害，是否有足夠的理由支持試驗設計方法的運作。

對于生產(chǎn)型企業(yè)，試驗設計的進行可能會打亂原有的生產(chǎn)穩(wěn)定次序，所以確定試驗目的和試驗必要性是首要的任務。

我們還必須定義試驗的指標和接受的規(guī)格，這樣我們的試驗才有方向和檢驗試驗成功的度量指標。

指標和規(guī)格是試驗目的的延伸和具體化，也就是對問題解決的著眼點，指標的達成就能夠意味著問題的解決。

第二步剖析流程

關(guān)注流程，是我們應該具備的習慣，就像我們的很多企業(yè)做水平對比一樣，經(jīng)常會有一個誤區(qū)，就是只將關(guān)注點放在利益點上，而忽略了對流程特色的對比，試驗設計的展開同樣必須建立在流程的深層剖析基礎之上。

任何一個問題的產(chǎn)生，都有它的原因，事物的好壞、參數(shù)的適宜、特性的欠缺等等都有這個特點，而諸多原因一般就存在于產(chǎn)生問題的流程當中。

過短的流程可能會拋棄掉顯著的原因，過長的流程必將導致資源的浪費。

我們又很多的方式來展開流程，但有一點必須做到，那就是盡可能詳盡的列出可能地因素，詳盡的因素來自于對每個步驟的詳細分解，確認其輸入和輸出。

對于流程的剖析和認識，就是改善人員了解問題的開始，因為并不是每個人都能掌握好我們關(guān)注的問題。這一步的輸出，使我們的改善人員能夠了解問題的可能因素在哪里，雖然不能確定哪個是重要的，但我們至少確定一個總的方向。

第三步篩選因素

流程的充分分析，使我們有了非常寶貴的資料，那就是可能影響我們關(guān)注指標的因素，但是到底哪個是重要的呢？

對一些根本就不影響或微笑影響因素的全面試驗分析，其實就是一種浪費，而且還可能導致試驗的誤差。

我們的目的是確認哪個因素的影響是顯著的，我們可以使用一些低解析度的水平試驗或者專門的篩選試驗來完成這個任務，這時的試驗成本也將最小處理。

我們可以應用一些歷史數(shù)據(jù)，或者完全可靠的經(jīng)驗理論分析，來減少我們的試驗因子。

要注意的是，只要對這些數(shù)據(jù)或分析有很小的懷疑，為了試驗結(jié)果的可靠，你可以放棄。

篩選因素的結(jié)果，使得我們掌握了影響指標的主要因素，這一步尤為關(guān)鍵，往往我們在現(xiàn)實中是通過完全的經(jīng)驗分析得出，甚至抱著可能是的態(tài)度。

第四步快速接近

通過篩選試驗找到了關(guān)鍵的因素，同時篩選試驗還包含一些很重要的信息，那就是主要因素對指標的影響趨勢，這是我們必須充分利用的信息，它可以幫助我們快速的找到試驗目的的可能區(qū)域，雖然不是很確定，但我們縮小了包圍圈。

我們一般使用試驗設計中的快速上升（下降）方法，它是根據(jù)篩選試驗所揭示的主要因素的影響趨勢來確定一些水平，進行試驗，試驗的目的就像我們在尋找罪犯一樣的縮小嫌疑范圍。

得出的一個結(jié)論就是，我們的改善最優(yōu)點就在因素的最終反映的水平范圍內(nèi)，我們離成功更近了一步。

第五步析因試驗

我們確定了主要因素的大致取值水平，這時我們就可以進一步的度量因素的主效應、交互作用以及高階效應。

試驗是在快速接近的水平區(qū)間內(nèi)選取得，所以對于最終的優(yōu)化有顯著的成效，析因試驗主要選擇各因素構(gòu)造的幾何體的頂點以及中心點來完成。

這樣的試驗構(gòu)造，可以幫助我們確定對于指標的影響，是否存在高階效應或者哪些高階效應。

最終是通過方差分析來檢定這些效應是否顯著，同時對以往的篩選、快速接近試驗也是一個驗證，但我們不宜就在這樣的試驗基礎上就來描述指標與諸主效應的詳細關(guān)系，因為對于3個水平點的選取，試驗功效會有不足的可能性。

第六步回歸試驗

考慮到功效問題，我們需要進一步的安排一些試驗來最終確定因素的最佳影響水平，這時的試驗只是一個對析因試驗的試驗點的補充，也就是還可以利用析因試驗的試驗數(shù)據(jù)，只是為了最終能夠優(yōu)化我們的指標，或者說有效全面的構(gòu)建因素與水平的相應曲面和等高線。

試驗點一般根據(jù)回歸試驗的旋轉(zhuǎn)性來選取，而且它的水平應該根據(jù)功效、因子數(shù)、中心點數(shù)等方面的合理設置，以確?；貧w模型的可靠性和有效性。

我們可以就分析和建立起因素和指標間的回歸模型，而且可以通過優(yōu)化的手段來確定最終的因子水平設定。

為了保險起見，我們最后在得到最佳參數(shù)水平組合后進行一些驗證試驗來檢查我們的結(jié)果。

第七步穩(wěn)健設計

現(xiàn)實中還存在一類這樣的因素，它對指標影響同樣的顯著，但是它很難通過人為的控制來確保其影響最優(yōu)，這類因素我們一般稱為噪聲因素，它的存在往往會使我們的試驗成果功虧一簣，所以對待它的方法，除了盡量的控制之外可以選用穩(wěn)健設計的方法，目的是這些因素的影響降低至最小，從而保證指標的高優(yōu)性能。

例如我們的汽車行駛的路面，不可能保證都是在高級公路上，那么對于一些差的路面，我們怎樣來設計出高性能呢？這時我們會選擇出一些抗干擾的因素來緩解干擾因素的影響。

穩(wěn)健設計通常我們會經(jīng)常使用在設計和研發(fā)階段，但有時也會隨著問題的產(chǎn)生而暴露出來，但我們會提出一個問題了：重新選定主要因素的水平會不會帶來指標的震蕩和劣化。

我們可以通過EVOP等途徑來重新設定以保證因素更改后的輸出效果。

試驗設計在工業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)設計中能發(fā)揮重要的作用，提高產(chǎn)量，減少質(zhì)量波動，提高產(chǎn)品質(zhì)量改水準、大大縮短新產(chǎn)品試驗周期、降低成本等。

試驗設計的方法很多，根據(jù)具體的問題模型和目的我們可以選擇適當?shù)卦O計方法，如混合設計、曲面設計、裂區(qū)設計、田口設計、均勻設計等等。

試驗設計摒棄了以往單個因子逐步調(diào)整的做法，避免了忽視交互作用等方面的問題，從而更加系統(tǒng)有效的解決我們所關(guān)注的指標。我們可以在很多的行業(yè)中采用漸進的方法來采用試驗設計方案，而不期望于一步到位。

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TS16949：2009體系中質(zhì)量工程方法之實驗設計DOE

安信達咨詢 — Fri, 16 Oct 2015 03:22:56 +0000

TS16949:2009作為汽車行業(yè)的質(zhì)量管理體系, 與諸多的質(zhì)量工程方法有或多或少的聯(lián)系, 熟悉并理解這些質(zhì)量工程方法, 對執(zhí)行TS16949體系的有效性會有一些幫助, 以促進滿足質(zhì)量成本和滿足顧客潛在需求. 下面分別對其中一些質(zhì)量工程方法作以介紹:
1.實驗設計（DOE）
在TS標準的6.2.2.1產(chǎn)品設計技能,7.3.3.1產(chǎn)品設計的輸出,8.5.1.1持續(xù)改進均不同程度提到或涉及實驗設計。
實驗設計一種用于控制過程輸入以便更好地理解對過程輸出影響的試驗技術(shù).一項設計的試驗是一個實驗或?qū)嶒炐蛄?實驗中根據(jù)描述的設計矩陣系統(tǒng)化地改變潛在影響過程的變量.所關(guān)注的反應在以下幾種情況下評價:

A.在實驗的變量中,確定顯著影響的變量
B.把變量等級所代表的整個范圍的影響定量
C.對過程中起作用的原因系統(tǒng)的性質(zhì)獲得較好的理解
D.比較影響和相互作用

典型的實驗設計通常采用如下兩種方法：1）。采用正交實驗 2）。田口方法,即線外質(zhì)量管理,進行質(zhì)量評價和為此采用的實驗設計法,主要是三次設計:系統(tǒng)設計,參數(shù)設計,容許差設計

正交實驗追求的目標之一是用盡量少的部分實驗來實現(xiàn)全面實驗所要達到的目的，正交表是正交設計的基本工具, 它是根據(jù)均勻分布的思想, 運用組合數(shù)學理論構(gòu)造的一種數(shù)學表格，在每一列中每個因素的各個不同水平在實驗中出現(xiàn)的次數(shù)相等，在任意兩列中, 兩個因素各種不同水平的所有可能搭配都出現(xiàn)了,而且出現(xiàn)的次數(shù)相等。

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DOE（實驗設計）培訓

安信達咨詢 — Fri, 11 Jul 2014 09:07:39 +0000

一、課程介紹
試驗設計（DOE-Design Of Experiment）是一系列試驗及分析方法的集合，是研究作用于因子X’s與關(guān)鍵質(zhì)量特性CTQ’s之間關(guān)系的方法論。它既可以評估多個因子中單個因子對輸出的影響，同時也能評估幾個因子一起對輸出的影響。
試驗設計是優(yōu)化產(chǎn)品和過程設計、加速設計開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、改善從研發(fā)、設計到制造過程的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換和解決制造問題的強有力工具。
如今，試驗設計被看作一個以總成本最低取得產(chǎn)品卓越性能的先進技術(shù)。
試驗設計的作用
1）.篩選顯著性因子
從眾多可能有影響的因子中挑出幾個確有影響的關(guān)鍵因子
2）比較
單因子的不同水平間，多因子的各種搭配間，其響應變量值的比較
3）優(yōu)化工藝參數(shù)
在因子取值范圍內(nèi)，尋找目標達到優(yōu)化（通常有望大、望小、望目）的工藝參數(shù)的公差范圍

二、關(guān)鍵收益
學員通過實驗設計項目找到參數(shù)的最佳配置，提升了質(zhì)量水平，提高了客戶滿意度、學員通過實驗設計解決了熱點問題，為企業(yè)帶來財務回報。

三、課程周期：4天

四、實施模式
課堂授課＋案例分享＋模擬實驗

五、建議參加者
生產(chǎn)，制造和設計相關(guān)的部門經(jīng)理、工程師和業(yè)務骨干人員等；

六、主要內(nèi)容
1.試驗設計方法簡介
2.投射器綜合實驗
3.區(qū)組化試驗
4.中心點試驗
5.混合水平全因子試驗
6.混合水平全因子投射器試驗
7.部分實施試驗
8.部分實施試驗投射器試驗
9.序貫試驗
10.響應曲面分析
11.試驗進化法

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DOE試驗設計

安信達咨詢 — Fri, 20 Dec 2013 10:16:46 +0000

DOE培訓背景：
“沒有戴明，美國就不會有質(zhì)量哲學；沒有朱蘭，美國就不會有質(zhì)量的方向；沒有謝恩，美國就無從解決質(zhì)量問題”。這句名言總結(jié)了美國最偉大的三位質(zhì)量大師的貢獻。
在產(chǎn)品設計中，如何用最小的實驗成本和次數(shù)，有效的設計和驗證產(chǎn)品的性能？
在制造過程中，如何面對諸多影響因素，科學的設定工藝參數(shù)？
面對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的懸而未決卻涉及因素復雜的質(zhì)量問題如何有效分析？
如何在設計和加工初期，做到質(zhì)量的先期控制，提升產(chǎn)品的競爭力？
在產(chǎn)品設計中，如何用最小的實驗成本和次數(shù)，有效的設計和驗證產(chǎn)品的性能？在制造過程中，如何面對諸多影響因素，科學的設定工藝參數(shù)？面對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的懸而未決卻涉及因素復雜的質(zhì)量問題如何有效分析？如何在設計和加工初期，做到質(zhì)量的先期控制，提升產(chǎn)品的競爭力？設計、制造、質(zhì)量工作由一個個過程組成。由于輸入的變化、各因素之間可能存在的交互作用，再加上各種干擾因素的影響，使得結(jié)果變化不定。在大多數(shù)情況下，這種輸出的不穩(wěn)定會帶來質(zhì)量不穩(wěn)定和成本高居不下。試驗設計（Design of Experiment，簡稱DOE）是以概率論與數(shù)理統(tǒng)計為基礎、合理安排試驗的一種方法，通過高效經(jīng)濟地獲取數(shù)據(jù)信息、科學地分析處理、得出正確的結(jié)論。
現(xiàn)代企業(yè)的制造和設計部門則經(jīng)常用它來解決設計、生產(chǎn)和服務流程中的問題，特別是在一些推行持續(xù)改進的企業(yè)里，更是一個提升質(zhì)量，穩(wěn)定流程的有力工具。本課程旨在向您講述如何將各項實驗方法運用于產(chǎn)品和制程設計中，減少過程中各項的變差，從而使產(chǎn)品及制程設計臻于完美。但是一提到DOE，很多人就會想到其深奧的理論，使人望而卻步。
DOE為什么能解決長期頑固的質(zhì)量問題？
長期頑固質(zhì)量問題的存在原因，絕大部分是不清楚造成問題的真正原因是什么？
因為造成質(zhì)量不良的原因太多了，如果進行分析，我們會找出幾十甚至上百的可能原因，而真正的原因就潛藏在這幾十上百的原因族之中，DOE通過簡單的工具，針對不同情況下的質(zhì)量問題，將其真正原因挖掘出來。
造成問題的真正的原因清楚了，解決方案也就一目了然了。

DOE培訓目標
了解掌握試驗設計的方法，原理和應用；
了解應用DOE的必備條件；
掌握DOE工具的應用步驟；
通過咨詢師的現(xiàn)場輔導，解決生產(chǎn)現(xiàn)場的實際問題并有效掌握DOE的應用
提高對DOE的認識，從根本上摒棄依靠“啪腦袋”和“工程猜測”解決問題的傳統(tǒng)陋習；
系統(tǒng)性地應用DOE工具，提高過程質(zhì)量及生產(chǎn)效率
DOE培訓大綱
一、實驗設計簡介
1.實驗設計的定義
2.實驗設計的歷史與發(fā)展
3.實驗設計的用途
4.實驗設計的成功運用案例
二、實驗設計類型
1.實驗設計的定義
2.全因子實驗設計
3.分部實驗設計
4.篩選實驗設計
5.中心復合實驗設計
6.Box-Behnken實驗設計
7.田口靜態(tài)實驗設計
8.均勻?qū)嶒炘O計
三、設計一個DOE的步驟(案例模擬)
1.定義問題，定義項目
2.確定可能的因變量
3.關(guān)于選擇因子與其水平的策略
4.輸入因子的類型與應用
5.干擾因子
6.可控因子
7.常數(shù)項
8.選擇設計類型
9.分析數(shù)據(jù),標識主要影響因素
10.提出解決方案
11.重復實驗以確認結(jié)果
12.過程能力評估
13.制定優(yōu)化方案
四、DOE的有效性
1.內(nèi)部有效性
2.外部有效性
3.統(tǒng)計結(jié)論的有效性
五、DOE結(jié)果分析
1.因素影響與交互影響
2.極差分析
3.ANOVA方差分析
4.單向方差分析
5.雙向方差分析
6.回歸分析
六、如何利用Minitab進行DOE分析
1.在Minitab中的圖形分析
2.正態(tài)概率圖
3.Pareto
4.主效果圖
5.交互效果圖
6.在Minitab中的統(tǒng)計分析
7.ANOVA
8.多元回歸
9.簡化模式
七、DOE在應用中的問題
1.因素影響與交互影響試驗的階段性
2.極差分析因子水平的選擇
3.測量誤差
4.重復與反復
5.隨機化
6.分塊
7.診斷與殘差點
8.優(yōu)化試驗（EVOP）
八、設計DOE計劃的成功關(guān)鍵
1.團隊合作
2.知識技術(shù)的跨功能
3.定義問題
4.可量化的改善目標
九、DOE應用實例
1.SMT過程實踐部分：
2.項目小組成立
3.案例學習
小組成員進行實際的項目設定
小組成員根據(jù)課程所講的方案制訂公司實際項目的計劃
模擬實戰(zhàn)
小組總結(jié)

本課程安信達咨詢開課公開課程，亦可根據(jù)企業(yè)情況提供內(nèi)訓服務；內(nèi)訓課程分為2天/4天兩種。

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