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1、DOE实验设计案例分析,DOE计划,一、试验目标 投射距离可以根据目标的变动随之变动参数符合距离要求。二、现状 投掷器的现状是投掷距离的平均值为176.43cm，标准偏差为3.19cm。三、试验工具盒尺测量范围（0-2m)，测量精度1cm投掷器,四、定义输入输出变量,DOE计划,X1-橡皮筋,X2-投掷球,X3-固定臂位置,X4-投射臂位置,X5-投射仓位置,X6-底座角度,对弹射距离的有影响的因素分析如下：,1,-1,1,-1,1,-1,1,-1,DOE计划,试验影响因素分析 试验的影响因素主要包括的影响因素及水平如下：,DOE计划,2003年6月22日所作分析,五、试验步骤1、筛选试验：通
2、过8次的筛选试验，将不重要的因素去除，以减少正式试验的因素数，减少试验次数。筛选试验时每个试验做5次重复试验。2、正式试验 根据筛选试验进行正式试验，正式试验采用解析度大于4的试验方案。正式试验时每个试验做5次重复试验。3、验证实验 根据正式试验的最优结果进行验证试验，验证实验共做20次。根据试验结果求出投掷距离。,DOE计划,2003年6月22日所作分析,一、筛选试验,筛选试验,首先进行8次的筛选试验，以筛选重要因素，试验数据和结果如下：,2003年6月22日所作分析,筛选试验,筛选试验影响因素的排列图,2003年6月22日所作分析,Estimated Effects and Coeffic
3、ients for y(coded units)Term Effect CoefConstant 1.60950 橡皮筋 1.30000 0.65000投掷球 0.13500 0.06750固定臂位置 0.39400 0.19700投掷臂位置 0.44800 0.22400投射仓位置 0.30700 0.15350底座角度 1.26600 0.63300橡皮筋*底座角度 0.35100 0.17550Analysis of Variance for y(coded units)Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F PMain Effects 6 7.5223 7.5
4、223 1.2537*2-Way Interactions 1 0.2464 0.2464 0.2464*Residual Error 0 0.0000 0.0000 0.0000Total 7 7.7687,筛选试验,筛选试验影响因素方差分析,主因素和两因素交互作用的P值均未出现,2003年6月22日所作分析,筛选试验,筛选试验结果分析,从筛选试验的排列图中可以看出，图中并未出现红线，说明8次试验并未区分出主要的影响因素。同时sesson中的p值数据也显示，主因素与2因素的交互作用均不显著。因此可以分析得出以下的结论：筛选试验的试验次数较少，不能反映出主因素与因素交互作用对Y值的影响，需要追
5、加实验，进一步分析。,2003年6月22日所作分析,DOE试验,采用在8次筛选试验基础上追加8次试验的试验方法，试验布置和结果如下：,2003年6月22日所作分析,试验影响因素的排列图,DOE分析,2003年6月22日所作分析,Estimated Effects and Coefficients for y(coded units)Term Effect Coef SE Coef T PConstant 1.62563 0.01888 86.13 0.007Block-0.01613 0.01888-0.85 0.550橡皮筋 1.28825 0.64412 0.01888 34.13 0.0
6、19投掷球-0.05475-0.02737 0.01888-1.45 0.384固定臂位置 0.43275 0.21637 0.01888 11.46 0.055投掷臂位置 0.37475 0.18738 0.01888 9.93 0.064投掷仓位置 0.16025 0.08012 0.01888 4.25 0.147底座角度 1.18125 0.59062 0.01888 31.29 0.020橡皮筋*投掷球 0.07325 0.03663 0.01888 1.94 0.303橡皮筋*固定臂位置 0.14675 0.07337 0.01888 3.89 0.160橡皮筋*投掷臂位置 0.1
7、8975 0.09488 0.01888 5.03 0.125橡皮筋*投掷仓位置-0.03875-0.01938 0.01888-1.03 0.492橡皮筋*底座角度 0.31325 0.15663 0.01888 8.30 0.076投掷球*固定臂位置 0.08475 0.04238 0.01888 2.25 0.267投掷球*投掷臂位置 0.01175 0.00588 0.01888 0.31 0.808Analysis of Variance for y(coded units)Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F PBlocks 1 0.0042 0.004
8、2 0.00416 0.73 0.550Main Effects 6 13.6453 13.6453 2.27422 398.97 0.0382-Way Interactions 7 0.6794 0.6794 0.09706 17.03 0.185Residual Error 1 0.0057 0.0057 0.00570Total 15 14.3346,主因素和两因素交互作用的P值均已出现，主交互因素的P值显著，二因素交互作用的P值不显著。需要删除不显著的交互作用。,试验影响因素方差分析,删除P值较大的两项交互作用,DOE分析,2003年6月22日所作分析,删除两项交互后的排列图,DOE分
9、析,2003年6月22日所作分析,Estimated Effects and Coefficients for y(coded units)Term Effect Coef SE Coef T PConstant 1.62563 0.01598 101.72 0.000Block-0.01613 0.01598-1.01 0.387橡皮筋 1.28825 0.64412 0.01598 40.31 0.000投掷球-0.05475-0.02737 0.01598-1.71 0.185固定臂位置 0.43275 0.21637 0.01598 13.54 0.001投掷臂位置 0.37475 0
10、.18738 0.01598 11.72 0.001投掷仓位置 0.16025 0.08012 0.01598 5.01 0.015底座角度 1.18125 0.59062 0.01598 36.96 0.000橡皮筋*投掷球 0.07325 0.03663 0.01598 2.29 0.106橡皮筋*固定臂位置 0.14675 0.07337 0.01598 4.59 0.019橡皮筋*投掷臂位置 0.18975 0.09488 0.01598 5.94 0.010橡皮筋*底座角度 0.31325 0.15663 0.01598 9.80 0.002投掷球*固定臂位置 0.08475 0.0
11、4238 0.01598 2.65 0.077Analysis of Variance for y(coded units)Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F PBlocks 1 0.0042 0.0042 0.00416 1.02 0.387Main Effects 6 13.6453 13.6453 2.27422 556.55 0.0002-Way Interactions 5 0.6729 0.6729 0.13457 32.93 0.008Residual Error 3 0.0123 0.0123 0.00409Total 15 14.3346,试验影
12、响因素方差分析,主因素和两因素交互作用的P值均已出现，主交互因素和二因素交互作用的P值均显著，表示主因素和两因素的交互作用对投射距离均有很大的影响。,DOE分析,2003年6月22日所作分析,主效果分析,从主效果分析图中可以看出，因素橡皮筋、固定臂位置、投掷臂位置、投射仓位置和底座角度对于投射距离均为正相关，投掷球与投射距离负相关。在6个因素中橡皮筋和底座角度对于投射距离的影响最大。,DOE分析,2003年6月22日所作分析,交互作用分析,DOE分析,从交互作用的图中可以看出投掷球与投掷仓位置、固定臂位置和投掷臂位置、投掷球和固定臂位置均有较大的交互作用。,2003年6月22日所作分析,DOE
13、分析,数学模型的建立,根据方差分析的数据可以计算出数学模型的回归方程为：Y1.62563+0.64412A-0.02737B+0.21637C+0.18738D+0.08012E+0.59062F+0.03663AB+0.07337AC+0.09488AD+0.15663AE+0.4238BC其中：Y投掷距离A橡皮筋B投掷球C固定臂位置D投掷臂位置E投掷仓位置F底座角度,2003年6月22日所作分析,优化设计,本实验的实验目标是望大，根据实验目标进行优化的结果如下：所有的6个影响因素均取1水平时，投射距离最远，最远的距离为3.7207米。,最优水平的实验在本实验的16次实验中已经作过，就是试验
14、标号为2的实验，在实验中5次的平均值为3.71，与目标值十分接近。,2003年6月22日所作分析,反应表面方法RSM,通过6.22的DOE试验，发现在6个因素中橡皮筋和底座角度对于投射距离的影响最大。重点针对此两个因素进行反应表面方法。,其他因素的选择如下：,0,1,-,-1,一、试验设计,反应表面方法RSM试验,进行2因子中央组合，试验方案如下：,反应表面方法RSM试验,通过13次试验，每次试验进行5次。试验数据如下：,主效果图,方差分析表,Term Coef SE Coef T PConstant 233.20 8.004 29.137 0.000A 88.74 6.327 14.024
15、0.000B-68.03 6.327-10.752 0.000A*A-41.39 6.785-6.100 0.000B*B 10.68 6.785 1.574 0.159A*B-13.70 8.948-1.531 0.170S=17.90 R-Sq=98.1%R-Sq(adj)=96.7%Analysis of Variance for C11 Source DF Seq SS Adj SS Adj MS F PRegression 5 114522 114522 22904.4 71.51 0.000 Linear 2 100022 100022 50010.9 156.15 0.000 S
16、quare 2 13750 13750 6874.8 21.46 0.001 Interaction 1 751 751 750.8 2.34 0.170Residual Error 7 2242 2242 320.3 Lack-of-Fit 3 1855 1855 618.4 6.39 0.053 Pure Error 4 387 387 96.7 Total 12 116764,Lack-of-Fit0.05,可以符合性假设成立,表面图和等高线图,数学模型的建立,根据方差分析的数据可以计算出数学模型的回归方程为：Y233.2+88.74A-68.03B-41.39A*A+10.68B*B-
17、13.70AB其中：Y投掷距离A底座角度B橡皮筋长度,反应优化器,当目标设置为2m（200cm）时,质量系统推荐,太友科技质量控制系统产品系列,数据采集,数据分析,控制/反馈,集成/分析,MiniData-RT,MiniData,Mini-SPC,TYSPC企业版,自动在线监控,简单易学,实用,帮助快速实施SPC,代替EXCEL的理想工具,功能:生产,品质,来料,投诉,图表,查询,数据导出,全面控制,免费下载地址：http:/,设备/仪器实时监控分析程序（MiniData RT 实时监控程序）本方案适合测量设备/仪器，连接单台电脑，只要系统中已存在*.txt格式的数据文件，只需要几分钟就能马上实现数据的即时监控和分析。,数据即时采集，分析，导出，打印，和自动存储。,MiniData 数据分析工具（提供免费普及版下载),MiniSPC 助你方便快捷地完成SPC的推行,免费下载地址：http:/,
