實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)DOE

【課程背景】

產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程雖然只占產(chǎn)品成本的5-10%, 但對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成本有著70%的影響！DOE（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）作為一種強(qiáng)大的產(chǎn)品研發(fā)工具可以幫助管理者有效降低成本和追求源頭質(zhì)量！它不但可幫助研發(fā)工程師從一開(kāi)始就針對(duì)質(zhì)量和成本進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，而且可把產(chǎn)品工藝和使用因素都考慮周全， 從而設(shè)計(jì)出先天性健壯產(chǎn)品（這恰恰是大多數(shù)工程師的困惑）。同時(shí)DOE也是尋找原因、分析和優(yōu)化復(fù)雜因子最強(qiáng)大的解決問(wèn)題的工具和方法。在不少日本企業(yè)，不懂DOE的工程師不能稱之為合格的工程師。

【課程時(shí)長(zhǎng)】4天
【課程目的】

本課程重點(diǎn)針對(duì)從事產(chǎn)品研發(fā)和相關(guān)工程技術(shù)的人員而設(shè)計(jì)。旨在幫助學(xué)員系統(tǒng)、全面地應(yīng)用DOE 在產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品和過(guò)程之改善時(shí)分析重要因子，優(yōu)化結(jié)果，提高產(chǎn)品和過(guò)程健壯性（先天性高免疫能力）。
1、掌握DOE的基本概念和原理；
2、掌握經(jīng)典DOE、田口DOE，根據(jù)問(wèn)題需要選擇合理DOE；
3、掌握如何應(yīng)用析因試驗(yàn)從眾多的影響因素中篩選找出影響輸出的主要因素，以最少的投入，換取最大的收益； 
4、掌握如何對(duì)因子水平優(yōu)化得到最佳輸出，從而使產(chǎn)品質(zhì)量得以提升，工藝流程最優(yōu)化；

5、掌握田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，提高產(chǎn)品和過(guò)程信噪比，提高健壯性；
6、掌握科學(xué)合理地安排實(shí)驗(yàn)，減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)、縮短實(shí)驗(yàn)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益；
7、掌握應(yīng)用MINITAB軟件設(shè)計(jì)DOE、分析數(shù)據(jù)、優(yōu)化因子和預(yù)測(cè)輸出。

【課程對(duì)象】從事產(chǎn)品研發(fā)、工程技術(shù)、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理相關(guān)人員。

【授課方式】

激情授課+案例分享+課堂練習(xí)+小組討論+總結(jié)發(fā)表

將學(xué)員分成若干個(gè)小組，每組6~8人； 同一部門的同事盡可能分在不同的小組，管理者不要集中于同一小組； 整個(gè)培訓(xùn)過(guò)程中， 分組固定不變； 模擬練習(xí)及課堂討論、發(fā)表得分，按組進(jìn)行累計(jì)。

【課程大綱】

第一講：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 （第1天）
1、 DOE的作用與意義

1.1 試錯(cuò)法及其弊端

1.2 一次一因子法及其弊端

1.3 DOE的作用與意義
2、 DOE 的發(fā)展

2.1 經(jīng)典DOE

2.2 田口DOE

3、 DOE專業(yè)術(shù)語(yǔ)

3.1 因子

3.2 水平

3.3 處理（運(yùn)行）

3.4 模型與誤差

3.5 響應(yīng)（望大、望小、望目）

3.6 主效應(yīng)與交互效應(yīng)
4、 DOE實(shí)驗(yàn)的基本原則

4.1 重復(fù)與復(fù)制

4.2 隨機(jī)化

4.3 區(qū)組化

5、 DOE實(shí)驗(yàn)的分類

5.1 全因子實(shí)驗(yàn)

5.2 部分實(shí)施因子實(shí)驗(yàn)

5.3 響應(yīng)曲面法

5.4 田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

6、 DOE實(shí)驗(yàn)的策劃安排

6.1 因子篩選——部分實(shí)施因子實(shí)驗(yàn)

6.2 全面分析——全因子實(shí)驗(yàn)

6.3 因子優(yōu)化——響應(yīng)曲面法

6.4 健壯設(shè)計(jì)——田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

7、 DOE實(shí)驗(yàn)的基本步驟

7.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

7.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

7.3 數(shù)據(jù)處理與分析

7.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

※ 課堂練習(xí)：

1、游戲： 手機(jī)上打開(kāi)高德地圖，比賽將光標(biāo)從上課地點(diǎn)開(kāi)始，移到北京天安門“安”字所需的時(shí)間。

※ 分組討論：

1、結(jié)合以上游戲，討論DOE的作用與意義

2、從實(shí)際工作中，選擇適合用DOE來(lái)進(jìn)行分析解決的課題

第二講：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ) （第1天）
1、 測(cè)量系統(tǒng)分析

1.1 計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)與計(jì)量型數(shù)據(jù)

1.2 測(cè)量系統(tǒng)分析
2、 假設(shè)檢驗(yàn)

2.1 小概率反證法

2.2 原假設(shè)與備擇假設(shè)

2.3  P值
3、 方差分析 

3.1 雙樣本T檢驗(yàn)

3.2 單因子方差分析

3.3 多因子方差分析
4、 回歸分析

4.1 相關(guān)分析

4.2 單因子回歸分析

4.3 多因子回歸分析

※ 課堂練習(xí)：

1、MiniTab實(shí)操雙樣本T檢驗(yàn)

2、MiniTab實(shí)操單因子方差分析和多因子方差分析

3、Excel實(shí)操相關(guān)分析與回歸分析

4、MiniTab實(shí)操單因子回歸分析和多因子回歸分析

第三講：全因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)  （第2天）
1、二水平全因子DOE概述

   1.1 適用場(chǎng)合及依據(jù)
   1.2 實(shí)驗(yàn)安排（重復(fù)試驗(yàn)、隨機(jī)化與區(qū)組化分）

   1.3 因子水平代碼化
2、二水平全因子DOE計(jì)劃

   2.1 選定因子
   2.2 因子水平確定及代碼化

   2.3 確定中心點(diǎn)個(gè)數(shù)

   2.4 確定標(biāo)準(zhǔn)順序
   2.5 確定實(shí)驗(yàn)順序

   2.6 確定響應(yīng)變量及其測(cè)量方法
3、實(shí)驗(yàn)實(shí)施與跟進(jìn)

   3.1 實(shí)驗(yàn)原則
   3.2 現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題快速響應(yīng)

   3.3 響應(yīng)變量的測(cè)量與記錄
   3.4 實(shí)驗(yàn)樣本的處理 
4、數(shù)據(jù)處理與分析
   4.1 看總效果
   4.2 看失擬情況
   4.3 看彎曲項(xiàng)
   4.4 看全相關(guān)系數(shù)

   4.5 誤差分析
   4.6 因子效應(yīng)分析 

   4.7 因子優(yōu)化
5、全因子DOE案例分析與討論

※ 課堂練習(xí)：

1、MiniTab實(shí)操練習(xí)二水平全因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2、MiniTab實(shí)操練習(xí)二水平全因子實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

第四講：部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)  （第2~3天）
1、部分因子DOE概述

   1.1 為什么要做部分因子DOE？
   1.2 正交性安排

   1.3 因子效應(yīng)的混雜
2、部分因子DOE計(jì)劃

   2.1 選定因子
   2.2 因子水平確定及代碼化

   2.3 確定生成元

   2.4 確定中心點(diǎn)個(gè)數(shù)

   2.5 確定標(biāo)準(zhǔn)順序
   2.6 確定實(shí)驗(yàn)順序

   2.7 確定響應(yīng)變量及其測(cè)量方法
3、實(shí)驗(yàn)實(shí)施與跟進(jìn)

   3.1 實(shí)驗(yàn)原則
   3.2 現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題快速響應(yīng)

   3.3 響應(yīng)變量的測(cè)量與記錄
   3.4 實(shí)驗(yàn)樣本的處理 
4、數(shù)據(jù)處理與分析

   4.1 擬合選定模型
   4.2 殘差分析與診斷
   4.3 模型完善需要評(píng)估
   4.4 因子效應(yīng)分析

   4.5 因子優(yōu)化

5、部分因子DOE案例分析與討論

※ 課堂練習(xí)：

1、MiniTab實(shí)操練習(xí)部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2、MiniTab實(shí)操練習(xí)部分因子實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

第五講：田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)  （第3天） 
1、田口方法的主要觀念與特點(diǎn)

   1.1 品質(zhì)損失函數(shù)

   1.2 平均值與標(biāo)準(zhǔn)差

   1.3 信噪比與健壯設(shè)計(jì)

   1.4 正交表的概念與意義
2、品質(zhì)損失函數(shù)的基本形態(tài)

   2.1 望目特性的品質(zhì)損失
   2.2 望大特性的品質(zhì)損失

   2.3 望小特性的品質(zhì)損失

3、實(shí)驗(yàn)因子區(qū)分

   3.1 可控因子（信號(hào)）
   3.2 不可控因子（噪聲）

   3.3 因子對(duì)結(jié)果的影響（平均值與標(biāo)準(zhǔn)差）
4、正交表

   4.1 正交表的意義
   4.2 正交表的特點(diǎn)
   4.3 常用正交表
   4.4 正交表的選擇

   4.5 內(nèi)表與外表

5、MINITAB 田口設(shè)計(jì)
   5.1 創(chuàng)建田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
   5.2 分析田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
   5.3 預(yù)測(cè)田口結(jié)果

※ 課堂練習(xí)：

1、MiniTab實(shí)操練習(xí)田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2、MiniTab實(shí)操練習(xí)田口實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

※ 分組討論：

1、田口方法的不同之處與適用場(chǎng)合？

第六講：DOE方法的綜合實(shí)際應(yīng)用（第4天）  
1、應(yīng)用場(chǎng)合

   1.1 驗(yàn)證多個(gè)可能原因?qū)Y(jié)果的影響

   1.2 確定影響結(jié)果的主要原因

   1.3 確定原因?qū)Y(jié)果的影響程度

   1.4 確定原因與結(jié)果的確切關(guān)系

   1.5 識(shí)別改善結(jié)果的正確方向

   1.3 確定改善結(jié)果的具體措施

2、DOE的前期工作

   2.1 選定主題
   2.2 調(diào)查現(xiàn)狀

   2.3 識(shí)別影響結(jié)果的可能原因

   2.2 整理識(shí)別出的可能原因

   2.3 初步篩選識(shí)別出的可能原因（假設(shè)檢驗(yàn)、方差分析）

3、通過(guò)部分因子實(shí)驗(yàn)進(jìn)行因子篩選

   3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
   3.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施

   3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理
4、通過(guò)全因子實(shí)驗(yàn)進(jìn)行全面分析

   4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
   4.2 實(shí)驗(yàn)實(shí)施
   4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理

5、通過(guò)田口方法進(jìn)行因子優(yōu)化和健壯設(shè)計(jì)
   5.1 創(chuàng)建田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
   5.2 分析田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
   5.3 預(yù)測(cè)田口結(jié)果

6、發(fā)表
   6.1 發(fā)表資料做成
   6.2 分組發(fā)表
   6.3 點(diǎn)評(píng)與建議

※ 學(xué)習(xí)心得、感悟、收獲分享

※ 答疑、合影留念