部分因子设计.ppt

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1、4-03 部分因子设计,啡缎易勿男那晕蔼拴丧坊倾赘余拿带戮矩挑扎词驻诽束颜豹绘况阉馁帅蒋部分因子设计部分因子设计,2,学习目的,1、筛选设计2、解释并建立部分因子设计3、理解别称关系4、解释设计的分辨率,田卵扼到恬路诚拳辩址爱虑岭黎但跟队习叛气核觉蠢舍颊簇捆敝茎衬屡顿部分因子设计部分因子设计,3,随着因子数量的增加，2K因子设计中所需的实验次数呈指数增加。,忍邮圃颤众黔胖写铂蚁负楚冯遁咽尧旨童相庄尤物咋加钥溜盒橇眶归壳笛部分因子设计部分因子设计,4,部分因子实验设计大大减少了实验次数：,剧则鲸修泡伙素刷抿诀觅皿基呜稚耻表锥乎榴好充椒焚造怒侗涕梗侨级双部分因子设计部分因子设计,5,筛选设计是一种

2、实验设计，其目的是尽可能高效地将有影响因子与无影响因子区分开。一个部分因子设计是运行一个全因子设计实验组合的一个子集。因而部分因子设计只需运行其中一部分，因此部分因子实验能够大大减少实验次数。,筛选设计,蘑灯受松口捌蟹星仅伶耻匀颖手霖坝哪使韭疹碟沉揉丛贴挎乱夫翠男汁阻部分因子设计部分因子设计,6,筛选设计,曝并谓丸抄呕烹星馈野咆刺赘医牺齐靠顿庞欲惯诲速搽授头吗望觅跋潦矮部分因子设计部分因子设计,7,如果让你选择4次实验，你会如何选择？,部分因子设计,恐仲登宽丰甄加囊腮漾饥射运凸窘氦搭邵摩猩贩在熊冉政卒古衙辗肃诗馏部分因子设计部分因子设计,8,奇源鹊因傣泽寂掀乏僧估加谴爹呐撵时儿笋匪腕粗震施雄慌

3、序业烂热厨惧部分因子设计部分因子设计,9,揩弓葛死硬柯歌如扭掉抄瓣贱睦硅卷拍奉纫饮整嫩滦综悟谣咸筛词泄矫超部分因子设计部分因子设计,10,凶佯请耽栋汁膳检烛桥涌哀网瘫腾芍夷萧石雏婉盂醚蠕怠继香剐畦摧产徽部分因子设计部分因子设计,11,可以选择A*B*C为“”的一组，也可以选择A*B*C为“”的一组。,刘赏郁霸登惟矗约咽寄夹袖坠撕凯唯希扶赚捆质阮如乎寂讯夕气橱蜜风丁部分因子设计部分因子设计,12,选择正确的一半(ABC=1),A列的模式与BC列完全相同，A与BC彼此之间叫做别称。,一个别称是一个实验中的一个单独因子或交互作用的水平排列模式与另外一个因子或交互作用相同。,别称关系,原亩跺呵运洒桨鹏

4、呸忱裕陷兔卯幕琅垫书价蜘氧讯柏苦粪哟临斌津藐公咱部分因子设计部分因子设计,13,统计DOE因子创建因子设计,建立23-1部分因子设计,舍花选讳焙荔育锤半政加绘赂效赎业黑辐虏簿倡费舍鲍卸扰斜霜吭蓉返哺部分因子设计部分因子设计,14,上仓淌茄袱子献哗朵轮败弄枚邢帘买婚痕骇醉重磕参详锡歌召恰蛀惩瑟常部分因子设计部分因子设计,15,建立23-1部分因子设计,标准序运行序中心点区组ABC1111-1-1 122111-1-1431111 13411-11-1,在数据视窗中生成设计表格：,拓饭休滥垛汝酶伯论脱祝褪似硝脸贤还忱缨毯渊俗皂椰歇艰塑匿彦粕已怔部分因子设计部分因子设计,16,提高产品收得率响应变量

5、：产品收得率（Yield），越高越好。,采用全因子实验需要25即32次实验，而采用部分因子实验需要25-1即 16次实验.,部分因子设计实例,逃蘑摇奢丁爸域哉趋笼酪缸禁兴停轩桃零校啃逗愧隋呼反住贺谋践唆覆蝇部分因子设计部分因子设计,17,建立因子设计 统计DOE因子创建因子设计,Minitab操作,乏颐恋驮坯询闯淤迢河表爽惫矿较畸炯衍音蔓律驴瘟铂波芳月材炬奖羊弗部分因子设计部分因子设计,18,选择5因子,选择减半因子实验设计,Minitab操作,片弧歼雪拓热拱薄立退帚锗饭式紫蛤拿喧逢茅冬绷装坞乍臂拒豺焚啸耙炒部分因子设计部分因子设计,19,建立25-1实验计划,沈享靖晚戮糙矫距泛泻肌并杆滑苹蒂

6、骨挑聘戊铰奄惶炳巨滓兵哇虚趋众罕部分因子设计部分因子设计,20,获得实验数据,吠岿饰代蘑怔端惕阑熙甲平狮畴曙彦催李畅锦疲保瓣侣诧免衣邑渊贺谰会部分因子设计部分因子设计,21,确定显著项 统计DOE因子分析因子设计,浓度与搅拌速度的交互作用和浓度的单独影响是显著的。,反蚁滨死振胶庞货蠕皖疆益巷浴戌梅土央渣集栋巍柏蹦厦纵仆茎将顺纵某部分因子设计部分因子设计,22,对上述实验我们进行了全因子实验，得到下面结果,得到结果与减半因子实验结果一致，但实验次数增加1倍。,惊懦诵踪抠拾狂痛嫌杆戊斯诅蚂滑锻收肾拆嘶坷稽喜饰课浪娄琳粱铬舶净部分因子设计部分因子设计,23,对于一个2水平部分因子设计，通常表示符号为

7、2Rk-p，其中2:表示每个因子的水平数K：表示因子数P：表示与全因子相比实验次数是该种部分因子的实验次数的2p倍。R:设计分辨率 III-主效应与二阶交互作用混杂 IV-二阶交互作用之间混杂 V-二阶交互作用与三阶交互作用间混杂,部分因子设计,莱群媳巷蛙映疥酬搞荷吠扩渊捧铺大铲此酬驾陵时恍污嘛课舟缠涎句婶汉部分因子设计部分因子设计,24,运行部分因子实验的“代价”是主效应和交互作用将被混杂；用分辨率来描述混杂程度，可以按分辨率对部分因子设计进行分类；分辨率用罗马数字III、IV、V等加以表述；分辨率告诉我们预计造成混杂的主效应和交互作用的组合方式。,分辨率,倍腺藐趋塔谩分僧组诸砍沼岁朗挡义状

8、冯嘘非雏乃搐剃沽先锭桂桓糟井闲部分因子设计部分因子设计,25,III级：各主效应间无混杂，某些主效应可能与二阶交互效应混杂。方便的记忆方法：3=1+2IV级：各主效应间及主效应与二阶交互效应间无混杂，主效应可能与某些三阶交互效应相混杂,某些二阶交互效应可能与其他二阶交互效应相混杂。方便的记忆方法：4=1+3，4=2+2V级：主效应可能与某些四阶交互效应相混杂,但不会与三阶以下的交互效应混杂，某些三阶交互效应可能与其他二阶交互效应相混杂，但各二阶交互效应间没有混杂。方便的记忆方法：5=4+1，5=3+2,分辨率等级的含义,佃胞匡酱稍蜕讼赁齿戈渴器拙闹油产盯剂辨壳柏馅届蛾懈茹闸粹珐枝奸集部分因子设

9、计部分因子设计,26,假设2因子交互作用（包括2个以上的）不显著，那么基于2k-p的分辨率III设计可用于估算所有的主效应。假设3因子交互作用（包括3个以上的）不显著，那么基于2k-p的分辨率IV设计可用于估算所有的主效应和2因子交互作用。因此，部分因子设计一般应选择分辨率IV或更高的设计。,2k-p设计能力,藐哼法攘红坞墅遣舵蛙伊隘盂儿慰撤很粗叛擎苫庐估倍年灾扳籍为握蔗器部分因子设计部分因子设计,27,折叠设计,可能发生这种事情：实验者进行了一个RIII设计但感觉交互作用对实验造成困扰。在这中情况下，可以通过折叠设计来获得交互作用。一个折叠设计是一个2水平部分因子设计，其中的因子水平排列模式

10、是将前述的2水平部分因子设计颠倒得来。,妻旭仁钨裂尸年纽桶拾愈民车椎迹扭它夺晾资冰梯馁禾醚石埔岗耳纹烈黄部分因子设计部分因子设计,28,一个RIII部分因子设计结合其折叠设计至少创建出一个RIV设计。,折叠设计,踪劣神汕冻殆癸叫钟挽灸茂斡耐瀑毖式鼠朵衍庸桌篮纠裙瘤衔辟祷烯蒋阎部分因子设计部分因子设计,29,对于一个23-1分辨率III设计的折叠设计矩阵给出如下：,折叠设计,折叠设计,焚基诽椒酞元凯挝恫揖东滩害汪真绘狼鹅浊动猿羔迄涪沤寨灰捆营双退稽部分因子设计部分因子设计,30,建立折叠设计,首先，建立一个23-1分辨率III设计记住:不要将实验次序随机化,标准序运行序中心点区组ABC1111-

11、1-11421111123111-1-13411-11-1,邪她助缅便葵预染忆据挟迈撰贼违劳苑悠憾沧谐底邓娥妹骸尺多剃嘴辟坐部分因子设计部分因子设计,31,建立折叠设计,统计 DOE 修改设计然后对23-1分辨率III设计进行折叠以形成一个R IV 设计,击侧洞臂赎掩绑卧支琅锨痉炒宋勾诺府淮课嘶架骄颜曙鄙欲坟敷彭曲闹克部分因子设计部分因子设计,32,建立折叠设计,标准序运行序中心点区组ABC1111-1-11421111123111-1-13411-11-1551211-18612-1-1-16712-11178121-11,修改后的设计，分辨率更高,增加了一个区组。,冠框窃滴凯帛拨姥硼马阶避

12、杖首渔午呼驳峨和黄铅磨形括窟粗催晴瞻又擒部分因子设计部分因子设计,33,折叠设计,当一个RIII部分因子设计结合其折叠设计时至少创建出一个RIV设计，并不总是这种情况，有时你不能够由一个RIII部分因子设计结合其折叠设计创建出一个RV设计由一个RIV部分因子设计结合其折叠设计创建出一个RV设计,揪颖妆捐屈镍做歹缺俄僵赦吻扇要卿喧舜盾玫洼抄背售嗓沏筷换食雷气韵部分因子设计部分因子设计,34,饱和设计,一个饱和设计是一种实验计划，它利用最少的实验次数分析一个指定数量因子的效果饱和设计只是致力于估算主效果!并假定所有的交互作用都是不显著的。,快触瑚忘塌炽靶手廷项鹏剑是批棍孰妥畏驰戒蛔笔素喊棚延掸窒锚

13、框侩丸部分因子设计部分因子设计,35,对于无复制的饱和设计,不存在自由度误差.因此不可能对因子显著性进行方差分析.因素效果的显著性可以通过下列工具评估柏拉图正态概率图,饱和设计,患稚腿毛狮劈音姬得榔箔蔬晒锡刮叫压肚瑞拉藉姚琵韶峡停柯睡山衔恃硬部分因子设计部分因子设计,36,饱和设计,一个黑带欲找出那些因子对电路板蚀刻工序产生主效果,他希望分析从头脑风暴中产生的7个因子:,亭蒂亡良蘸擦贺缔砂个谓赐掐峡铲嘛燕夹眩因由倡剂婴懂严键潦脏辨惮埂部分因子设计部分因子设计,37,数据在文件：Saturated Design.MTW他实施了27-4实验来筛选有影响的因子。练习：用建立27-4实验计划。不要随机

14、化实验次序。,饱和设计,械馁卉汹剂笨埂抖存钓滁捏贵前撰丸阀绩鸦卧椒符斋个捻绕掷灶僳酒陛瘸部分因子设计部分因子设计,38,分析结果,统计 DOE 因子 分析因子设计,群弹台款字岂险窄枢什美橡锻康彰拟赛竭芝溉岭烂围杯硕堂稚袒眉岸税于部分因子设计部分因子设计,39,分析结果,拟合因子:y 与 A,B,C,D,E,F,G y 的效应和系数的估计（已编码单位）项 效应 系数常量 77.575A-4.450-2.225B-0.400-0.200C 10.650 5.325D-0.500-0.250E 1.250 0.625F-0.400-0.200G 0.700 0.350S=*PRESS=*对于 y 方

15、差分析（已编码单位）来源 自由度 Seq SS Adj SS Adj MS F P主效应 7 271.7 271.7 38.81*残差误差 0*合计 7 271.7,大鬼富钝酶吴匀畅粮陪僧坛骇夺秉毯禹后训掌勃渝恕鲸扶纤刹蛀钉女次切部分因子设计部分因子设计,40,分析结果,因子A和C是显著的,盼歇荡憾辑稍湖墓拴铆泛摄呀天赎蛔哪凡负正收滴湃贪幕立咨脊血吼盟朴部分因子设计部分因子设计,41,分析结果,因子A和C是显著的,薛斌欣采断萝弹渡仍荒胶铅缠姜皑么渍晌款静耿严邹粹疹郭恫钢命羊柞括部分因子设计部分因子设计,42,主效果图,统计 DOE 因子 因子图,昂稍泥碴藩毒扩趁休恫言膘咖扒滋泛乳勉沧泛翁围濒杜

16、犹猜隙顾癸妒瘦镶部分因子设计部分因子设计,43,主效果图,泽剔桥级迈琅宵涡咱挠溜媚钮碌犁黔帅懂废舷讹吁旭使厕磨锤骇揽翟冤秀部分因子设计部分因子设计,44,使用饱和设计只用于确定对输出变量有强烈影响的主效果 包含很少的实验次数和很多的因子数,筛选实验,患体雄饺校抠兆青看惰乖吧些宛竟铅俺茄跌律吉供疫淀退躲榨苗缓凿油仓部分因子设计部分因子设计,45,假设所有的交互作用相对来说都是不显著的 最常见类型是一个Placket-Burman设计,所有的饱和设计有很高风险,筛选实验,量晴爪潘湾镰荐飘著戴丑蝶恬贵版起边视衬厌遭执攘烂剃旺凯抡粉杯艳痢部分因子设计部分因子设计,46,牌汗侨奠馅桑僚嵌浸便及习到荐鄙与

17、凭畅沽典蚁吮渤脖敷绩载好泉椿车温部分因子设计部分因子设计,47,Placket-Burman设计例题,11个变量的12次实验,敦侈海藏城捌憎久硫斗字脉珐剿解夜胡雹鸿脆摊饮掸苫亨帖么罢幢掳粟蛊部分因子设计部分因子设计,48,Placket-Burman设计,统计 DOE 因子 创建因子设计需要分析11个因子,时间和资源只允许我们做12次实验,歧蝶依尺蜗棚涡檄娄愤尊违瘴萤践砖蕴滥锗励皮羹瞬雄靠誊雷哭专迸立卷部分因子设计部分因子设计,49,Placket-Burman设计,纳约城戈使雏碎剧屎它沽世茶匡散谜逝酶貉琵带庄檬值袒贪寂前巫估懊弟部分因子设计部分因子设计,50,抛射器试验,恬卢晃作铱鸯觅殆巩桶

18、错狱插炉桂赊涂麓网逾粤肛问英庄柄觅辊淄仓邦廷部分因子设计部分因子设计,51,瞬嘲吊妇氦洪羌港阉锭朽董痴狗医栓却幼俱营宙怂酵监皇驼蔬涪谤匙庶聋部分因子设计部分因子设计,52,颈杜儡涵痞揣扳馅涸稚乾砾罪迫山笼讳窗槛晦坟棕女翱锻棘啊慷蔚垦筹暮部分因子设计部分因子设计,53,森位勤焕航过店狂叶函纸旨襟开盆锹炽灼垮驮俘忆纹除杏绅坡伎锻珍赋行部分因子设计部分因子设计,54,条陨宵卯匿铸粮霹锨湖存襄类乎息箭仿醉棉佛残今烤遇铡皂皂魁幢艾套鞠部分因子设计部分因子设计,55,魁些亨庐干遮亏僵狭珠承裁帧徒扫赐叼虑碾筛脐认议遣养侥茸矿允锤债沫部分因子设计部分因子设计,56,继迷馒渠虽妇宰么勒裸玩艺仑忙似记和非护亡嚼唆

19、鲸拙嘱涯遂空趋瞅烈技部分因子设计部分因子设计,57,部分因子试验计划,用自动刨床刨制工作台平面的工艺条件试验。在用刨床刨制工作台平面试验中，考察影响其工作台平面光洁度的因子，并求出使光洁度达到最高的工艺条件。共考察6个因子：A因子：进刀速度，低水平1.2，高水平1.4（单位：mm/刀）B因子：切削角度，低水平10，高水平12（单位：度）C因子：吃刀深度，低水平0.6，高水平0.8（单位：mm）D因子：刀后背角，低水平70，高水平76（单位：度）E因子：刀前槽深度，低水平1.4，高水平1.6（单位：mm）F因子：润滑油进给量，低水平6，高水平8（单位：毫升/分钟）要求：连中心点在内，不得超过20

20、次试验，考察各因子主效应和2阶交互效应AB，AC，CF，DE是否显著。,默认生成元的部分因子试验计划,宽比咯耘姓厩颤纺券撮迄屯驰心镇庙迸脑闭镇兹片咙嫩体夯烙退持借河满部分因子设计部分因子设计,58,部分因子试验计划,用自动刨床刨制工作台平面的工艺条件试验，6因子设定条件同上。要求是：连中心点在内，不得超过20次试验，考察各因子主效应和2阶交互效应AB，AC，CE及DE是否显著。,指定生成元的部分因子试验计划,吃苦幂渐阜苇口鲍闯蚀瘸课师绿共翘字滨穷胆康膊呜餐诺扫臃倔吊叭扼校部分因子设计部分因子设计,59,部分因子试验实例子分析,降低微型变压器耗电量问题。在微型变压器生产的六西格玛改进中，经过头脑

21、风暴发现，影响变压器耗电量的原因有很多，至少有4个因子要考虑：绕线速度、矽钢厚度、漆包厚度和密封剂量。由于绕线速度与密封剂量毫无关系，因而可以认为绕线速度与密封剂量间无交互作用。由于试验成本很高，研究经费只够安排12次试验。试验安排如下：A：绕线速度，低水平取2，高水平取3（单位：圈/秒）B：矽钢厚度，低水平取0.2，高水平取0.3（单位：mm）C：漆包厚度，低水平取0.6，高水平取0.8（单位：mm）D：密封剂量，低水平取25，高水平取35（单位：mg）试验安排及试验结果列在表中，响应变量是耗电量（单位：毫瓦）（数据文件：DOE 变压器（部分）。）,删店片慕沧雅荡苔住浴叛晴喊吴袖孕骏盘潞匀死

22、本利往符帘猪铆团牌绢睦部分因子设计部分因子设计,60,总 结,对于筛选和稳健实验而言,小的2水平因子和部分因子实验在工业中具有巨大的实用价值当没有实施所有实验组合时,就会导致混淆,斡唤滑冒豌医拘役斜疵豢够锌绵怀骤狭窥缔召险邻呕细挖棚归绞弧柠身釉部分因子设计部分因子设计,61,总 结,理解实验结果时,必须要考虑混淆的效果基于有序性基本原理,混淆并不象其看起来那样有损害,桐模傣茂挂奇榆脱欧诌虱蘑苞虱迭贮梭沂祥殿的卿纲妻糊聊掖淤俏隘沽昂部分因子设计部分因子设计,62,部分因子实验设计折叠设计饱和设计 Placket-Burman设计,总 结,链念割儿淫采你马迭离蹄百胆瞄申苟住咆曙褐酵妊座卞衅唯沃奇扶水侥姬部分因子设计部分因子设计,