Minitab实验设计DOE操作步骤-1-742

DOE基础知识实验设计什么是实验计划法（DesignofExperiments）？●为了在现有的预算（费用、时间…..）中得出最多的资料而计划实验方法和分析方法DOE（DesignofExperiments）的目的●VitalFewX的确认和影响程度的掌握●掌握选中的重要的X之间的交互作用●树立使用X的Y的预测模型●决定使Y最适合的X的条件DOE基础知识实验计划法概要DOE用语整理●因子（Factors）--是指影响输出变量（Y）的输入变量（X），即具有温度/压力/作业方法等技术水准意义的母数因子（FixFactor）。如计量因子：温度/压力等；计数因子：原料种类等●水准（LEVEL）--因子的“水准”是为了实验而指定的因子赋予的值。如不同温度，不同压力等●处理（Treatment）--所谓的处理是指各因子单一水准的组合。如：100度温度下，压力1气压●处理组合（TreatmentCombination）--是指因子各水准的组合。如2x2x2的情况下，实验的处理组合是8●重复（Repeat）●主要效果（MainEffect）--是指各输入变量由不同水准间变化时因水准间差异而引起的输出变量变化的平均值●交互作用（Interaction）--依据2因子以上的特定因子水准的组合而引起的效果DOE基础知识实验计划法概要DOE基础知识实验计划法概要实验的类型●试行与事故试验（TrialandError）●一次一个的要因（One-Factor-at-aTime：OFAT）●部份要因实验（FractionlFactorialDesigns）●完全要因实验（FullFactorialDesigns）●反应表面实验（ResponseSurfaceMethodology）●EVOP调优试验设计（EvolutionaryOperation）DOE基础知识实验计划法概要实验计划顺序问题的定义输出变量及输入变量的选定输入变量水准的选择DOE的选择实验实施及收集数据数据分析结论和提案Analyze阶段Improve阶段必要时重复实验实验计划法概要DOE的选择DOE基础知识低现行过程的状态高DOE种类审查实验（ScreeningDOE）局部实施法（FractionalFactorialDesign）完全要因实验（FullfactorialDssign）反应表面实验（ResponseSurfaceMethodology）因子（X）数6以上4-101-52-3目的重要因子的识别局部交互作用因子之间关系因子间最适条件的设定追定为了改善的大概方向（线形效果）主效果和局部交互作用所有的主效果和交互作用输出变量的预测模型（曲率效果）说明：考虑实验的目的和预算等来选择DOEDOE基础知识完全要因实验定义Kn要因配置法不按因子数为N个，因子的水准数为K的实验计划法重复实验，也应该可以实施Kn个的实验次数2k要因实验是由具有2水准的K个因子构成适合特性化/最适合化的阶段通过相对少的实验获取因子的全部资料并掌握因子的特性和符合最适合化分析相对简单DOE基础知识完全要因实验的特性实验因子的所有组合可以对主效果和交互作用效果全部评价在定义的实验领域内所有可能点上可以推断输出（反应）值实验的误差（偏差）可在反复中获取DOE基础知识完全要因实验的基本组合完全要因实验设计的基本步骤1)分析问题,明确试验的目的;2)确定因子水准表;3)选择完全要因实验表并进行表头设计;4)制订实验计划表;5)进行实验,测定实验结果;6)对实验结果进行统计分析,得出因子的的主次关系和较优水准组合DOE基础知识完全要因实验例题通过测定和分析后，知道影响半导体制造合格率的主要因子是温度，浓度和压力实验目的掌握合格率与反映温度，浓度和压力的关系，选定使合格率最大化的最合适工程条件因子的各水准A反应温度（℃）：160℃（-1）&180℃（+1）B浓度（%）：20%（-1）&40%（+1）C压力（Psi）：5PSI（-1）&10PSI（+1）DOE基础知识完全要因实验例题实验顺序反应温度（A）浓度（B）压力（C）A*BA*CB*CA*B*C合格率（%）1-1-1-1111-16021-1-1-1-111723-11-1-11-1154411-11-1-1-1685-1-111-1-115261-11-11-1-1837-111-1-11-1458111111180区分ABCA*BA*CB*CA*B*C总和-211267254254237257256总和+303247260260277257258差92-20664002平均效果23-5151.51000.5DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作步骤阶段1实际问题记述阶段2记述关心的要因和水准,使用MINITAB来制订实验数据表,尽可能把所有的反应值在一列中记录,所有的输入变量(要因)的水准记入记录已知道的值的列中。Stat/DOE/CreateFactorialDesign阶段3决定适当的标本的大小随意化数据表的实验顺序后执行实验阶段4通过图表分析，分析主效果和交互作用效果stat/DOE/FactorialPlots/MainEffectsPlot(foragraphicalinterpretation)stat/DOE/FactorialPlots/InteractionPlot(for2-wayinteractions)stat/DOE/FactorialPlots/CubePlot阶段5制订完全模型（FullmodeI）的ANOVA表stat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignGraphs/EffectsPlots(normalorpareto)DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作步骤阶段6去除以下内容后，求缩小模型（Reducedmodel）p-值不有意的结果，或者阶段4的“效果图表”中显现为低效果阶段7分析误差图（Residulplots）,确认模型的适合性stat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignStorage/Residuals&Fitsstat/Regression/ResidualPlotsorstat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignGraphs/ResidualPlots阶段8叙述数学模型的结论阶段9用进行过程用语解释数学模型导出结论，指示提案。（使用最合适化）阶段10再现最适合条件。制定下一阶段的实验计划或适用已变化了的条件DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段1实际问题记述通过测定和分析后，知道影响半导体制造合格率的主要因子是温度，浓度和压力，现希望掌握合格率与反映温度，浓度和压力的关系，选定使合格率最大化的最合适工程条件阶段2要因及水准的决定A反应温度（℃）：160℃（-1）&180℃（+1）B浓度（%）：20%（-1）&40%（+1）C压力（Psi）：5PSI（-1）&10PSI（+1）阶段3决定适当的标本的大小随意化数据表的实验顺序后执行实验阶段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜单DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜单DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜单DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜单DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜单DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段3Stat/DOE/CreateFactorialDesign菜单DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段4通过图表分析，分析主效果和交互作用效果stat/DOE/FactorialPlots。。。DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段4通过图表分析，分析主效果和交互作用效果stat/DOE/FactorialPlots。。。DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段4通过图表分析，分析主效果和交互作用效果stat/DOE/FactorialPlots。。。DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段5制订完全模型（FullmodeI）的ANOVA表DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例stat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignGraphs/EffectsPlots(normalorpareto)阶段5制订完全模型（FullmodeI）的ANOVA表DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段6去除以下内容后，求缩小模型（Reducedmodel）p-值不有意的结果，或者阶段4的“效果图表”中显现为低效果由上图分析，可对A*B*C，B*C两交互作用排除再进行分析DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段6去除以下内容后，求缩小模型（Reducedmodel）p-值不有意的结果，或者阶段4的“效果图表”中显现为低效果由上图分析，可对A*B*C，B*C两交互作用排除再进行分析DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例完全要因实验使用Minitab操作事例阶段6去除以下内容后，求缩小模型（Reducedmodel）p-值不有意的结果，或者阶段4的“效果图表”中显现为低效果由上图分析，可对A*B两交互作用排除再进行分析2010010-1StandardizedEffectNormalScoreBACANormalProbabilityPlotoftheStandardizedEffects(responseisr,Alpha=.10)A:TB:sC:pDOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段7分析误差图（Residulplots）,确认模型的适合性stat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignStorage/Residuals&Fitsstat/Regression/ResidualPlotsorstat/DOE/AnalyzeFactorial(orCustom)DesignGraphs/ResidualPlotsDOE基础知识10-110-1NormalScoreResidualNormalProbabilityPlotoftheResiduals(responseisr)1.000.750.500.25-0.00-0.25-0.50-0.75-1.00210ResidualFrequencyHistogramoftheResiduals(responseisr)完全要因实验使用Minitab操作事例阶段8叙述数学模型的结论,预测模型DOE基础知识合格率=64.25+11.5反应温度-2.5浓度+0.75压力+5.0反应温度*压力即:合格率=64.25+11.5T-2.5S+0.75P+5.0T*P完全要因实验使用Minitab操作事例阶段8叙述数学模型的结论,得出预测模型,设置输出值的目标值的方法DOE基础知识合格率=64.25+11.5反应温度-2.5浓度+0.75压力+5.0反应温度*压力即:合格率=64.25+11.5T-2.5S+0.75P+5.0T*P先确定难调整的因子设置,最后选择一个可调整的因子进行调整完全要因实验使用Minitab操作事例阶段9进行过程用语解释数学模型导出结论，指示提案。（使用最合适化）DOE基础知识完全要因实验使用Minitab操作事例阶段9进行过程用语解释数学模型导出结论，指示提案。（使用最合适化）DOE基础知识完全要因实验使