DOE 試驗(yàn)設(shè)計(jì)培訓(xùn)PPT課件

1、,DOE試驗(yàn)簡(jiǎn)介,（培訓(xùn)資料）,Co,新加坡黑帶大師,DOE（design of experiments) 試驗(yàn)設(shè)計(jì)是對(duì)試驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以降低實(shí)驗(yàn)誤差和生產(chǎn)費(fèi)用，減少實(shí)驗(yàn)工作量，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析的一種科學(xué)方法。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法最早由費(fèi)雪在農(nóng)業(yè)試驗(yàn)時(shí)提出，20世紀(jì)60年代，日本,一、起源及概念：,Co,的質(zhì)量管理專(zhuān)家田口玄一博士將其用于工業(yè)過(guò)程優(yōu)化，使此方法得以普及和發(fā)展。在20世紀(jì)80年代早期興起的6西格瑪管理系統(tǒng)中，作為DMAIC模式的重要一環(huán)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)成為過(guò)程改善不可或缺的利器。在過(guò)程中，影響輸出的因素往往非常多，試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法就是一種同時(shí)研究多個(gè),Co,因素（XS）對(duì)輸出（Y）的

2、影響的方法，它是通過(guò)對(duì)選定的輸入因素進(jìn)行精確，系統(tǒng)的人為調(diào)整（變化）來(lái)觀察輸出變量的變化情況，并通過(guò)對(duì)結(jié)果的分析，最終確定影響結(jié)果的關(guān)鍵因素及其最有利于結(jié)果的取值方法。如下圖：,Co,輸入（XS）,輸出（Y）,制造過(guò)程,Co,6 Sigma相關(guān)知識(shí)介紹,一、6 Sigma的定義 1、什么是“6 Sigma” A：6 Sigma是一整套系統(tǒng)的企業(yè)管理理論和實(shí)踐方法，其目標(biāo)是最大程度地實(shí)現(xiàn)和保持企業(yè)運(yùn)營(yíng)成功。 B：6 Sigma的原動(dòng)力來(lái)自對(duì)客戶需求的理解，對(duì)企業(yè)現(xiàn)狀，數(shù)據(jù)地科學(xué)分析，及對(duì)改進(jìn)企業(yè)的運(yùn)營(yíng)過(guò)程的渴望。 C：6 Sigma的質(zhì)量目標(biāo)小于3.4DPMO，99.99966%合格-每百萬(wàn)機(jī)會(huì)

3、中只有3.4個(gè)缺陷,2、6 Sigma經(jīng)歷的四個(gè)里程碑 A：30年代，SHEWHART（休哈特）引入統(tǒng)計(jì)過(guò)程圖（COTROL CHART） B：50年代，DEMING（戴明）對(duì)“新”管理哲學(xué)的貢獻(xiàn) C：70年代，TAGUCHI（田口玄一）引入質(zhì)量工程 D：90年代，世界市場(chǎng)的出現(xiàn)和6 Sigma-ROBERT GALVIN請(qǐng)MIKEL HARRY創(chuàng)建摩托羅拉的6 Sigma的研究院，后在亞利桑那洲創(chuàng)建6 Sigma學(xué)院,3、衡量6 Sigma的度量指標(biāo) A：質(zhì)量合格率（QUALITY YIELD） B：百萬(wàn)分之一 PPM C：每百萬(wàn)中的缺陷 DPM D：每百萬(wàn)機(jī)會(huì)中的缺陷 DPMO,4、6 S

4、igma的團(tuán)隊(duì)：綠帶（Green Belts）、黑帶（Black Belts） 、大黑帶（Master Black Belts ）、倡導(dǎo)者（CHAMPIONS）、執(zhí)行官（EXECUTIVE LEADER），團(tuán)體從小到大各司其職。,二、運(yùn)用6 Sigma解決問(wèn)題的方法 5個(gè)步驟DMAIC,1、DEFINE（定義）-識(shí)別改進(jìn)機(jī)會(huì) A：界定項(xiàng)目的范圍 B：籌集資源，為項(xiàng)目分配時(shí)間 2、MEASURE（測(cè)量）-量過(guò)程的當(dāng)前狀態(tài) A：繪制過(guò)程圖，特別注意影響質(zhì)量的關(guān)鍵過(guò)程和不增加價(jià)值的時(shí)間 B：制定收據(jù)收集計(jì)劃/度量指標(biāo) C：收集數(shù)據(jù)，評(píng)估當(dāng)前狀態(tài)（例如每百萬(wàn)中的缺陷）,3、ANALYZE（分析）-找出

5、造成缺陷的原因（長(zhǎng)期和偶然問(wèn)題） A：確定造成缺陷的原因 B：找出影響關(guān)鍵輸出的少數(shù)幾個(gè)至關(guān)重要的過(guò)程輸入標(biāo)量 C：優(yōu)先使用簡(jiǎn)單工具，適當(dāng)運(yùn)用QC手法 4、IMPROVE（提高）-開(kāi)發(fā)和執(zhí)行解決問(wèn)題方案 A：改變過(guò)程設(shè)置 B：重新設(shè)計(jì)過(guò)程，減少缺陷 5、CONTROL（控制）-實(shí)施控制，預(yù)防缺陷 A：控制階段目標(biāo)，實(shí)施新機(jī)制或新過(guò)程，防止問(wèn)題重現(xiàn) B：包括開(kāi)發(fā)文檔記錄和實(shí)施控制計(jì)劃 DMAIC-提供問(wèn)題求解的框架,二、試驗(yàn)設(shè)計(jì)用途,一）在工作實(shí)踐中，我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不在進(jìn)行試驗(yàn)，只不過(guò)是有時(shí)無(wú)意識(shí)罷了，通過(guò)試驗(yàn)我們可以達(dá)成下列目標(biāo)： 1、確定、驗(yàn)證和優(yōu)化制造過(guò)程的主要影響變量及其影響； 2、創(chuàng)造對(duì)

6、物料和產(chǎn)品變化不敏感的制造過(guò)程；,Co,3、設(shè)計(jì)對(duì)使用環(huán)境不敏感（既受環(huán)境的影響?。┑漠a(chǎn)品； 4、降低總的設(shè)計(jì)周期； 5、減少ECN(設(shè)計(jì)變更通知書(shū))數(shù)量； 6、改進(jìn)與CTQS有關(guān)的產(chǎn)品品質(zhì)、成本和性能指標(biāo)； 7、提高新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工藝性； 8、制造過(guò)程列出問(wèn)題及解決方案； 9、減少對(duì)產(chǎn)品的檢查和測(cè)試；,Co,一）在進(jìn)行基礎(chǔ)研究時(shí)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)可用來(lái)： 1、發(fā)現(xiàn)變量間的聯(lián)系； 2、明確技術(shù)要點(diǎn)； 二）在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)可用來(lái)： 1、做靈敏度分析； 2、建立可靠性公差； 3、確定部品特性； 4、確定設(shè)計(jì)布局；,三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的使用：,Co,5、使用較低等的材料和部品以降低成本； 6、減少變異；

7、7、改善新設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能； 三）在進(jìn)行制造過(guò)程（工藝）設(shè)計(jì)時(shí)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)可用來(lái)： 1、進(jìn)行過(guò)程變量研究； 2、變量的優(yōu)化設(shè)置； 3、建立可靠的公差； 4、發(fā)現(xiàn)低成本的解決方案；,Co,5、減少過(guò)程變化； 6、將過(guò)程均值逼近目標(biāo)值； 7、縮短制造周期； 8、消除缺陷； 9、提升產(chǎn)品可靠性； 四）在過(guò)程改善時(shí)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)可用來(lái)： 1、解決問(wèn)題； 2、研究過(guò)程變量間的相互關(guān)系； 3、進(jìn)行過(guò)程能力研究； 4、比較設(shè)備和方法的影響度；,Co,五）計(jì)量時(shí)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)可用來(lái)： 1、進(jìn)行量具研究； 2、確定主要誤差； 3、將測(cè)量誤差降至最?。?四、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些相關(guān)概念： 一）指標(biāo)：在試驗(yàn)中用來(lái)衡量試驗(yàn)結(jié)果的量叫試

8、驗(yàn)指標(biāo)，在六西格瑪系統(tǒng)中，試驗(yàn)指標(biāo)是公司與客戶共同關(guān)心的項(xiàng)目的（CTQ S：關(guān)鍵影響因素）；,Co,二）因素又稱因子，在試驗(yàn)中，影響試驗(yàn)考核指標(biāo)的量稱為因素。因素是我們前面說(shuō)過(guò)的作用因素即自變量（X S）； 三）水平是試驗(yàn)中各因素的不同取值； 四）通用符號(hào)：在試驗(yàn)表中，一般用“+”、“-”號(hào)或“1”、“2”、“3”等來(lái)表示因素的不同水平，當(dāng)因素只有高低兩個(gè)水平時(shí)，用“+”號(hào)代表高水平， “-”代表低水平（數(shù)值較,Co,低），當(dāng)因素有3個(gè)以上水平時(shí)，用“1”、“2”、”3“來(lái)依次表示從低到高的水平，值得一提出來(lái)的是，在同一試驗(yàn)表中，只能出現(xiàn)同類(lèi)符號(hào)，以“+”、“-”或“1、”2”、“3”而不可相

9、混用； 五）為了更加清楚的說(shuō)明以上概念，舉實(shí)例如下： 例1：7571250成品尺寸變異不穩(wěn)定遭客戶投訴，公司決定成立西格瑪項(xiàng)目組進(jìn)行改善，經(jīng)前期定義測(cè)量，分析階段后，項(xiàng)目組確定成品尺寸變異,Co,是由于硅膠尺寸引起，他們得出以下試驗(yàn)表：,Co,列表說(shuō)明如下：,Co,在試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，試驗(yàn)因素（輸入變量）有兩種：一種是在試驗(yàn)時(shí)我們可以以人為進(jìn)行控制的，稱為可控因素；一種是人為無(wú)法控制的稱為噪聲（隨機(jī)）因素： 一）可控因素是在試驗(yàn)過(guò)程中我們可以設(shè)置和保持其在一個(gè)希望的水平上的因素，有以下特征： 1、改善團(tuán)隊(duì)可以確信（根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和以往數(shù)據(jù)）其對(duì)指標(biāo)Y有重要影響；,五、因素的分類(lèi)：,2、在試驗(yàn)過(guò)程中可以比較

10、容易地進(jìn)行人為改變：如：噴涂工藝中的油墨粘度、噴槍方向、噴槍距離等； 二）噪聲因素是試驗(yàn)過(guò)程中可使試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生偏差，但我們無(wú)法對(duì)其進(jìn)行控制的因素，或要控制它需付出高昂的代價(jià)，其特征如下： 1、使試驗(yàn)結(jié)果偏離目標(biāo)； 2、無(wú)法或很難人為控制；如：人的思維、天氣狀況、季節(jié)變化、自然發(fā)展等。,六、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的類(lèi)別： 一）試驗(yàn)類(lèi)別的選擇依據(jù)： 1、研究目標(biāo)立即通過(guò)試驗(yàn)希望達(dá)到什么目的、解決什么問(wèn)題； 2、因素和水平數(shù)：我們調(diào)查、分析范圍； 3、每次試驗(yàn)成本； 二）試驗(yàn)類(lèi)別如下表：,三）試驗(yàn)方案（類(lèi)別）的選擇流程：如下圖：,由上表可以看出： 1、通過(guò)確認(rèn)歷史數(shù)據(jù)或收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)確定目前的過(guò)程能力； 2、確立

11、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)； 3、確立衡量試驗(yàn)輸出結(jié)果的變量； 4、確立影響輸出結(jié)果的各類(lèi)可控因素和噪聲因素；,七、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般步驟：,5、確定每個(gè)因素的水平數(shù)和各水平的實(shí)際取值； 6、選擇試驗(yàn)用表、使其能適應(yīng)所選擇的因素 和水平數(shù)需確定試驗(yàn)次數(shù)； 7、驗(yàn)證測(cè)量系統(tǒng)； 8、試驗(yàn)資源準(zhǔn)備：包括人員、材料、設(shè)備、 資金等建立測(cè)試計(jì)劃； 9、進(jìn)行試驗(yàn)：確信每個(gè)試驗(yàn)單元均被對(duì)應(yīng)于 其試驗(yàn)條件做好標(biāo)示；,10、測(cè)量試驗(yàn)單元； 11、分析數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是否影響因素； 12、確認(rèn)取得最好輸出結(jié)果的因素水平的組合； 13、在此優(yōu)化組合的因素和水平值上進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)以確認(rèn)效果；,14、通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序固定優(yōu)化以試驗(yàn)條件（因素和水平），

12、并進(jìn)行應(yīng)有的控制； 15、重新評(píng)估過(guò)程能力。,八、DOE(試驗(yàn)設(shè)計(jì))的幾種表格,一）,二）,三）,“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這句名言，也許可以很好詮釋“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是在大量的事實(shí)基礎(chǔ)之上，以事實(shí)說(shuō)話。記住一種品管永恒不變的管理方式“以事實(shí)為基礎(chǔ)的管理方式”。,九、總結(jié)：,DOE試驗(yàn)案例說(shuō)明,案例一（結(jié)論確定型）,一：前期,1、成立小組:張三、李四、王五、趙六 附會(huì)議紀(jì)要).,2：分析（魚(yú)骨圖分析）,小組人員：張三、李四、王五、趙六。 工序：油壓。 時(shí)間：2005、9、19。 制作：張三。,3：總結(jié),經(jīng)過(guò)小組的分析，認(rèn)為影響產(chǎn)品尺寸偏長(zhǎng)的主要原因?yàn)椋骸坝蛪毫蚧瘯r(shí)間”，“油壓機(jī)臺(tái)壓力”設(shè)

13、置偏高。分析小組決定進(jìn)行DOE試驗(yàn)確定最佳的機(jī)臺(tái)參數(shù)。,一）進(jìn)行試驗(yàn)： 1、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：是確定不同生產(chǎn)條件對(duì)產(chǎn)品尺寸的影響及確定最佳條件組合;、 2、測(cè)量指標(biāo)：油壓產(chǎn)品的尺寸； 3、影響因素XS：本試驗(yàn)已確定是考察不同生產(chǎn)條件(硫化時(shí)間,機(jī)臺(tái)壓力)對(duì)測(cè)量指標(biāo)的影響，即影響因素為2個(gè):硫化時(shí)間,機(jī)臺(tái)壓力； 4、確定可能影響到輸出指標(biāo)的噪聲因素； 5、列出DOE試驗(yàn)計(jì)劃表：,6、決定對(duì)每次試驗(yàn)抽取5PCS樣品進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果如下表：,二)分析不同條件對(duì)產(chǎn)品尺寸的影響;,2、設(shè)：A1=150s A2=100s A1= 33.93+34+34.2+33.8+34.09+33.8+34.2+33.9+3

14、5+35.5/10 =34.242 A2 = 33.5+34.08+34.01+33.9+34.2+33.98+34.5+34.2+33.7+34.5/10 =34.057,從上圖可以看出，硫化時(shí)間對(duì)產(chǎn)品尺寸影響很小。,3、分析不同機(jī)臺(tái)壓力對(duì)產(chǎn)品尺寸的影響;,4、設(shè)：B1= 90kg/cm2 B2=130kg/cm2 B1=33.93+34+34.2+33.8+34.09+33.5+34.08+34.01+33.9+34.2/10 =33.98 B2=33.8+34.2+33.9+35.0+35.5+33.98+34.5+34.2+33.7+34.5/10 =34.328,從上圖可以看出，機(jī)臺(tái)

15、壓力對(duì)產(chǎn)品尺寸影響較大。,5、分析兩因素交互作用對(duì)產(chǎn)品尺寸的影響;,6、交互作用影響可表達(dá)為 A1B1，A1B2，A2B1，A2B2。共有四種交互作用。,A1B1=33.93+34+34.2+33.8+34.09/5=34.004 A1B2=33.8+34.2+33.9+35.0+35.5+/5=34.48 A2B1=33.5+34.08+34.01+33.9+34.2/5=33.956 A2B2=33.98+34.5+34.2+33.7+34.5/5=34.176,150s,100s,交 互 作 用 對(duì) 尺 寸 的 影 響,7）、從上圖看出,硫化時(shí)間和機(jī)臺(tái)壓力之間有交互作用，因?yàn)閳D中的兩條直

16、線不是平行線。,8、交互作用分析：從圖中可以看出： A1B1=34.004 A1B2=34.48 34.48-34.004=0.476 A2B1=33.956 34.176-33.956=0.22 A2B2=34.176 由此可以看出硫化時(shí)間取100s時(shí)比150s的尺寸變異要小,可以確定硫化時(shí)間取100s。,8、交互作用分析：從圖中可以看出： A1B1=34.004 A2B1=33.956 34.004-33.956=0.048 A1B2=34.48 A2B2=34.176 34.48-34.176=0.304 由此可以看出機(jī)臺(tái)壓力取90kg/cm2時(shí)比130kg/cm2的尺寸變異要小,可以確

17、定機(jī)臺(tái)壓力取90kg/cm2,三、試驗(yàn)結(jié)論：,1、 經(jīng)過(guò)小組成員的分析及QC手法的運(yùn)用，得出影響產(chǎn)品尺寸的關(guān)鍵因素為：硫化時(shí)間、機(jī)臺(tái)壓力。,2、將各影響因素設(shè)置在如下水平時(shí)，產(chǎn)品尺寸最好且變異小。,3、現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定及標(biāo)準(zhǔn)卡的修正,案例二（結(jié)果驗(yàn)證型）,7575126A01成品近段時(shí)間，出現(xiàn)了多次RCA摩擦壽命NG的現(xiàn)象。針對(duì)此情況， 品管部決定成立一個(gè)試驗(yàn)小組，為解決此問(wèn)題進(jìn)行DOE試驗(yàn)。,一、前期：,1、成立小組:張三、李四、王五、趙六(附會(huì)議紀(jì)要).,2：分析（魚(yú)骨圖分析）,小組人員：張三、李四、王五、趙六。 工序：噴涂。 時(shí)間：2006、2、19。 制作：王五。,3：總 結(jié),經(jīng)過(guò)小組大

18、量的分析，認(rèn)為問(wèn)題出在不同供應(yīng)商的油墨上，7575126A01目前使用三家供應(yīng)商的油墨。分析小組針對(duì)此分析結(jié)論決定做DOE試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。,一）進(jìn)行試驗(yàn)： 1、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：是確定不同供應(yīng)商提供的油墨對(duì)RCA摩擦壽命的影響測(cè)量指標(biāo)； 2、測(cè)量指標(biāo)：成品的RCA摩擦壽命； 3、影響因素XS：本試驗(yàn)已確定是考察不同供應(yīng)商的油墨對(duì)測(cè)量指標(biāo)的影響，即影響因素只有1個(gè)：油墨供應(yīng)商； 4、確定可能影響到輸出指標(biāo)的噪聲因素；5、列出DOE試驗(yàn)計(jì)劃表：,6、根據(jù)以上信息確定試驗(yàn)表如下：,供應(yīng)商A（水平1）,供應(yīng)商B（水平2）,供應(yīng)商C（水平3）,7、決定對(duì)每次試驗(yàn)抽取5PCS樣品進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果如下表：,三、用方

19、差分析法分析：油墨供應(yīng)商不同對(duì)RCA壽命有無(wú)關(guān)鍵影響。,1、計(jì)算每個(gè)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)之和：,5,L3=Xi3 = 102+98+102+103+104=509,5,5,L2=Xi2 = 98+102+105+121+97=523,2、計(jì)算總和：,3,5,3,i=1,3、計(jì)算每個(gè)水平對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)的平均值：,X1 = =100.4 X2 = =104.6 X3 = =101.8,502,5,523,5,509,5,4、計(jì)算總的平均值：,X = T/n.g = 1534/15 = 102.27,5、計(jì)算Q值：,Q = X2ij = 1012+1002+1042 = 157342,j=1 i=1,3 5

20、,6、計(jì)算C值：,C = T2/n.g = 15342/15 = 2353156/15 = 156877.067,7、計(jì)算總平均和：,SST = Q - C = 157342 - 156877.067 = 464.933,8、計(jì)算組間平方和：,SSB = L2i n C = 784614 5 - 156877.067 = 45.733,J=1,3,9、計(jì)算組內(nèi)平方和：,SSW= SST - SSB = 464.933 - 45.733 = 419.2,10、用方差分析表進(jìn)行分析：,F值 Fcale,MSB/MSW,F值 Fcale,0.6546,查F分布表得F臨界值:F0.05（2,12） = 3.89,由于Fcale = 0.6546Fcrit = 3.89,所以在95%的置信度下認(rèn)為3個(gè)供應(yīng)商的油墨差異對(duì)RCA摩擦壽命NG無(wú)顯著影響。,11、各水平（供應(yīng)商）的平均值分布圖：,12、水平差異（供應(yīng)商差異）對(duì)輸出的影響：,RB = 100%（SSB/SST）= 100%（45.733/464.933） = 9.836% 表示有9.836%的輸出變異由水平差異引起。,13、用圓餅圖表示影響如下：,14、結(jié)論：