DOE培训系列---Mintab_DOE操作说明(中心复合设计1)

1MiniTabDOE操作說明中心複合設計2中心複合設計說明概述：中心复合设计是在2水平全因子和分部试验设计的基础上发展出来的一种试验设计方法，它是2水平全因子和分部试验设计的拓展。通过对2水平试验增加一个设计点（相当于增加了一个水平），从而可以对评价指标（输出变量）和因素间的非线性关系进行评估。它常用于在需要对因素的非线性影响进行测试的试验。特点：可以进行因素数在2—6个范围内的试验。试验次数一般为14—90次：2因素12次，3因素20次，4因素30次，5因素54次，6因素90次。可以评估因素的非线性影响。适用于所有试验因素均为计量值数末尾的试验。在使用时，一般按三个步骤进行试验。1）先进行2水平全因子或分部试验设计。2）再加上中心点进行非线性测试。3）如果发现非线性影响为显著影响，则加上轴向点进行补充试验以得到非线性预测方程。6、中心复合试验也可一次进行完毕，（在确信有非线性影响的情况下）。3中心複合設計試驗目的：本试验的目标为确定塑胶件注塑工序的射出压力、保持压力和射出时间与零件关键尺寸之间的关系，并对三种因素的水平设置进行优化。。确定测量指标：小组确定以该零件的关键尺寸“252+2mm”作为测量指标。确定影响因素XS本例影响因素为1、射出压力2、保持压力确定试验因素水平表Factor水平-水平+A.射出壓力(psi)12001400B.保持壓力(psi)700800C射出時間(s)1.21.64中心複合設計1.在MINITAB工作表选择：StatDOEResponseSurfaceCreateResponseSurfaceDesign,如下表：2:在出现的对话框，根据试验要求选择所需的信息，Centralcomposite(2to6factors)为中心复合设计的方法，允许因素数在2-6个之间。Box-Behnken(3to7factors)为另一种可分析因素非线性影响的试验设计方法，允许因素在3~7之間因子數選擇353:點擊確認中心复合试验设计的因素数所对应的运行次数中心複合設計64:點擊選择中心复合试验设计的因素数和对应的运行次数中心複合設計75:點擊選择中心复合试验设计的因素数和对应的运行次数中心複合設計86:點擊，設置相關選項：7.點擊,設置選項中心複合設計98:创建的3因素中心复合全因子试验信息输出如下：中心複合設計Item-1~8全因子試驗表Item-9~14軸向點試驗表Item-15~20中心點試驗表a:第1-8次试验为3因素全因子试验部分，此部分试验表的结构与3因素全因子试验完全相同。b:第9-14次试验为轴向点部分的试验表，每个因素的轴向点为（-1.682,+1.682)，3因素组合共六組c:第15-20次试验为中心点试验部分，共六次试验，中心点为(0,0)。10中心複合設計9:試驗步驟確定：因無法確定因素及其交互作用对输出的影响是否有非线性影響，故先進行Test-1---全因子試驗和中心點試驗然後在進行軸向點試驗，以確認因子與輸出之間的模型關係：10:全因子試驗和中心點試驗：確定定各点代码与实际水平设置的对应关系：试验点因素代码实际设置代码实际设置A-11200+11400立方点B-1700+1800C-11.2+11.6A01300中心点B0750C01.4A-1.6821132+1.6821268轴向点B-1.682666+1.682834C-1.6821.1+1.6821.711中心複合設計11:數據輸入：12:在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponseSurfaceAnalysisResponseSurfaceDesign如下图12中心複合設計11:Response欄中輸入Y：12:點擊13中心複合設計13:全因子和中心點因子分析結果如下：射出壓力，保持壓力及射出時間的P值均小於0.05,故其均為顯著因子A*A項，其P值亦小於0.05,故其也為顯著因子線性項和二次項的P值亦小於0.05,故其也為顯著因子分析上表可知：因素A、B、C及A因素的平方项为输出变量的显著影响因素，说明本例存在显著非线性影响，需继续进行轴向点试验以测试各因素与输出间的真正关系。ABC14中心複合設計14:進行軸向點試驗，先輸入數據：15:在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponseSurfaceAnalysisResponseSurfaceDesign如下图15中心複合設計16:Response欄中輸入Y：17:點擊和16中心複合設計18:添加軸向點分析結果如下：射出壓力，保持壓力及射出時間的P值均小於0.05,故其均為顯著因子A*A項，其P值亦小於0.05,故其也為顯著因子線性項和二次項的P值亦小於0.05,故其也為顯著因子ABC17中心複合設計19:建立回歸方程：回歸方程式：Y=252.5+1.08A+0.72B-0.69C-0.54A*A---A:射出壓力---B:保持壓力---C:射出時間前四項為顯著因子，故回歸方程中列入，其餘項無需加入18中心複合設計19:擬合輸出：19中心複合設計20:表面圖設置：第一步：在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponseSurfaceContour/SurfacePlots如下图選擇Surfaceplot及點擊20中心複合設計20:表面圖分析：第一步：在MINITAB下拉式菜单选：StatFactorialResponseSurfaceContour/SurfacePlots如下图22480250252-22540-22Y保持壓力射出壓力22480250252-22540-22Y射出時間射出壓力22500252254-20-22Y射出時間保持壓力射出壓力0保持壓力0射出時間0HoldValuesSurfacePlotsofY从（A、C、Y）图中可以看出，因素A、C对Y的是非线性的，因为表面图发生弯曲。从（B、C、Y）图中可以看出，因素B、C对Y的是接近线性的，因为表面图接近一个平面。从图中可以看出，因素A、B对Y的是非线性的，因为表面图发生弯曲。PS:（A、B、Y）图和（A、C、Y）图发生弯曲的原因为因素A存在二次项，在（B、C、Y）图中，A因素被固定为0，表面图反映的只是因素B与C的影响，是线性的，表现在表面图上为表面图形近似为平面。21中心複合設計21:參數優化：在MINITAB下拉式菜单选：StatDOEResponseSurfaceResponseOptimizer,如下图Select中輸入Y22中心複合設計21:參數優化：點擊,進行選項設置23中心複合設計21:參數優化：分析結果各因素最優組合目標達成率24中心複合設計22:試驗結論：1.因素射出压力、保持压力、射出时间均队对零件关键尺寸有显著影响。其中因素A的影响存在2次影响（非先线性影响）。2.将各试验因素设置在如下水平时零件尺寸最优(252)：因子最優參數A.射出壓力（PSI)1468.18B.保持壓力（PSI)755.853C.射出時間（S)1.7363625