DOE—實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（經(jīng)典方法）

DOE——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

【課程背景】

如何以最低成本實(shí)戰(zhàn)顧客滿意最大化，是所有企業(yè)目前共同的目標(biāo)。但是，所有工程技
術(shù)和管理人員都會面臨一些設(shè)計(jì)問題而導(dǎo)致目標(biāo)很難實(shí)現(xiàn)，DOE作為一種產(chǎn)品研發(fā)的最強(qiáng)
大工具可以幫助管理者解決這些問題。DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）不但可幫助研發(fā)工程師一開始從
質(zhì)量和成本進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，而且可把產(chǎn)品工藝和使用因素都考慮周全，從而設(shè)計(jì)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(shí)DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）也是尋找原因、
分析和優(yōu)化復(fù)雜因子最強(qiáng)大的解決問題的工具和方法。在不少日本企業(yè)，不懂DOE（實(shí)驗(yàn)
設(shè)計(jì)）的工程師不能稱之為合格的工程師。
DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）包括傳統(tǒng)經(jīng)典DOE（析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)）、RSM（響應(yīng)優(yōu)化曲面）、混料D
OE（生化行業(yè)最有用）、田口DOE（抗噪聲設(shè)計(jì)）和謝寧DOE（快速解決問題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）
，每種DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）各有其特點(diǎn)。DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）除了與六西格瑪其它工具聯(lián)合起
來發(fā)揮巨大功能外，本身也是一套系統(tǒng)地解決問題方法。

【課程目的】
本課程重點(diǎn)針對從事產(chǎn)品研發(fā)人員和相關(guān)工程技術(shù)人員而設(shè)計(jì)。旨在幫助學(xué)員系統(tǒng)、
全面地應(yīng)用DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）在產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品和過程之改善時(shí)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）。
通過本課程的學(xué)習(xí),
使學(xué)員能掌握DOE工具,進(jìn)行產(chǎn)品、過程的健壯設(shè)計(jì)及持續(xù)改進(jìn)：理解DOE的原理;掌握MI
NITAB軟件DOE主要菜單; 掌握DOE進(jìn)行產(chǎn)品、過程改進(jìn)的步驟和方法。
1、掌握DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）的基本概念和原理；
2、掌握經(jīng)典DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）、混料DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）、田口DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）區(qū)別及優(yōu)
缺點(diǎn)，能據(jù)問題需要選擇合理DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）；
3、掌握如何應(yīng)用析因試驗(yàn)從眾多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、掌握田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，提高產(chǎn)品和過程信噪比，提高健壯性；
6、科學(xué)合理地安排試驗(yàn)，減少試驗(yàn)次數(shù)、縮短試驗(yàn)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益；
8、掌握如何應(yīng)用MINITAB軟件對DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化因子和預(yù)測輸出
。

【課程特色】
結(jié)果導(dǎo)向：使參加課程學(xué)習(xí)人員都能掌握DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）方法并能實(shí)際靈活地應(yīng)用。
實(shí)戰(zhàn)出發(fā)：課程配備豐富的案例，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生如何在制造行業(yè)中應(yīng)用。
教學(xué)相長：通過案例分析、實(shí)戰(zhàn)演練、小組研討、分享經(jīng)驗(yàn)和知識。

【培訓(xùn)對象】
技術(shù)副總裁、總監(jiān)、經(jīng)理、產(chǎn)品流程工程總監(jiān)、經(jīng)理、工程師、研發(fā)總監(jiān)、經(jīng)理、工程
師、六西格瑪領(lǐng)航員/黑帶大師/黑帶

【課程大綱】

第一講：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE)的簡介
一、何謂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE)
——何謂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE)
——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE)目的和作用
——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE)類別、作用和適用場合

二、試驗(yàn)設(shè)計(jì)術(shù)語
——響應(yīng)(Response)
——因子（Factor)（可控因子，非可控因子）
——水平（Level)
——處理（Treatment)
——試驗(yàn)單元（Noise)
——模型與誤差
——主效應(yīng)
——交互作用
——模型和誤差


三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)基本原則
1、重復(fù)試驗(yàn)
2、隨機(jī)化試驗(yàn)
3、區(qū)組試驗(yàn)


四、試驗(yàn)輸出Y選擇
1、輸出變量的類別
2、計(jì)量值和計(jì)數(shù)值差別
3、測量相關(guān)指標(biāo)和功能指標(biāo)
4、確定最優(yōu)的輸出變量


五、選擇因素水平的指引
1、合理選擇水平范圍
2、多水平轉(zhuǎn)化問題
3、噪聲因子處理
4、因子分組技術(shù)


六、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表
1、正交試驗(yàn)表
2、正交試驗(yàn)表的結(jié)構(gòu)
3、正交試驗(yàn)表的特點(diǎn)
4、正交試驗(yàn)表的性質(zhì)


七、試驗(yàn)設(shè)計(jì)策
1、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的策劃與安排
2、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟
——計(jì)劃階段
——實(shí)施階段
——分析階段（五步法）
3、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表


第二講：全因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （MINITAB軟件使用）
1、 全因子DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）概述
——二水平全因子設(shè)計(jì)
——正交表
——二水平設(shè)計(jì)的目的
——試驗(yàn)安排及中心點(diǎn)
——代碼化設(shè)計(jì)
——真實(shí)水平與代碼之間換算
——單因子DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）
——多因子DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）

2、 全因子DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)） 計(jì)劃
——MINITAB因子設(shè)計(jì)
——創(chuàng)建因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
——自定義因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3、 全因子設(shè)計(jì)分析
——步驟1：瀏覽數(shù)據(jù)
——步驟2：擬合模型
——步驟3：簡化模型
——步驟4：殘差分析
——步驟5：模型是否合適？
——步驟6：解釋模型
——步驟7：目標(biāo)是否達(dá)到

4、 全因子DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）案例分析與討論



第三講：部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1、部分因子DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）概述
——部分因子試驗(yàn)的必要性
——部分因子試驗(yàn)的實(shí)施原理
——部分因子試驗(yàn)的關(guān)鍵概念（分辨度）
——部分因子試驗(yàn)的設(shè)定
2、部分因子DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）的計(jì)劃
——默認(rèn)生成元的部分因子試驗(yàn)計(jì)劃
——指定生成元的部分因子試驗(yàn)計(jì)劃
3、 部分因子實(shí)驗(yàn)的實(shí)例分析
4、折疊設(shè)計(jì)
5、飽和設(shè)計(jì)
6、 Plackett—Buman設(shè)計(jì)
7、3水平部分因子試驗(yàn)的分析

第四講：RSM實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）
1、 響應(yīng)表面DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）概述
2、 創(chuàng)建響應(yīng)表面設(shè)計(jì)
3、 分析和優(yōu)化
4、 MINITAB RSM設(shè)計(jì)
4.1 創(chuàng)建RSM實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.2 自定義RSM實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.3 選擇最優(yōu)化設(shè)計(jì)
4.4 分析RSM實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.5 等值線和等值圖
4.6 優(yōu)化器
5、案例分析和現(xiàn)場練習(xí)

第五講：田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1、 田口玄一的質(zhì)量觀
2、 噪聲和健壯設(shè)計(jì)
3、 靜態(tài)田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
4、 動態(tài)田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5、 MINITAB 田口設(shè)計(jì)
5.1 創(chuàng)建田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.2 分析田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.3 預(yù)測田口結(jié)果
6、 田口設(shè)計(jì)案例分析和現(xiàn)場練習(xí)

第六講：混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
1、 混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述
2、 混料、混料總量和混料過程變量
3、 單純質(zhì)心混料設(shè)計(jì)
4、 格點(diǎn)混料設(shè)計(jì)
6、 極端限制混料設(shè)計(jì)
7、 創(chuàng)建混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
8、 混料設(shè)計(jì)分析
9、 混料設(shè)計(jì)案例分析和現(xiàn)場練習(xí)

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