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新疆35选7微信群:DOE(試驗設計)基本術語,附案例

2019-12-30 10:15:53

DOE(試驗設計)基本術語,附案例

DOE(試驗設計)基本術語:

1.1 因子:

影響輸出變量Y的輸入變量X稱為DOE中的因子。

可控因子:在實驗過程中可以精確控制的因子,可做為DOE的因子。

非可控因子:在實驗過程中不可以精確控制的因子,亦稱噪聲因子,不能作為DOE的因子。只能通過方法將其穩定在一定的水平上,并通過對整體試驗結果的分析,確定噪聲因子對試驗結果的影響程度

1.2 水平:

因子的不同取值,稱為因子的“水平”。

1.3 處理:

各因子按照設定的水平的一個組合,按照此組合能夠進行一次或多次試驗并獲得輸出變量的觀察值。

1.4 模型與誤差:

按照可控因子x1、X2、。。。XK建立的數學模型。

Y=F( x1、X2、。。。XK )+ε

誤差ε包含:由非可控因子所造成的試驗誤差。

失擬誤差(lack of fit):所采用的模型函數F與真實函數間的差異。

1.5 望大、望小、望目:

望大:希望輸出Y越大越好。

望?。合M涑鯵越小越好。

望目:希望輸出Y與目標值越接近越好。

1.6 主效應:

一個因子在不同水平下的變化導致輸出變量的平均變化。

因子的主效應=因子為高水平時輸出的平均值-因子為低水平時輸出的平均值。

交互效應:如果一個因子的效應依賴于其它因子所處的水平時,則稱兩個因子間有交互效應。

案例分享:

舉個生活中的例子,相信大家都吃過爆米花,但是大家是否都了解爆米花的制作過程?在品嘗爆米花的時候,不知道您是否注意到有很多爆米花沒有爆開,也有很多被爆焦。這兩種情況都是生產過程中的質量缺陷。

主要因子:1 )加工爆玉米花的時間(介于 3 至 5 分鐘之間);2 )微波爐使用的火力(介于 5 至 10 檔之間);3 )使用的玉米品牌( A 或 B )。

響應:玉米的 " 爆開個數 " 或“爆開率”。

在爆玉米花時,我們希望所有(或幾乎所有)的玉米粒都爆開了,沒有(或很少)玉米粒未爆開,這是最終關注的重點。

試驗設計的主線是根據因子的取值范圍,進行多種參數組合,如下圖為兩水平試驗組合,形成多次試驗的方案,依次進行試驗后,通過試驗結果分析,確定哪一種參數組合是最優的。

利用最小二乘法等擬合方法,建立響應與多個因子之間的數學模型,亦稱響應面模型。

最終通過試驗設計確定:使用 A 品牌,加工 5 分鐘,并將火力調為 6.96 級。試驗預測在此種設置下加工,產出的玉米粒 445 個全部都爆開了。

本文的試驗既可以是實物試驗,也可以是仿真,在可靠性設計分析中,試驗設計常用于解決無法建立顯式的可靠性模型等問題,起到事半功倍的作用。

文章來源:天行健咨詢

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