实验设计DOE——田口方法

【课程目的】
本课程重点针对从事产品研发人员和相关工程技术人员而设计。旨在帮助学员系统、全面地应用DOE（实验设计）在产品研发、产品和过程之改善时分析重要因子，优化结果，提高产品和过程健壮性（先天性高免疫能力）。
通过本课程的学习, 使学员能掌握DOE工具,进行产品、过程的健壮设计及持续改进：理解DOE的原理;掌握MINITAB软件DOE主要菜单; 掌握DOE进行产品、过程改进的步骤和方法。
1、掌握DOE（实验设计）的基本概念和原理；
2、掌握经典DOE（实验设计）、混料DOE（实验设计）、田口DOE（实验设计）区别及优缺点，能据问题需要选择合理DOE（实验设计）；
3、掌握如何应用析因试验从众多影响因素中筛选找出影响输出的主要因素，以最少的投入换取最大的收益；
4、掌握如何对因子水平优化得到最佳输出，从而使产品质量得以提升，工艺流程最优化；
5、掌握田口实验设计方法，提高产品和过程信噪比，提高健壮性；
6、科学合理地安排试验，减少试验次数、缩短试验周期，提高经济效益；
8、掌握如何应用MINITAB软件对DOE（实验设计）设计、数据分析、优化因子和预测输出。

【课程大纲】
第一讲：实验设计（DOE)的简介
一、何谓实验设计（DOE)
——何谓实验设计（DOE)《实验设计DOE——田口方法》

【课程背景】
实验设计Design Of Experiments, 在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色，它是我们产品质量提高，工艺流程改善的重要保证。实验设计已广泛运用了从航天业到一般生产制造业的产品质量改善、工艺流程优化甚至已运用到医学界。籍此课程，您将通过对产品质量，工艺参数的量化分析，寻找关键因素，控制与其相关的因素。根据实际需求，学习判别与选择不同的实验设计种类，设计你的实验步骤，发现如何控制各种影响因素，以最少的投入，换取最大的收益，从而使产品质量得以提升，减少差异，降低成本，使工艺流程最优化。

【课程收益】
通过本课程的培训，可使学员：
了解掌握DOE基本原理
了解和控制影响流程的相关因素
掌握最有效的实验设计方法
掌握六西格码MINITAB软件的运用方法
免费获得MINITAB软件

【课程内容】
一、实验设计（DOE）概述
1.1什么是实验设计
1.2实验设计由来与发展
1.3品质工程面临的问题
1.4品质工程理论
1.5基本术语：因子/水准, 信号/杂讯因子
1.6 实验设计流程
2.正交实验设计
2.1正交表的构造;
2.2正交表的选择与运用
2.3正交表的灵活运用
2.4正交实验案例演练.
3.田口方法
3.1  田口的质量哲学观念
3.2  田口损失函数
3.3  三种品质计量方法之比较
3.4  田口方法核心工具——S/N（信噪比）
3.5  田口三次设计：系统设计/参数设计/容差设计
3.6  实例演练1：望小特性田口设计
3.7  实例演练2：望大特性田口设计
3.8  实例演练3：望目特性田口设计
4.利用MINITAB实现DOE实战演练
4.1 MINITAB应用简介
4.2望大特性田口设计
4.3望小特性田口设计
4.4望目特性田口设计
4.5交互作用的田口设计
4.6动态田口实验设计
4.7全因子实验设计
4.8分部因子设计
4.9混合设计
4.10响应曲面设计
5.实验结果的分析与解析
5.1变异数分析(ANOVA);
5.2信噪比分析（?S/N比）
6.再现性实验
6.1再现性实验的必要性;
6.2均值估计;
6.3估计均值的置信区间;
6.4再现性实验的决策点.
7．容差设计
7.1容差设计简介
7.2田口损失函数设计公差.
7.3设计因子的公差确定.
8．案例分析
——实验设计（DOE)目的和作用
——实验设计（DOE)类别、作用和适用场合

二、试验设计术语
——响应(Response)
——因子（Factor)（可控因子，非可控因子）
——水平（Level)
——处理（Treatment)
——试验单元（Noise)
——模型与误差
——主效应
——交互作用
——模型和误差

三、试验设计基本原则
1、重复试验
2、随机化试验
3、区组试验

四、试验输出Y选择
1、输出变量的类别
2、计量值和计数值差别
3、测量相关指标和功能指标
4、确定最优的输出变量

五、选择因素水平的指引
1、合理选择水平范围
2、多水平转化问题
3、噪声因子处理
4、因子分组技术

六、正交试验设计表
1、正交试验表
2、正交试验表的结构
3、正交试验表的特点
4、正交试验表的性质

七、试验设计策
1、试验设计的策划与安排
2、试验设计的一般步骤
——计划阶段
——实施阶段
——分析阶段（五步法）
3、实验设计表

第二讲：全因子实验设计 （MINITAB软件使用）
1、 全因子DOE（实验设计）概述
——二水平全因子设计
——正交表
——二水平设计的目的
——试验安排及中心点
——代码化设计
——真实水平与代码之间换算
——单因子DOE（实验设计）
——多因子DOE（实验设计）
2、 全因子DOE（实验设计） 计划
——MINITAB因子设计
——创建因子实验设计
——自定义因子实验设计
3、 全因子设计分析
——步骤1：浏览数据
——步骤2：拟合模型
——步骤3：简化模型
——步骤4：残差分析
——步骤5：模型是否合适？
——步骤6：解释模型
——步骤7：目标是否达到
4、 全因子DOE（实验设计）案例分析与讨论

第三讲：部分因子实验设计
1、部分因子DOE（实验设计）概述
——部分因子试验的必要性
——部分因子试验的实施原理
——部分因子试验的关键概念（分辨度）
——部分因子试验的设定
2、部分因子DOE（实验设计）的计划
——默认生成元的部分因子试验计划
——指定生成元的部分因子试验计划
3、 部分因子实验的实例分析
4、折叠设计
5、饱和设计
6、 Plackett—Buman设计
7、3水平部分因子试验的分析

第四讲：RSM实验设计（响应曲面实验设计）
1、 响应表面DOE（实验设计）概述
2、 创建响应表面设计
3、 分析和优化
4、 MINITAB RSM设计
4.1 创建RSM实验设计
4.2 自定义RSM实验设计
4.3 选择最优化设计
4.4 分析RSM实验设计
4.5 等值线和等值图
4.6 优化器
5、案例分析和现场练习

第五讲：田口实验设计
1、 田口玄一的质量观
2、 噪声和健壮设计
3、 静态田口实验设计
4、 动态田口实验设计
5、 MINITAB 田口设计
5.1 创建田口实验设计
5.2 分析田口实验设计
5.3 预测田口结果
6、 田口设计案例分析和现场练习

第六讲：混料实验设计
1、 混料实验设计概述
2、 混料、混料总量和混料过程变量
3、 单纯质心混料设计
4、 格点混料设计
6、 极端限制混料设计
7、 创建混料实验设计
8、 混料设计分析
9、 混料设计案例分析和现场练习

实验设计DOE——田口方法