DOE分析和优化

Pg1DOE分析Pg2分析方法分析步骤1.因子效应的显著性2.模型简化3.残差分析4.主效果交互作用5.等高线分布6.反应优化器•正态分布图•Pareto图•ANOVA分析表•残差图•主效果图•交互作用图•等高线图•反应优化器Pg3Stat﹥DOE﹥FactorialDOE分析因子效应的显著性模型简化残差分析DOE设计创建试验计划主效果图和交互作用图等高线图反应优化器Pg4例：弹射器试验：依上述试验设计运行，收集数据参见《DOE案例弹射器距离.MTW》.请进行DOE分析Pg5Stat﹥DOE﹥Factorial﹥AnalyzeFactorialDesignStep1：因子效应的显著性解析度=Ⅳ故只能分析主效果和二项交互作用。正态分布图Pareto图残差分布图Pg6StandardizedEffectPercent35302520151050999590807060504030201051Factor投射臂位置E投射仓位置F底座角度NameA橡皮筋B投掷球C固定臂位置DEffectTypeNotSignificantSignificantFANormalProbabilityPlotoftheStandardizedEffects(responseisYbar,Alpha=.05)TermStandardizedEffectBDAEBABBCACEADAFDCFA3530252015105012.71Factor投射臂位置E投射仓位置F底座角度NameA橡皮筋B投掷球C固定臂位置DParetoChartoftheStandardizedEffects(responseisYbar,Alpha=.05)影响弹射距离Y的显著因子：A-橡皮筋F-底座角度Pg7EstimatedEffectsandCoefficientsforYbar(codedunits)TermEffectCoefSECoefTPConstant1.625630.0188786.130.007Block-0.016120.01887-0.850.550橡皮筋1.288250.644130.0188734.130.019投掷球-0.05475-0.027380.01887-1.450.384固定臂位置0.432750.216370.0188711.460.055投射臂位置0.374750.187370.018879.930.064投射仓位置0.160250.080130.018874.250.147底座角度1.181250.590620.0188731.290.020橡皮筋*投掷球0.073250.036630.018871.940.303橡皮筋*固定臂位置0.146750.073380.018873.890.160橡皮筋*投射臂位置0.189750.094880.018875.030.125橡皮筋*投射仓位置-0.03875-0.019380.01887-1.030.492橡皮筋*底座角度0.313250.156630.018878.300.076投掷球*固定臂位置0.084750.042380.018872.250.267投掷球*投射臂位置0.011750.005880.018870.310.808S=0.0755R-Sq=99.96%R-Sq(adj)=99.40%影响弹射距离Y的显著因子：P≤0.05A-橡皮筋F-底座角度所靠量的因子*6个及其二阶交互作用可解释变异的能力:R-Sq=99.96%Pg8Step2：模型简化把P值≥0.5的项目删除TermStandardizedEffectBABBCACEADAFDCFA4030201003.18Factor投射臂位置E投射仓位置F底座角度NameA橡皮筋B投掷球C固定臂位置DParetoChartoftheStandardizedEffects(responseisYbar,Alpha=.05)StandardizedEffectPercent403020100999590807060504030201051Factor投射臂位置E投射仓位置F底座角度NameA橡皮筋B投掷球C固定臂位置DEffectTypeNotSignificantSignificantAFADACFEDCANormalProbabilityPlotoftheStandardizedEffects(responseisYbar,Alpha=.05)Pg9EstimatedEffectsandCoefficientsforYbar(codedunits)TermEffectCoefSECoefTPConstant1.625630.01598101.720.000Block-0.016120.01598-1.010.387橡皮筋1.288250.644130.0159840.310.000投掷球-0.05475-0.027380.01598-1.710.185固定臂位置0.432750.216370.0159813.540.001投射臂位置0.374750.187370.0159811.720.001投射仓位置0.160250.080130.015985.010.015底座角度1.181250.590620.0159836.960.000橡皮筋*投掷球0.073250.036630.015982.290.106橡皮筋*固定臂位置0.146750.073380.015984.590.019橡皮筋*投射臂位置0.189750.094880.015985.940.010橡皮筋*底座角度0.313250.156630.015989.800.002投掷球*固定臂位置0.084750.042380.015982.650.077S=0.0639238R-Sq=99.91%R-Sq(adj)=99.57%•和简化前有什么不一样?•因子对Y影响程度大小顺序如何？请思考：Pg10Step3：残差分析ResidualPercent0.100.050.00-0.05-0.10999050101FittedValueResidual432100.100.050.00-0.05-0.10ResidualFrequency0.080.040.00-0.04-0.0843210ObservationOrderResidual161514131211109876543210.100.050.00-0.05-0.10NormalProbabilityPlotoftheResidualsResidualsVersustheFittedValuesHistogramoftheResidualsResidualsVersustheOrderoftheDataResidualPlotsforYbar残差符合正态性并且没有明显规律性→该模型是合适的。Pg11根据方差分析的数据（Coef数值）可以计算出数学模型的回归方程为：距离（Y）＝1.62563+0.64413A+0.21637C+0.18737D+0.08013E+0.59062F+0.07338A*C+0.09488A*D+0.15663A*E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－底座角度回归模型建立：Pg12Step4：主效果交互作用Stat﹥DOE﹥Factorial﹥FactorialPlotsPg13MeanofYbar1-12.42.01.61.20.81-11-11-12.42.01.61.20.81-11-1橡皮筋投掷球固定臂位置投射臂位置投射仓位置底座角度MainEffectsPlot(datameans)forYbar橡皮筋1-11-11-1321固定臂位置321投射臂位置321底座角度橡皮筋-11固定臂位置-11投射臂位置-11InteractionPlot(datameans)forYbar(主效果图)(交互作用图)图形告诉我们什么信息？Pg14Step5：反应优化器Stat﹥DOE﹥Factorial﹥ResponseOptimizer三种选择:MinimizeTargetMaximizePg15HiLo1.0000DOptimalCurd=1.0000MaximumYbary=3.50-1.01.0-1.01.0-1.01.0-1.01.0-1.01.0-1.01.0投掷球固定臂位置投射臂位置投射仓位置底座角度橡皮筋[1.0][1.0][0.3844][1.0][1.0000][1.0]依据反应优化器所选择因子水平设置：Y=3.5m红线可以拖动来设置该因子水平Pg16得出结论需回答的问题：试验结果是否具有统计显著性？模型是否合宜？残差分析是否有异常？因子主效果如何？因子交互作用如何？因子水平如何设置可达到目标？Pg17执行验证确认统计结论→实际问题改进指导→验证实验执行验证试验来确认你是否真正作出改进非常重要。在执行验证试验中要根据分析结论对主要因子水平结合实际情况进行合理设置。可对验证试验结果抽样数据与原数据进行假设检验，以证实你确实做了改进。Pg18知识获取点明确问题：品质特性、因子水平、试验目标基本概念：结合实际需要选择所需要的试验类型（分辨度、区组(Block)、复制和重复次数、试验次数、功效(Power)）分步试验：筛选（分数阶乘）→改进（全因子）→优化（RSM）因子效应显著性分析判断分析模型优化残差诊断主效应、交互作用回归模型反应优化器Pg19Exercise01:在压力成型塑胶板生产中，经因子初步筛选后知，影响成型塑胶板强度的因素有：压膜间距、成型压力、压力角度。请设计试验计划：1、响应变量？2、因子:间距60mm\70mm，压力300Pa/400Pa，角度20°/24°3、试验计划？