试验设计（DOE）

试验设计（DOE）方法在日本被奉为“国宝”，日本工业界认为：不懂DOE(试验设计)的工程师只能算是半个工程师。由此，足以说明试验设计（DOE）在研发及制造过程的重要性。

在产品开发、工艺过程设计和制造过程设计中，常常会遇到由多个参数共同作用达到一个或多个结果的问题，例如，后壳注塑变形量可能受材料、注塑压力、注塑温度、保温时间等多个因素的影响，如何通过这些因素的最佳配置，实现变形量最小？如何以最少或者比较少的试验次数获得最佳的试验结果？试验计划应如何安排？试验过程应如何分析？这是试验设计（DOE）要解决的问题。

一、课程大纲

（一）试验设计基础

1.基本概念

结合案例，说明试验设计的基本概念，试验设计的目的及要解决的问题。

介绍试验设计的发展历程。

结合案例，说明过程的概念，及可控输入与不可控输入的概念。

介绍结果变量的影响因素及y=f（x）模型。

通过案例，介绍试验设计与spc及质量检验的关系。

介绍试验设计中的几个基本概念，包括质量特性、因子及水平。

结合案例，介绍试验计划的组成。

2.试验设计方法

结合案例，介绍常见试验设计方法——试错法，及存在的问题。

3.试验设计目的

结合案例，说明试验设计的基本目的

4.试验设计用途

结合案例，说明试验设计在产品设计、优化过程等方面的应用。

5.试验设计总体阶段

结合案例，说明试验设计的三大阶段。

6.试验设计步骤

结合案例，介绍试验设计的主要步骤，及每一步需要注意的问题。

7.有效试验的障碍

结合案例，说明有效试验的障碍。

（二）单因子试验设计

1.概念

结合案例，介绍单因子试验设计的定义及目的。

2.实施步骤

通过实例，介绍单因子试验设计的步骤，并详细介绍单因子试验设计的原理，试验计划建立方法、试验结果分析方法。

3.试验设计三原则

结合案例，介绍试验设计的三项基本原则，包括重复试验、随机化及区组化的基本概念。

（三）全因子试验设计

1、概念

结合案例，介绍全因子试验设计的基本概念。

2、2K阶乘试验

结合哪里，介绍2K阶乘试验的基本概念，及其在试验设计过程中的优缺点。

结合案例，介绍标准编码的概念，及其在试验设计过程中的优势。

3、正交试验设计

结合案例，介绍正交试验设计的概念，及均衡性特点、正交性原理，介绍正交表的性质，及其选择方法。

4、交互作用

结合案例，介绍交互作用的基本概念及判断方法。

结合案例，介绍全因子试验设计与部分因子试验设计的基本区别。

5、中心点的选取

结合案例，介绍中心点选取在试验设计中的意义及作用。

6、全因子试验设计特点

结合案例，介绍全因子试验设计的特点。

7、实施步骤

通过minitab实例，介绍全因子试验设计的步骤，包括明确试验目的、输出变量确定方法、决定因子、决定因子的水平、在minitab中创建试验计划、实施试验及收集数据方法、分析试验结果、确定试验结论和提案。

介绍每一部分的原理及方法。

8、响应曲面试验设计

结合案例，介绍响应曲面设计的基本概念。

介绍响应曲面设计的试验方法包括CCC、CCF、CCI试验安排方法。

通过minitab实例，介绍响应曲面试验设计的步骤，包括明确试验目的、输出变量确定方法、决定因子、决定因子的水平、在minitab中创建试验计划、实施试验及收集数据方法、分析试验结果、确定试验结论和提案。

（四）部分因子试验设计

1、概念

结合案例，说明全因子试验设计的局限性，并结合讨论部分因子试验设计安排方法。

结合案例，说明混杂概念及性质，介绍分辨度的概念及确定方法。

2、设计方法

结合实例，说明部分因子试验设计方法及原则。

3、实施步骤

通过minitab实例，介绍部分因子验设计的步骤，包括明确试验目的、输出变量确定方法、决定因子、决定因子的水平、在minitab中创建试验计划、实施试验及收集数据方法、分析试验结果、确定试验结论和提案。

（五）稳健参数设计

1、概念

结合案例，介绍稳健参数设计（田口设计）方法的基本概念，介绍噪声因子的类型及文件参数试验设计方案。

结合案例，介绍望目、望大、望小特性信噪比的概念，并对因子类型进行区分。

2、实施步骤

介绍望目型问题的试验步骤、望大或望小型问题问题试验步骤

通过minitab实例，介绍田口试验设计的步骤，包括明确试验目的、输出变量确定方法、决定因子、决定因子的水平、在minitab中创建试验计划、实施试验及收集数据方法、分析试验结果、确定试验结论和提案。

（六）混料试验设计

1、概念

结合案例，说明混料试验设计的概念，及其思考方式。

2、设计方法

介绍混料试验设计的三种类型，包括单纯形质心、单纯形格点和极端顶点设计方法的原理及设计思路。

3、实施步骤

通过minitab实例，介绍混料试验设计的步骤，包括明确试验目的、输出变量确定方法、决定因子、决定因子的水平、在minitab中创建试验计划、实施试验及收集数据方法、分析试验结果、确定试验结论和提案。

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