1、实验设计（ DOE）入门全球品管中心职级晋升系列之1活动p 案例说明：直升机飞行实验FACTOR (-1)Level (1)LevelA 2cm 4cmB 8cm 10cmC 2cm 3cm虚线：对折实 线 ：剪裁B:机翼长度A:机翼宽度C:机身 宽 度参考设定值： 8cm参考设定值： 2cm裁剪方式：2一. 什么是 DOE二 . DOE的原理和作用三 . DOE的种类和步骤四 . DOE案例目录3p DOE是一种结构化和系统化的方法，能有效、快速地揭示多个过程变量(Xs)与输出或质量特性 (Y)的因果关系，以确定影响过程响应的最重要的因子 (Xs)，从而获得最佳响应 (Y)。机身宽度机翼长度
2、机翼宽度过程质量特性 (飞行时间 T)因子 (X) 响应 (Y)噪声 /不可控因子一 .什么是 DOE响应 (Y)=过程 F（因子 X）4p DOE的原理工程 实践 统计原理二 . DOE的原理和作用l显著因子？l实验次数？l相互影响？5Buffer PVX Etch Buffer PVX Etch后形成轻微表面小黑点1st ITO刻蚀液浸泡小黑点变大PVX Etch后小黑点逐渐变大SD层GI层Buffer PVX EtchPower（W）Press（mT）SF6（sccm）O2（sccm）He2（sccm）Time（s）改善前 6500 150 300 0 1000 50改善后 3000 7
3、5 300 0 1000 45PVX Etch 改善前 3000 150 300 450 400 86改善后 2500 150 500 300 600 86lStep1:Buffer PVX Etch的 Power由 6500W 3000W,改善不明显lStep2： PVX Etch的 Power由 3000W 2500W，改善明显但工艺调整有限lStep3： DOE实验p 案例 12“二 . DOE的原理和作用6p DOE的作用例： CELL 刻蚀 点类不良 Issue! 筛选因子 Power（ W） Press SF6（ sccm） O2（ sccm） He2（ sccm） Time（ s
4、） Other 建立模型 根据主相关因子进行后建立模型进行分析确认趋势方向模型分析参数优化 Power（ W） 250 Press 1500 SF6（ sccm）500 O2（ sccm） 300 He2（ sccm）600 Time（ s） 85输出最佳结果优化筛选建模二 . DOE的原理和作用7筛选 实验 :田口设计PlackettBurman设计6以上部分因子实验 410全因子实验 25DOE 种类 因子数量筛选重要因子筛选重要因子因子与 Y的关系目的区分主效应主效应和部分 交互作用所有 主效应和交互作用，建立数学模型(线性效果）作用低现在工序了解程度高响应曲面实验 23 设定因子的最佳
5、条件响应变量 的预测模型(曲线效果）要求三 .DOE的种类和步骤8策划 响应变量“ Y”策划 因子“ x”选择合适的DOE方法实施 实验 &收集 数据分析结果 &改善实施策划实验过程“ F”明确问题和目标WwhatCchooseDdoAanalysis-.陈述实际问题-.期望的改善方向？-.望大 /小/目？-.计量 /计数型？-.计量 /计数型？-.水平如何？-.过程能力？-.因子数量如何？-.实验经费如何？-.数据有无异常？-.模型是否符合？-.继续实验 or实施改善？实验设计阶段 分析改善阶段PplanY=F（ x）三 .DOE种类和步骤9四 .DOE案例p 案例说明：直升机飞行实验响应设
6、定：Y：飞行时间 (秒 )目标飞行时间 最大化因子及水平定义：FACTOR (-1)Level (1)LevelMaterial Card PaperWing Short LongBody short Long1. 3因素 2水平全因子实验2. 重复 一次，共 16次实验10p 创建设计Step.1 启动软件Step.2 创建设计四 .DOE案例11Step.2 设计方案p 构建 全因子实验矩阵 Step.1 因子数Step.3 具体 参数四 .DOE案例12Step.2 数据类型水平p 全因子水平选择Step1.因子选择四 .DOE案例13p 数据填写标 准序 运行序 中心点 区 组 Mat
7、erial Wing Body Timer1 Timer2 平均 值4 1 1 1 Paper Lng Wng Sht Bdy 2.63 2.53 2.5813 2 1 1 Card Sht Wng Lng Bdy 1.56 1.62 1.593 3 1 1 Card Lng Wng Sht Bdy 1.87 1.72 1.7956 4 1 1 Paper Sht Wng Lng Bdy 2.25 2.16 2.2058 5 1 1 Paper Lng Wng Lng Bdy 2.78 2.62 2.710 6 1 1 Paper Sht Wng Sht Bdy 2.28 2.37 2.325
8、1 7 1 1 Card Sht Wng Sht Bdy 1.63 1.72 1.67511 8 1 1 Card Lng Wng Sht Bdy 1.97 1.81 1.897 9 1 1 Card Lng Wng Lng Bdy 1.94 1.94 1.9412 10 1 1 Paper Lng Wng Sht Bdy 2.96 2.75 2.85514 11 1 1 Paper Sht Wng Lng Bdy 2.03 1.91 1.9715 12 1 1 Card Lng Wng Lng Bdy 1.72 1.63 1.6755 13 1 1 Card Sht Wng Lng Bdy
9、1.44 1.53 1.4859 14 1 1 Card Sht Wng Sht Bdy 1.5 1.68 1.5916 15 1 1 Paper Lng Wng Lng Bdy 2.53 2.66 2.5952 16 1 1 Paper Sht Wng Sht Bdy 2.13 2.22 2.175Step1输入响应 Step2 计算均值四 .DOE案例思考：采集的数据如何判定异常？14p 数据分析Step1.统计 时间序列 时间序列图Step2.时间序列图简单Step3.时间序列图序列四 .DOE案例15p 时间序列图分析判定正常：随时间变化，平均值无明显规律、无明显异常点四 .DOE案例
10、16p 因子图分析Step1：统计 DOE 因子 因子图Step2：统计 DOE 因子 因子图 主效应 图统计 DOE 因子 因子图 交互作用图四 .DOE案例17p 主效应、交互效应分析主效应图：分析因子分别取高低水平时，响应的变化量 ； 比较 截距大小交互作用：如果因子 A的效应依赖于因子 B所处的水平，即称为有 AB有交互作用，观察 是否相交四 .DOE案例18p 分析因子设计Step1.统计 DOE因子 分析因子设计Step2.选择响应Step3.选择分析图形四 .DOE案例19p 分析因子设计Step1.显著因子柏拉图判定： 红线以右Step2.P指判定： P0.05，为显著因子，上例判定 Material/Wing为显著因子四 .DOE案例20p 残差分析Step1.正态概率图判定：残差数据应均匀分布，符合正态分布Step2.残差与拟合值判定：应在中心线附近波动，无明显变化规律Step3.残差 与 观测值 判定：应随机波动， 无明显 变化 趋势四 .DOE案例21p 响应优化器Step：统计 DOE 因子 响应优化器四 .DOE案例22p 响应优化器Step1：统计 DOE 因子 响应优化器 设置Step2： 响应参数设置四 .DOE案例23p 合意性及验证实验优化结果： Paper材质 +长机翼 +短机身可实现最长飞行时间！四 .DOE案例24实操和讨论
