飞利浦DOE实验设计专题讲座PPT.ppt

《飞利浦DOE实验设计专题讲座PPT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《飞利浦DOE实验设计专题讲座PPT.ppt（180页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、DESIGN OF EXPERIMENTS 实 验 设 计,SHAININ APPROACH shainin 方 法 Brought to you:Teo Chin Nam 张 振 南,D.O.E Workshop outline-day 1D.O.E 讲 座 大 纲(第 一 天),1.Introduction 介 绍-The need for D.O.E.D.O.E.的 要 求-The objective of D.O.ED.O.E.的 目 标-Approaches to D.O.E D.O.E.的 方 法-Characteristics of Shainin Tools.Shainin 工

2、 具 的 特 性2.Characterizing Variation(Distribution)误 差(分 布)的 表 征-Variation 误 差3.Central Limit Theorem(CLT)中 央 极 限 原 理-Individual and group coaching 个 人 和 小 组 指 导4.Gauge repeatability and reproducibility 测 定 重 复 和 再 现 性-The measurement of variation:Cp and Cpk 误 差 的 测 定,Day 1 program continue-第 一 天 程 序(续

3、),-Individual and group coaching.个 人 和 小 组 指 导5.The seven powerful D.O.E tools 七 种 有 效 的D.O.E.工 具6.Multi vari chart:To identify the family of the Red X.多 变 量 图：确 定 红 色 X 的 集 合-Individual and group coaching.个 人 和 小 组 指 导7.Component Search:To identify Red X.单 个 元 素 的 搜 寻：确 定 红 色 X-Individual and group

4、 coaching.个 人 和 小 组 指 导,Day 2 program第 二 天 程 序,8.Paired comparison:To distinguish the“Good“from the“Bad”配 对 比 较：区 分 好 的 与 坏 的-Individual and group coaching.个 人 和 小 组 指 导9.Variable search:Product/process characteristics 变 量 搜 寻：产 品/工 艺 的 特 性-Individual and group coaching.个 人 和 小 组 指 导 10.Full factori

5、al:Quantifying all main and interaction effects.所 有 因 子 化：定 量 分 析 所 有 主 要 的 和 相 互 作 用 的 影 响-Individual and group coaching.个 人 和 小 组 指 导,Day 3 Program 第 三 天 程 序,11.“B”vs“C“verification of permanency of improvement.永 久 化 改 进 的 B 与C 的 验 证-Individual and group coaching.个 人 和 小 组 指 导 12.Scatter Plots:Opt

6、imization and Determining Realistic tolerance.散 布 曲 线：优 化 和 确 定 实 际 允 许 偏 差 限 度-Individual and group coaching 个 人 和 小 组 指 导 13.SPC&Pre-control chart.SPC 以 及 预 控 制 图-Individual and group coaching 个 人 和 小 组 指 导 14.Interpretation of Classical D.O.E software print out 经 典DOE 软 件 计 算 结 果 的 解 释-Individual

7、 and group coaching 个 人 和 小 组 指 导,The Need for D.O.EDOE 的 要 求,TQM,TQC,Quality Circle etc.TQM，TQC，品 质 圈 等SPC not a problem Solving Tools-only a monitoring Tool.SPC 并 非 一 个 解 决 问 题 的 工 具 仅 是 一 个 监 控 的 手 段Over 90%Company do not know how to solve chronic qualityproblems.90 以 上 的 公 司 不 知 如 何 解 决 长 期 性 的

8、质 量 问 题Over 80%of key process parameters have Cpk value less than 1.0 超 过80 的 关 键 工 艺 参 数 具 有 小 于1.0 的 Cpk 值,1.Obtain the maximum amount of information using a minimum amount of resources.以 最 少 量 的 资 源 来 获 得 最 大 量 的 信 息2.Determine which factors shift the average response,which shift the variability

9、and which have no effect.确 定 哪 些 因 素 会 改 变 平 均 特 性，哪 些 会 影 响 变 化 率 而 哪 些 则 不 起 影 响3.Find factor settings that optimise the response and minimise the cost.找 出 起 作 用 的 因 子 环 境 以 优 化 特 性 和 减 少 成 本4.Build empirical models relating the response of interest to the Input factors.建 立 将 输 入 因 子 与 相 关 特 性 相 关

10、 联 的 经 验 模 型,DOE Objectives-DOE 的 目 标,Three approaches to the design of experiment,Three approaches to the design of experiment 三 种D.O.E.的 方 法,Characteristics of Shainin toolsShainin 法 的 特 点,Shainin tools are characterized byShainin 法 具 有 以 下 特 点-their simplicity and powerful.简 单 而 有 效-statistical f

11、oundation without statistical knowledge being required.基 于 统 计 原 理 而 无 需 统 计 的 知 识-simple in application.应 用 简 便-a structure that joins the tools together and gives a starting point with the application.具 有一 个 集 各 种 工 具 于 一 体 又 是 一 个 应 用 时 最 基 本 的 架 构,Variation 误 差,Types of Variation 误 差 的 种 类,Speci

12、al(Assignable)Causes Affect the Process Differently Over Time Due to Specific Events or Factors,特 种 原 因(指 定 的)由 特 殊 事 件 或 因 子 而随 时 间对 过 程 起 不 同 的 影 响，(May be Random or Systematic)(可 能 是 随 机 的 或 是 系 统 的)Examples:例 如：Wrong Material Used 用 错 材 料Sudden Change In Temperature 突 然 的 温 度 改 变Tool Wear 工 具 磨

13、损Different Personnel Skill Level 不 同 人 员 的 技 术 水 平,Responsible:负有 责 任 的：Operator/Employee/Mini-Company 操 作 工/雇 员/小 公 司,Common(Random)Causes 普 通(随 机)原 因Inherent in the Design and Organization of a Process 内 在 于 设 计 和 一 个 过 程 的 组 织 之 中Affect the Process the Same Over Time 随 时 间 对 过 程 影 响 相 同Affects Ev

14、eryone in the Process 影 响 过 程 中 的 每 一 个 人Due to Random Events 由 于 随 机 事 件,Types of Variation 误 差 的 种 类,Responsible:负有 责 任 的：Management/Engineering Team 管 理/工 程 团 队,But they form a pattern which is called a distribution 但 它 们 形 成 了 一 种 模 式，这 就 叫 一 种分 布,Distributions can differ in:分 布 可 有 下列 不 同 方 式,L

15、ocation 地 点,Spread 延 伸,Shape 形 态,Products or services vary 产 品 或 服 务 改 变,Characterizing Variation(Distributions)对 误 差(分 布)特 点 的 描 述,Uniform 均 一 分 布,Some Typical Distribution Shapes 一 些 典 型 的 分 布 形 态,Variation&Quality 误 差 与 质 量,Loss 损 耗,Loss 损 耗,Upper SpecificationLimit 规 格 上 限,Lower SpecificationLim

16、it 规 格 下 限,Value of Quality Characteristic 品 质 特 征 的 价 值,When outputs are within specification limits,there is no loss.当 产 品 在 规 格 限 度 以 内，就 没 有 损 耗。Assumes that the outputs are equally good when their quality characteristics are within specification limits.假 设 当 品 质 特 征 保 持 在 规 格 限 度 以 内，产 品 就 同 样

17、保 持 令 人 满 意This view is boundary oriented.此 观 点 是 具 边 界 取 向 性 的,THE OLD VIEW OF QUALITY 质 量 的 旧 观 点,Variation&Quality 误 差 与 质 量,Assumes that any variation from the target value results in loss.假 设 任 何 目 标 变 量 的 误 差 都 会 导 致 损 耗The bigger the deviation,the bigger the loss.偏 差 越 大，损 耗 就 越 大This view is

18、 target or optimum value oriented.此 观 点 是 以 目 标 或 最 佳 值 为 导 向 的This view is a direct result of multi-valued orientation.此 观 点 是 多 值 取 向 的 直 接 结 果,THE NEW VIEW OF QUALITY 质 量 的 新 观 点 TAGUCHI LOSS FUNCTION TAGUCHI 的 损 耗 函 数,Prediction 预 测,0 Variation=100%Predictability0 误 差 100 可 预 测 性 Variation=误 差=可

19、 预 测 性Therefore.Reducing Variation Helps To Predict,Plan and Meet Customer Needs!因 此 减 少 误 差 有 助 于 预 测，计 划 和 满 足 客 户 的 需 要,The Central Limit Theorem 中 央 极 限 原 理,Let X1,X2.Xn denotes a random sample selected from a population having mean and variance 2.假 设 X1,X2.Xn 代 表 一 组 选 自 一 个 具 有 平 均 值 和 方 差 2 的

20、 域 的 随 机 抽 样Let X bar denotes the sample mean.If n is large,then X bar has approximately a normal distribution with mean and variance 2/n.假 设 表 示 该 抽 样 的 平 均 值.假 如n 很 大，那 么 大 约 与 平 均 值 和 方 差 2/n 呈 正 态 分 布 关 系,Central limit theorem-Workshop session no.1 中 央 极 限 原 理 培 训 第 一 课,A population consists of

21、the three numbers 2,4,and 6.What is the mean of this population?一 个 集 合 由 三 个 元 素2，4，6 组 成，那 么 这 个 集 合 的 平 均 值 是 多 少？,Central limit theorem-workshop session no.2 中 央 极 限 原 理 培 训 第 二 课,A population consists of three numbers 2,4 and 6.What is the variance of this population?一 个 集 合 由 三 个 元 素2，4，6 组 成，

22、那 么 这 个 集 合 的 方 差 是 多 少？,Central Limit theorem-workshop session no.3 中 央 极 限 原 理 培 训 第 三 课,A population consists of the three numbers 2,4 and 6，consider all the possible samples with n=2 that can be drawn with replacement from this population.What is the mean of the sampling distribution of mean?一 个

23、 集 合 由 三 个 元 素2，4，6 组 成，考 虑 当 n=2 时 所 有 以 替 代 的 方 式 从 这 个 集 合 里 抽 取 的 可 能 样 品，那 么 平 均 值 的 随 机 抽 样 分 布 的 平 均 数 是 多 少？,Central limit theorem-workshop session no.4 中 央 极 限 原 理 培 训 第 四 课,A population consists of the three number,2,4 and 6,consider all the possible samples with n=2 that can be drawn with

24、 replacement from this population.What is the variance of the sampling distribution of mean?一 个 集 合 由 三 个 元 素2，4，6 组 成，考 虑 当 n=2 时 所 有 以 替 代 的 方 式 从 这 个 集 合 里 抽 取 的 可 能 样 品，那 么 平 均 值 的随 机 抽 样 分 布 的 方 差 是 多 少？,Average vs Raw Data 平 均 数 与 原 始 数 据,Averaging Converts Any Shape Distribution To Gaussian,A

25、verage vs Raw Data 平 均 数 与 原 始 数 据,Averaging Converts Any Shape Distribution To Gaussian 平 均 化 法 可 将 任 何 分 布形 态 转 换 成 高 斯 分 布,BACKGROUND 背 景The ability of a gauge to obtain meaningful measurements directlyinfluences the operation of quality programs.一 种 能 获 得 有 意 义 的 测 量 结 果的 测 量仪 器 的 能 力 直 接 影 响 质

26、量 计 划 的 实 施Since many statistical techniques rely on measurements,the qualityof the measurements systems that produce the measurements is important.由 于 很 多 统 计 方 法 依 赖 于 测 量 结 果，因 此 测 量 系 统 的 质 量 就 很 重 要The ability of a gauge to obtain repeatable,reproducible and accurate measurements should be asse

27、ssed before data collection.一 种 测 量仪 器 的 具 有 重 复 性，可 再 现 性 和 能 获 得 精 确 测 量 结 果 的 能 力 应 该 在 数 据 采 集 前 进 行 评 估,Measurement Errors 测 量 误 差,1.Repeatability 重 复 性2.Reproducibility 可 再 现 性3.Accuracy 精 度4.Linearity 线 性5.Stability 稳 定 性,Repeatability 重 复 性,The repeatability of a gauge is the variation assoc

28、iated with repeated measurements of a single part by one operator using the gauge.一 种 测 试 仪 器 的 重 复 性 是 指 由 一 个 操 作 员 使 用 该 种 仪 器 对 某 一 单 个 零 件 进 行 重 复 测 量 而 产 生 的 误 差,Causes of poor Repeatability 重 复 性 差 的 原 因,1.Gauge not clean 测 量 仪 器 不 清 洁2.Worn out gauge components.仪 器 有 部 件 破 损3.Within-measured

29、-part variability测 试 部 件 内 存 在 变 化 率4.Poor gauge design.仪 器 设 计 有 问 题5.Malfunction of gauge.仪 器 功 能 不 良6.Improper gauging method.不 正 确 的 测 量 方 法7.Environmental conditions.环 境 因 素,Reproducibility 可 再 现 性,The reproducibility of a gauge is the difference between two operators variation associated with

30、repeated measurements of single part by different operators using the gauge.可 再 现 性 是 指 由 两 个不 同 的 操 作 员 使 用 该 种 仪 器 对 某 一 单 个 零 件 进 行 重 复 测 量 而 引 起 的 差 别.,Causes of poor Reproducibility 可 再 现 性 差 的 原 因,1.Operators using different gauging methods.操 作 员 采 用 不 同 的 测 量 方 法2.Insufficient operator traini

31、ng in proper gauging method.对 正 确 的 测 量 方 法 操 作 员 培 训 不 足3.Poor gauge design,allowing subjective evaluation.测 试 仪 器 设 计 出 现 问 题 引 起 测 试 时 的 主 观 估 测,Accuracy 精 度,The accuracy of a gauge is the difference between the gaugemeasurement value and the“true”value of the measured characteristic.一 种 测 量 仪 器

32、的 精 度 是 由 该 种 仪 器 的 测 量 值 和 被 测 特 性 的“真”值 之 间 的 差 来 反 映,Linearity 线 性,The linearity of a gauge is the change in accuracy throughthe operating range of the gauge.一 种 测 量 仪 器 的 线 性 是 由 在 该 种 仪 器 的 测 量 范 围 以 内 的 精 度 变 化 来 描 述,Causes of poor Accuracy or Linearity 引 起 精 度 和 线 性 不 良 的 原 因,1.Improper calib

33、ration or setup of gauge 仪 器 的 校 准 和 装 配 不 正 确2.Too long a period of time between calibration 仪 器 校 准 的 时 间 间 隔 太 长 3.Worn out or incorrect master 仪 器 磨 损 或 不 正 确 的 调 校4.Use of a single master rather than high and low master 只 采 用 了 一 个 简 单 的 校 对 而 不 是 高 低 校 对5.Malfunction of gauge 仪 器 功 能 不 良6.Impr

34、oper gauging method 不 正 确 的 测 量 方 法7.Environmental conditions 环 境 因 素,Stability 稳 定 性,The stability of a gauging process refers to its stability over time.测 量 过 程 的 稳 定 性 是 指 其 随 时 间 的 变 化 而 不 变 的 特 性,Short Method Study 简 捷 法 研 究,The objective of a short method study is to quickly access the gauge c

35、apability to perform its function.The repeatability of the gauge cannot be segregated from the reproducibility in this study.简 捷 法 研 究 的 目 的 是 快 速 地 对 测 试 仪 器 执 行 某 种 功 能 的 能 力 进 行 了 解 和 掌 握.在 这 个 研 究 过 程 中，仪 器 的 重 复 性 不 能 和 可 再 现 性 分 隔 开 来.,Part noOperator AOperator BRange,R1120.1120.40.32118.9118.

36、20.73119.3119.40.14119.4119.40.05121.1121.90.86119.9119.60.37120.2120.20.08120.4120.70.39118.9118.50.410119.4119.50.1Total Range:3.0Average Range:b0.3d2d21.16Tolerance:8GRR 5.15*b/d21.33GRR(%)GRR*100/816.65%,Workshop session 5 培 训 第 5 课,Part NoOperator1Operator2 零 件 数 操 作 工 1 操 作 工 211.201.2621.251.

37、2731.281.2241.221.3151.221.2261.301.2471.281.2481.231.2891.241.29101.221.21,SHORT METHOD STUDY 简 捷 法 研 究d2 ValuesNUMBER OF OPERATORS 操 作 工 的 人 数No of Part234567891021.281.812.152.42.62.772.913.023.1331.231.772.122.382.582.752.893.013.1141.211.752.112.372.572.742.8833.151.191.742.12.362.562.732.872.9

38、93.161.181.732.092.352.562.732.872.993.171.171.732.092.352.552.722.872.993.0981.171.722.082.352.552.722.872.993.0991.161.722.082.342.552.722.862.983.09101.161.722.082.342.552.722.862.983.08101.131.692.062.332.532.72.852.973.08,Capability indices are used to indicate the variability of a product or p

39、rocess due to its component tolerances.产 能 系 数 通 常 指 因 另 部 件 的 允 许 偏 差 限 度 而 引 起 的 某 产 品 或 某 工 艺 过 程 的 变 化 率,Introduction to Capability Indices产 能 系 数 简 介,Only LSL:Cp=,Capability index=Assesses how well a process can produce to requirements in terms of process spread.产 能 系 数 对 由 工 艺 分 布 的 要 求 而 对 应

40、的 某 种 工 艺 过 程 的 产 能 的 评 估,Cp,Cp=,Only USL:Cp=,Cpk:Alternative definition for centred target,中 心 目 标 的 替 代 定 义 T=(LSL+USL)/2,Measures of Quality:Cp,Cpk 质 量 的 衡 量:Cp,Cpk,3s,pdf,USL,LSL,m,output,3s,Cpk=Min(,),(valid for NORMAL distributions only)仅 对 正 态 分 布 有 效,Cp=1Cpk=1ppm=2700,Cp=1Cpk=0.5ppm=66810,Re

41、lation between Cp,Cpk and Yield/Fall-off(ppm)Cp,Cpk 和 产 量/衰 减(ppm)的 关 系,3s,LSL,USL,m=target,1.5s,LSL,USL,target,m,1.5s shift,s=0.2,pdf,10.2,12.6,m=12,Workshop session 6 培 训 第 六 课,Calculate Cp and Cpk 计 算 Cp 和 Cpk,Workshop 6 solution 培 训 6 求 解,Cp=2.00,Cpk=Min(,),Cpk=1.0,s=0.4,pdf,LSL=31.8,USL=35.6,m=

42、35,Workshop session 7培 训 第 七 课,Calculate Cp and Cpk 计 算 Cp 和 Cpk,Seven powerful Shainin Tools,Seven powerful Shainin Tools 七 种 有 效 的 Shainin 方 法,Purpose:目 的To reduce the large number ofpossible causes of the variation.为 了 减 少 相 当 多 的 可 能 引 起 误 差 的 原 因,Multi-Vari Chart 多 元 变 量 图,Multi-Vari Charts 多 元

43、 变 量 图,Graphic displays of the variation in relation to position,product and time,etc.框 图 显 示 了 与 位 置，产 品 和 时 间 等 有 关 的 误 差.,Characterisation of Multi-Vari Charts 多 元 变 量 图 的 特 性 描 述,There must be a quality characteristic that shows variation.一 定 存 在 着 一 种 显 示 误 差 的 质 量 特 性This variation gives probl

44、ems,such as rejects,machine stoppage or production rate reduction.这 种 误 差 引 起 了 种 种 问 题，诸 如 废 品，机 器 停 机 或 生 产 率 的 下 降,Multi-Vari Chart:What is it all about 多 元 变 量 图:它 的 一 切 包 括 了 什 么,The Multi-Vari investigate the nature of the cause(the Red X)多 元 变 量 图 是 用 来 分 析 原 因 的 本 质(红 色 X)Where is the Red X

45、active?红 色 X 在 何 处 活 跃？-Within the product?在 产 品 之 中？-Between the product?在 产 品 之 间？-Over the time?随 时 间 变 化？The Multi-Vari tells you where the Red X is active and where NOT!多 元 变 量 图 告 诉 你 红 色 X 在 何 处 活 跃 以 及 红 色 X 在 何 处 不活 跃！,Multi-Vari Study on the Adhesion of Tiles mounted on a Strip粘 结 在 一 块 狭

46、长 条 板 上 的 砖 块 的 粘 胶 的 多 元 变 量 分 析Make a plot of the data with the highest and lowest adhesions,respectively,within each strip;connect the average within each strip and mark with a O the average of all three strips within each time interval.作 出 一 张 有 关 在 每 一 块 狭 长 条 板 上 的 最 高 和 最 低 粘 胶 的 数 据 图 表；连 接

47、在 每 一 块 狭 长 条 板 上 的 平 均 值 并 圈 出 每 一 时 段 的 所 有 一 块 狭 长 条 板 上 的 平 均 值。,Workshop session 8 培 训 第 八 课,Question 1:Which family accounts for most of the variation?Question 2:What clues can you pick up,including non random trends?,Workshop session 9,问 题 1:哪 一 组 导 致 大 部 分 的 误 差?问 题 2:你 能 找 出 包 括 非 随 机 趋 势 在

48、 内 的 线 索 吗?,Workshop session 9 培 训 第 九 课,Purpose:目 的：To reduce the number of possiblecomponents/subassemblies thatcontribute significantly to thevariation.为 了 减 少 可 能 显 著 造 成 误 差 的 单 个 元 素/组 件 的 数 目,Components Search 单 个 元 素 搜 寻,Characterization of Components Search 单 个 元 素 搜 寻 的 特 点 描 述,-This techn

49、ique is ideal for application in assembly,but can also be used for processes.这 种 方 法 非 常 适 用 于 组 装 过 程，但 它 也 能 被 用 在 工 艺 流 程 上-The quality characteristics must be capable of being repeatedly measured.质 量 特 性 必 须 要 能 被 重 复 测 定-It must be possible to disassemble and reassemble the products.一 定 要 有 能 将

50、 产 品 拆 散 和 重 新 组 装 的 可 能,Components Search Procedure,1.Select the best and worst products.2.Measured the quality characteristic of both product.3.Disassemble the products twice and reassemble them.Check whether the ratio of D:d 1.25 and whether all good products are better than all bad product.4.Pla