望目特性穩(wěn)健設(shè)計(jì)實(shí)踐PPT課件

1、Slide 1望目特性參數(shù)設(shè)計(jì)路標(biāo)圖望目特性參數(shù)設(shè)計(jì)路標(biāo)圖1. 定義范圍/目標(biāo)2. 選擇響應(yīng)值3. 研究噪聲對(duì)策4. 建立控制因子和等級(jí) 確定控制因子和等級(jí) 將它們分配到正交排列5. 準(zhǔn)備和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)7. 進(jìn)行以下設(shè)計(jì)的證實(shí)測(cè)試：a) 優(yōu)化設(shè)計(jì)b) 初始設(shè)計(jì)8. 實(shí)施和記錄結(jié)果重新考慮和調(diào)查步驟 1 - 7是否證實(shí)？6. 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)預(yù)案計(jì)算每輪正交排列的信噪比和均值完成信噪比及均值響應(yīng)值表提出以下設(shè)計(jì)的信噪比預(yù)測(cè)： a) 優(yōu)化設(shè)計(jì) b) 初始設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共47頁(yè)Slide 2第一部分：第一部分： 穩(wěn)健設(shè)計(jì)實(shí)踐案例剖析穩(wěn)健設(shè)計(jì)實(shí)踐案例剖析瓷磚制造范例瓷磚制造范例 隧道窯隧

2、道窯 1953 年，一家日本瓷磚制造公司 INAX 從歐洲采購(gòu)了價(jià)值 200 萬(wàn)美元的新隧道窯。該磚窯長(zhǎng) 80 米。內(nèi)部有一輛疊放瓷磚的推車 隨著燃燒器燒制瓷磚，在軌道上緩慢移動(dòng)（36 小時(shí)行進(jìn) 80 米）。 問(wèn)題在于瓷磚厚度的可變性。 有關(guān)瓷磚制造流程優(yōu)化的穩(wěn)健設(shè)計(jì)，其有趣的早期應(yīng)用出現(xiàn)在 50 年代的日本。從那以后穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法得到了許多完善。但這個(gè)案例可說(shuō)明用于設(shè)計(jì)優(yōu)化的田口方法的一些基本特點(diǎn)。第2頁(yè)/共47頁(yè)Slide 3問(wèn)題：?jiǎn)栴}： 瓷磚不均勻瓷磚不均勻?qū)S人員來(lái)講，厚度不均勻的根本原因顯然在于熱分配不均勻。將不均勻受熱視為噪聲因子。重新設(shè)計(jì)磚窯的費(fèi)用高得驚人（500萬(wàn)美元）?；叵胍?/p>

3、下，有很多不同類型的對(duì)策可供我們對(duì)付“噪聲”，即 忽略、控制忽略、控制/ /消除、補(bǔ)消除、補(bǔ)償和減少。償和減少。 超過(guò) 25% 的瓷磚都不在尺寸規(guī)格之內(nèi)。內(nèi)部瓷磚很少能夠符合規(guī)格。對(duì)于需求不斷高漲的彩色瓷磚而言，所面臨的問(wèn)題更為嚴(yán)重。第3頁(yè)/共47頁(yè)Slide 4定義項(xiàng)目范圍定義項(xiàng)目范圍他們認(rèn)為，將一噸的工業(yè)軋機(jī)用于實(shí)驗(yàn)顯得過(guò)于龐大，所以決定選用其 2 公斤產(chǎn)能的小型球磨機(jī)。他們這樣做的原因是，如果噪聲因子策略能夠得以正確執(zhí)行，那么小規(guī)模生產(chǎn)的結(jié)果同樣可以適用于大規(guī)模生產(chǎn)。工廠人員決定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以尋找在磚窯內(nèi)不受位置影響的瓷磚材料的組成。項(xiàng)目范圍摘要：項(xiàng)目范圍摘要：使用小型球磨機(jī)測(cè)試的材料組成

4、原材料原材料粉碎和混合粉碎和混合鑄模鑄模煅燒煅燒上釉上釉煅燒煅燒 瓷磚制造流程瓷磚制造流程 第4頁(yè)/共47頁(yè)Slide 5確定響應(yīng)確定響應(yīng)y = y = 瓷磚厚度瓷磚厚度 (mm)(mm)USLUSL標(biāo)稱標(biāo)稱LSLLSL內(nèi)部?jī)?nèi)部瓷磚瓷磚外部外部瓷磚瓷磚磚窯中磚窯中所處位所處位置置 制造規(guī)格為 10.00 0.15 mm； 工廠人員知道這是響應(yīng)的望目特性望目特性類型；他們認(rèn)為，瓷磚尺寸的均勻意味著加熱深度的均勻；他們必須證實(shí)自己的想法。要衡量的輸出響應(yīng)是：y = y = 瓷磚厚度瓷磚厚度 (mm)(mm)10.00 10.00 0.15 mm 0.15 mm制造規(guī)格，y = 瓷磚厚度，是：當(dāng)厚度

5、為 10.00 mm 時(shí)，厚度響應(yīng)的目標(biāo)值將達(dá)到完美的均勻狀態(tài)。第5頁(yè)/共47頁(yè)Slide 6確定噪聲因子與等級(jí)確定噪聲因子與等級(jí)理想值 y = 10.00 mm 可歸納為 y = m，m 是標(biāo)稱尺寸時(shí)沒(méi)有可變性。推車上的瓷磚位置被視為一個(gè)主要的噪聲因子。接近熱源的外部瓷磚和距其較遠(yuǎn)的內(nèi)部瓷磚之間的溫度梯度非常大。 P5P1P6P7P4P3P2噪聲等級(jí)等級(jí)等級(jí)-1等級(jí)等級(jí)-2等級(jí)等級(jí)-3等級(jí)等級(jí)-4等級(jí)等級(jí)-5等級(jí)等級(jí)-6等級(jí)等級(jí)-7P 瓷磚位置內(nèi)部 前部?jī)?nèi)部 尾部外部 右面外部 左面外部 前部外部 頂部?jī)?nèi)部 中間噪聲因子噪聲因子第6頁(yè)/共47頁(yè)Slide 7確定控制因子與等級(jí)確定控制因子與等

6、級(jí)等級(jí)等級(jí)-1-1等級(jí)等級(jí)-2-2等級(jí)等級(jí)-3-3A A石灰石5%1%B B滑石43%53%63%C C滑石類型新類型- 1當(dāng)前新類型- 2D D耐火黏土0.0%1.0%3.0%E E粒度細(xì)粒度當(dāng)前粗粒度F F燒制順序第一第二第三G G長(zhǎng)石7%4%0%H H粘土類型類型- K混合型類型- G控制因子控制因子A2B2C2D2E2F2G2H2 為當(dāng)前條件?？刂埔蜃雍偷燃?jí)為精選的瓷磚成分控制因子和等級(jí)為精選的瓷磚成分通過(guò)腦力風(fēng)暴討論，他們從材料組成參數(shù)中選擇控制因子和等級(jí)。 因子 F 是流程順序控制因子。第7頁(yè)/共47頁(yè)Slide 8穩(wěn)健設(shè)計(jì)規(guī)劃穩(wěn)健設(shè)計(jì)規(guī)劃ABCDEFGH1111111112112

7、22222311333333412112233512223311612331122713121323813232131913313212102113322111212113321221322113132212313214222312131522312321162313231217232131231823321231內(nèi)排列外排列y = 瓷磚厚度瓷磚實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)選用了L18正交排列，各行指定了 18 項(xiàng)控制因子測(cè)試條件；P1 至 P7 指定噪聲等級(jí)或位置。 第8頁(yè)/共47頁(yè)Slide 9在在Minitab里完成實(shí)驗(yàn)規(guī)劃里完成實(shí)驗(yàn)規(guī)劃1.打開(kāi)打開(kāi) Minitab 的空白工作表的空白工作表2.選擇選擇“

8、StatDOETaguchi Create Taguchi Design.”（統(tǒng)計(jì)（統(tǒng)計(jì)DOETaguchi 創(chuàng)建創(chuàng)建 Taguchi 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì).）3.選擇選擇“Mixed Level Design”（混合等級(jí)設(shè)計(jì)）（混合等級(jí)設(shè)計(jì)） 4.選擇因子數(shù)為選擇因子數(shù)為 “8”5.單擊單擊 Taguchi 對(duì)話框中的對(duì)話框中的“Designs”（設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)）按鈕）按鈕6.選擇選擇“L18 2*1 3*7”7.單擊設(shè)計(jì)對(duì)話框中的單擊設(shè)計(jì)對(duì)話框中的“OK”（確定）（確定）8.單擊單擊 Taguchi 主對(duì)話框中的主對(duì)話框中的“OK”（確定）（確定）2567834第9頁(yè)/共47頁(yè)Slide 10進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與數(shù)

9、據(jù)收集進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)收集瓷磚材料以 L18 的每個(gè)組合配制并在小型磚窯中煅燒（燒制），然后從每 7 個(gè)位置中選出一個(gè)樣品測(cè)量厚度（單位 mm）。 A B C D E F G H11111111110.18 10.18 10.12 10.06 10.029.9810.2021122222210.03 10.019.989.969.919.8910.123113333339.819.789.749.749.719.689.8741211223310.09 10.08 10.079.999.929.8810.1451222331110.06 10.05 10.059.899.859.7810.126

10、1233112210.20 10.19 10.18 10.17 10.14 10.13 10.227131213239.919.889.889.849.829.809.9381323213110.32 10.28 10.25 10.20 10.18 10.18 10.3691331321210.04 10.02 10.019.989.959.8910.11102113322110.009.989.939.809.779.7010.1511212113329.979.979.919.889.879.8510.05122132211310.069.949.909.889.809.7210.1213

11、2212313210.15 10.08 10.049.989.919.9010.2214222312139.919.879.869.879.859.8010.02152231232110.02 10.009.959.929.789.7110.06162313231210.08 10.009.999.959.929.8510.14172321312310.07 10.029.899.899.859.7610.19182332123110.10 10.08 10.059.999.979.9510.12外排列（數(shù)據(jù)外排列（數(shù)據(jù) 瓷磚厚度，毫米）瓷磚厚度，毫米）控制因子控制因子第10頁(yè)/共47頁(yè)Sli

12、de 11進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析一旦從實(shí)驗(yàn)中收集到數(shù)據(jù)，將使用以下程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行分析：q計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)的信噪和均值計(jì)算每次實(shí)驗(yàn)的信噪和均值q完成并解釋響應(yīng)值表完成并解釋響應(yīng)值表q執(zhí)行兩步優(yōu)化執(zhí)行兩步優(yōu)化q提出預(yù)測(cè)提出預(yù)測(cè) 信噪比有用輸出有害輸出 2y2 第11頁(yè)/共47頁(yè)Slide 12信噪比的計(jì)算方法信噪比的計(jì)算方法計(jì)算 n 數(shù)據(jù)，y1 y2 y3 . . yn 為：y1+ y2 + y3 . . . + yny =n=n - 1 Si =1,n )2 (yi- y (y1- )2 y (y2- )2 y (yn- )2 y +. . .=n - 1S/N = = 10 x log+

13、n-1 2 n-1 2 y 2第12頁(yè)/共47頁(yè)Slide 13 L18測(cè)試，會(huì)在外排列中創(chuàng)建一組數(shù)據(jù)。例如，從 L18 第 1 輪測(cè)試中收 集的一組數(shù)據(jù)顯示如下：第 1 輪測(cè)試的信噪比計(jì)算 如下圖 n-1yynyyniiniin=-=12110.111 0.087()n=7S N/log).=104131y2n-12 (dB)(由于最終目的是減少噪聲引起的可變性，將針對(duì) L18 的每一輪計(jì)算信噪比。A B C D E F G HP1P2P3P4P5P6P7S/N均均值值Sigma L18 第第 1 輪輪1 1 1 1 1 1 1 1 10.18 10.18 10.12 10.06 10.02

14、 9.98 10.20 41.3110.110.087外排列外排列 瓷瓷磚磚位置位置 1-7控制因子控制因子第13頁(yè)/共47頁(yè)Slide 14在在Minitab中計(jì)算信噪比中計(jì)算信噪比1.打開(kāi)練習(xí)文件打開(kāi)練習(xí)文件2.選擇選擇“StatDOETaguchi Analyze Taguchi Design” （統(tǒng)計(jì)（統(tǒng)計(jì)DOETaguchi 分析分析 Taguchi 設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)）3.為響應(yīng)數(shù)據(jù)選擇為響應(yīng)數(shù)據(jù)選擇“P1-P7”4.單擊分析單擊分析 Taguchi 對(duì)話框中的對(duì)話框中的“Graphs” （圖表（圖表）按鈕）按鈕5.勾選圖表對(duì)話框中的勾選圖表對(duì)話框中的“Signal to Noise ra

15、tios”（信（信噪比）和噪比）和 “Means”（均值）（均值）6.單擊圖表對(duì)話框中的單擊圖表對(duì)話框中的“OK”（確定）（確定）23456第14頁(yè)/共47頁(yè)Slide 158 89 9111112127 710107.7. 單擊分析對(duì)話框中的單擊分析對(duì)話框中的“AnalysisAnalysis” ” （分析）按鈕（分析）按鈕8.8. 勾選分析對(duì)話框中的勾選分析對(duì)話框中的“Signal to Noise ratio”Signal to Noise ratio”（信噪比（信噪比 ）、）、 “ “Means”Means”（均值）和（均值）和“Standard Standard Deviations

16、”Deviations”（標(biāo)準(zhǔn)差）（標(biāo)準(zhǔn)差）9.9. 單擊分析對(duì)話框中的單擊分析對(duì)話框中的“OK”O(jiān)K”（確定）（確定） 10.10.單擊分析對(duì)話框中的單擊分析對(duì)話框中的“Storage” Storage” （存儲(chǔ)）按鈕（存儲(chǔ)）按鈕11.11.勾選存儲(chǔ)對(duì)話框中的勾選存儲(chǔ)對(duì)話框中的“Signal to Noise ratio”Signal to Noise ratio”（信噪比）、（信噪比）、“Means”Means”（均值）和（均值）和“Standard Standard Deviations”Deviations”（標(biāo)準(zhǔn)差）（標(biāo)準(zhǔn)差）12.12.單擊存儲(chǔ)對(duì)話框中的單擊存儲(chǔ)對(duì)話框中的“OK”O(jiān)

17、K”（確定）按鈕（確定）按鈕第15頁(yè)/共47頁(yè)Slide 1613.單擊分析對(duì)話框中的單擊分析對(duì)話框中的“Options”（選項(xiàng)）按鈕（選項(xiàng)）按鈕14.勾選選項(xiàng)對(duì)話框中的勾選選項(xiàng)對(duì)話框中的“Nominal is best 10*Log(Ybar*2/s*2)”（望目特（望目特性性 10*Log(Ybar*2/s*2)）15.單擊選項(xiàng)對(duì)話框中的單擊選項(xiàng)對(duì)話框中的“OK”（確定）按鈕（確定）按鈕16.單擊分析對(duì)話框中的單擊分析對(duì)話框中的“OK”（確定）（確定）14151613第16頁(yè)/共47頁(yè)Slide 17實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析請(qǐng)注意：18 信噪比在 36 db 至 50 db 之間變化

18、- 有 14 db 的波動(dòng)；第 10 個(gè)組合是最糟糕的；第 6 個(gè)組合最佳，其可變性范圍小于第 10 個(gè)組合的 A B C D E F G HP1P2P3P4P5P6P7信噪比信噪比Si g m a均值均值11111111110.1810.1810.1210.0610.029.9810.2041.310.08710.1121122222210.0310.019.989.969.919.8910.1242.190.0789.993113333339.819.789.749.749.719.689.8743.650.0649.7641211223310.0910.0810.079.999.929.

19、8810.1440.340.09610.0251222331110.0610.0510.059.899.859.7810.1237.740.1299.9761233112210.2010.1910.1810.1710.1410.1310.2250.030.03210.187131213239.919.889.889.849.829.809.9346.340.0489.8781323213110.3210.2810.2510.2010.1810.1810.3643.210.07110.2591331321210.0410.0210.019.989.959.8910.1143.130.07010.

20、00102113322110.009.989.939.809.779.7010.1536.040.1569.9011212113329.979.979.919.889.879.8510.0542.880.0719.93122132211310.069.949.909.889.809.7210.1237.050.1399.92132212313210.1510.0810.049.989.919.9010.2238.460.12010.0414222312139.919.879.869.879.859.8010.0243.150.0699.88152231232110.0210.009.959.9

21、29.789.7110.0637.690.1299.92162313231210.0810.009.999.959.929.8510.1440.230.0979.99172321312310.0710.029.899.899.859.7610.1936.600.1479.95182332123110.1010.0810.059.999.979.9510.1243.480.06710.04控制因子控制因子外排列（數(shù)據(jù)外排列（數(shù)據(jù) 瓷磚厚度，毫米）瓷磚厚度，毫米）第17頁(yè)/共47頁(yè)Slide 18S/N 響應(yīng)值表顯示了控制因子如何影響可變性，如下所示：標(biāo)準(zhǔn)差降低 = 1 - ()（增益/6） 歸納

22、：標(biāo)準(zhǔn)差降低0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%051015202530dB 增益增益標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差降低準(zhǔn)差降低 (%)dB 增益增益可可變變性降性降低低 (%)0.11%0.22%0.56%1.011%1.516%2.021%2.525%3.029%4.037%5.044%6.050%9.065%10.069%12.075%15.082%18.088%20.090%24.094%30.097%第18頁(yè)/共47頁(yè)Slide 19(41.31 + 42.19 + 43.65 +40.36 + 37.74 + 50.03 + 46.34 + 43.21 + 43.13) /

23、 9 = 43.10 DeltaDelta 是給定因子的所有等級(jí)的最大不同之處，它代表每個(gè)因子的效應(yīng)強(qiáng)度效應(yīng)強(qiáng)度。 信噪比響應(yīng)值表信噪比響應(yīng)值表望目特性望目特性 (10*Log(Ybar*2/s*2)等級(jí)等級(jí) A B C D E F G H1 43.10 40.52 40.45 40.32 44.52 41.11 40.42 39.912 39.50 41.22 40.95 40.88 40.12 41.37 41.48 42.823 42.16 42.50 42.70 39.27 41.42 42.00 41.17Delta 3.60 1.64 2.05 2.38 5.25 0.31 1.5

24、8 2.91排列排列 2 6 5 4 1 8 7 3均值響應(yīng)值表均值響應(yīng)值表等級(jí)等級(jí) A B C D E F G H1 10.016 9.934 9.988 9.989 9.999 10.074 9.978 10.0322 9.952 10.002 9.995 9.970 10.015 9.972 9.967 10.0203 10.016 9.969 9.994 9.938 9.906 10.007 9.900Delta 0.063 0.083 0.027 0.025 0.077 0.168 0.040 0.131排列排列 5 3 7 8 4 1 6 2ABCDEFGH均值均值信噪比信噪比1

25、1 1 1 1 1 1 1 1 10.1141.312 1 1 2 2 2 2 2 29.9942.193 1 1 3 3 3 3 3 39.7643.654 1 2 1 1 2 2 3 3 10.0240.365 1 2 2 2 3 3 1 19.9737.746 1 2 3 3 1 1 2 2 10.1850.037 1 3 1 2 1 3 2 39.8746.348 1 3 2 3 2 1 3 1 10.2543.219 1 3 3 1 3 2 1 2 10.0043.1310 2 1 1 3 3 2 2 19.9035.9911 2 1 2 1 1 3 3 29.9342.8812 2

26、 1 3 2 2 1 1 39.9237.0513 2 2 1 2 3 1 3 2 10.0438.4614 2 2 2 3 1 2 1 39.8843.1515 2 2 3 1 2 3 2 19.9237.7016 2 3 1 3 2 3 1 29.9940.2317 2 3 2 1 3 1 2 39.9536.6018 2 3 3 2 1 2 3 1 10.0443.48響應(yīng)值表是通過(guò)計(jì)算每個(gè)因子等級(jí)的響應(yīng)平均值創(chuàng)建成的。響應(yīng)值表是通過(guò)計(jì)算每個(gè)因子等級(jí)的響應(yīng)平均值創(chuàng)建成的。A1 A1 的平均信噪比為：的平均信噪比為：第19頁(yè)/共47頁(yè)Slide 2021444240321321321321

27、321321321ABCDEFGH2110.1010.0510.009.959.90321321321321321321321ABCDEFGH (10*Log(Ybar*2/s*2)通過(guò)信噪比與均通過(guò)信噪比與均值圖表輔助分析值圖表輔助分析優(yōu)化方案優(yōu)化方案信噪比主效應(yīng)圖（數(shù)據(jù)均值）信噪比主效應(yīng)圖（數(shù)據(jù)均值）均值主效應(yīng)圖（數(shù)據(jù)均值）均值主效應(yīng)圖（數(shù)據(jù)均值）信噪比的均值信噪比的均值均值的均值均值的均值信噪比：望目特性第20頁(yè)/共47頁(yè)Slide 21課堂練習(xí)：解釋課堂練習(xí)：解釋 dB均值的響應(yīng)值表顯示出控制因子如何影響均值，例如：因子 F 和 H 對(duì)均值厚度存在相對(duì)較強(qiáng)的影響。說(shuō)明說(shuō)明目標(biāo)目標(biāo)練習(xí)解

28、釋 dB 值的不同之處回答問(wèn)題并進(jìn)行班級(jí)討論A1 的平均信噪比為 43.1 db，A2 的平均信噪比為 39.5 db。使用響應(yīng)值表中的數(shù)據(jù)，回答以下方框中的問(wèn)題。A1 較 A2的優(yōu)良程度如何？它能在多大程度上降低可變性？E1 較 E2的優(yōu)良程度如何？它能在多大程度上降低可變性？dBdB%成果成果第21頁(yè)/共47頁(yè)Slide 22兩步優(yōu)化兩步優(yōu)化瓷磚實(shí)驗(yàn)的兩步優(yōu)化瓷磚實(shí)驗(yàn)的兩步優(yōu)化第一步是降低可變性（優(yōu)化信噪比），第二步是將均值調(diào)整到目標(biāo)值?？墒褂每刂埔蜃樱?F（燒制順序）； 然而，項(xiàng)目小組項(xiàng)目小組通過(guò)使用模具中的原材料量來(lái)調(diào)整厚度。 步驟步驟-1-1：降低可變性：降低可變性- 選擇最大信噪

29、比的控制因子等級(jí) 步驟步驟-2-2：調(diào)整均值：調(diào)整均值- 選擇可以移動(dòng)均值的控制因子等級(jí)，而不影響 可變性目標(biāo)目標(biāo)第22頁(yè)/共47頁(yè)Slide 23關(guān)于兩步優(yōu)化的注意事項(xiàng)：關(guān)于兩步優(yōu)化的注意事項(xiàng)：當(dāng)為了穩(wěn)健優(yōu)化進(jìn)行能量響應(yīng) (Energy Response) 的衡量時(shí)，使用一個(gè)參數(shù)調(diào)整均值通常會(huì)非常簡(jiǎn)單。如果不清楚如何調(diào)整均值，請(qǐng)尋找一個(gè)對(duì)均值有很大影響但對(duì)可變性影響甚微的控制因子。 在瓷磚實(shí)驗(yàn)中，因子 F 可將均值調(diào)整 0.17 mm，其對(duì)可變性的影響非常小。 Mean of SN ratios21444240321321321321321321321ABCDEFGHMean of Mean

30、s2110.1010.0510.009.959.90321321321321321321321ABCDEFGHMain Effects Plot (data means) for SN ratiosSignal-to-noise: Nominal is best (10*Log(Ybar*2/s*2)Main Effects Plot (data means) for Means步驟步驟 1 通過(guò)最大化信噪比降低通過(guò)最大化信噪比降低可變性可變性A1, B3, C3, D3, E1, F3, G3, H2步驟步驟 2 使用對(duì)信噪比沒(méi)有影響使用對(duì)信噪比沒(méi)有影響的因子調(diào)整均值的因子調(diào)整均值使用因子使

31、用因子 F 調(diào)整均值調(diào)整均值第23頁(yè)/共47頁(yè)Slide 24兩步優(yōu)化課堂練習(xí)兩步優(yōu)化課堂練習(xí)了解選擇優(yōu)良響應(yīng)的重要性，您可以使用兩步優(yōu)化回答問(wèn)題 1 和問(wèn)題 2，并進(jìn)行班級(jí)討論1. 哪個(gè)響應(yīng)是用于兩步優(yōu)化的最佳范例？ a) y = 故障率 b) y = 泄漏量 c) y = 燃油噴射器的噴射量 d) y = 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 e) y = 產(chǎn)品總成本 f) y = 瓷磚厚度g) y = 化工產(chǎn)量2. 這些屬于哪些響應(yīng)類型？說(shuō)明說(shuō)明目標(biāo)目標(biāo)成果成果第24頁(yè)/共47頁(yè)Slide 25提出預(yù)測(cè)提出預(yù)測(cè)田口田口 ( (Taguchi) Taguchi) 博士的方法要求經(jīng)過(guò)證實(shí)測(cè)試以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的有效性和博士的

32、方法要求經(jīng)過(guò)證實(shí)測(cè)試以檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的有效性和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的再現(xiàn)性。實(shí)驗(yàn)結(jié)論的再現(xiàn)性。 進(jìn)行證實(shí)實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)對(duì)優(yōu)化組合條件下的表現(xiàn)進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)利用“因子效應(yīng)的疊加性”提出預(yù)測(cè)。（因子效應(yīng)的）疊加性只是從具有強(qiáng)大效應(yīng)的控制因子得出的增益總和。 沒(méi)有將微弱的因子效應(yīng)納入預(yù)測(cè)方程式，以避免過(guò)高估計(jì)。在這個(gè)范例中，因子 B、F 和 G 都被排除。方程式排除的因子越多，預(yù)測(cè)就越保守；排除的因子越少，預(yù)測(cè)就越大膽。良好疊加性可被定義為“控制因子之間不存在強(qiáng)烈的交互作用?！?關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，稍后會(huì)作詳細(xì)解釋。第25頁(yè)/共47頁(yè)Slide 26使用疊加性預(yù)測(cè)使用疊加性預(yù)測(cè)信噪比信噪比38.0039.0040.0041.

33、0042.0043.0044.0045.00A1A2ATdB1180-= .T信噪比信噪比38.0039.0040.0041.0042.0043.0044.0045.00E1E2E3ETdB1322-=.T最佳配置下的信噪比預(yù)測(cè)由此得出：最佳配置下的信噪比預(yù)測(cè)由此得出：程序程序 T-Bar 是 18 信噪比的平均值，或是 18 輪測(cè)試的平均值。 T-Bar 在提出預(yù)測(cè)時(shí)作參考數(shù)使用。 對(duì)于每個(gè)控制因子，都要計(jì)算出因子等級(jí)平均值和 T-Bar 之間的差。 然后再將這些差值加到 T-Bar。 每個(gè)因子的增益都被加到一起。 換言之，只是將增益簡(jiǎn)單地加到一起。 稱之為因子效應(yīng)的“疊加性”。注：注：在本

34、例中，變量 B 、F 和 G 的影響未 納入預(yù)測(cè)方程。()optTAT=+-+1() () ()CTDTET-+-+-+331()HT-2=+.41.30 180+.120 140 322+=.dB15250.44 第26頁(yè)/共47頁(yè)Slide 27$opt()TAT=+-1()()()()CTDTETHT+-+-+-+-3312=+.4130180+=.dB12014032215250.44 ()$初始TAT=+-2() () ()()CTDTETHT+-+-+-+-2222 .(.)=+ -+4130180(.)(.)(. ).dB-+ -+ -+=0350421181523907 信噪比

35、預(yù)測(cè)信噪比預(yù)測(cè)注：注： 增益為 6 dB 的信噪比相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)差減半。 期望可變性降低 11.37 dB， 這相當(dāng)于變化范圍縮小 73%。信噪比信噪比初始設(shè)計(jì)初始設(shè)計(jì)39.07優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)50.44增益增益11.37標(biāo)準(zhǔn)差降低 = 1 - ()（增益/6） 第27頁(yè)/共47頁(yè)Slide 28Minitab中的預(yù)測(cè)中的預(yù)測(cè)基線基線341.繼續(xù)練習(xí)文件繼續(xù)練習(xí)文件 2.選擇選擇“StatDOETaguchi Predict Taguchi Results”（統(tǒng)（統(tǒng)計(jì)計(jì)DOETaguchi 預(yù)測(cè)預(yù)測(cè) Taguchi 結(jié)果結(jié)果）3.勾選預(yù)測(cè)勾選預(yù)測(cè)“Mean”（均值）、（均值）、“Signal to

36、 Noise ratio”（信噪比）、信噪比）、“Standard Deviation”（標(biāo)準(zhǔn)差）和（標(biāo)準(zhǔn)差）和 “Natural log of standard deviation”（標(biāo)準(zhǔn)差的自然對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差的自然對(duì)數(shù)）4.單擊預(yù)測(cè)單擊預(yù)測(cè) Taguchi 對(duì)話框中的對(duì)話框中的“Terms“（條件）按鈕（條件）按鈕5.在在“Selected Terms”（已選條件）框內(nèi)選擇（已選條件）框內(nèi)選擇 A、B、C、D、E 和和 H6.單擊條件對(duì)話框中的單擊條件對(duì)話框中的“OK”（確定）按鈕（確定）按鈕265第28頁(yè)/共47頁(yè)Slide 29127. 單擊預(yù)測(cè)單擊預(yù)測(cè) Taguchi 對(duì)話框中的對(duì)話框

37、中的“Levels” （等級(jí)）按鈕（等級(jí)）按鈕8. 選擇選擇“Uncoded units”（未編碼單位）（未編碼單位） 9. 選擇選擇“Select levels from a list”（從列表選擇等級(jí)）（從列表選擇等級(jí)）10. 將因子將因子 A 、C、D、E 和和 H 選擇為等級(jí)選擇為等級(jí)“2”（初始設(shè)置）（初始設(shè)置）11. 單擊等級(jí)對(duì)話框中的單擊等級(jí)對(duì)話框中的“OK”（確定）（確定）12. 單擊預(yù)測(cè)單擊預(yù)測(cè) Taguchi 對(duì)話框中的對(duì)話框中的“OK”（確定）（確定）1098117第29頁(yè)/共47頁(yè)Slide 30Minitab中的預(yù)測(cè)中的預(yù)測(cè)最大化信噪比最大化信噪比231.選擇選擇“S

38、tatDOETaguchi Predict Taguchi Results”（統(tǒng)（統(tǒng)計(jì)計(jì)DOETaguchi 預(yù)測(cè)預(yù)測(cè) Taguchi 結(jié)果結(jié)果）2.勾選預(yù)測(cè)勾選預(yù)測(cè)“Mean”（均值）、（均值）、“Signal to Noise ratio”（信（信噪比）、噪比）、“Standard Deviation”（標(biāo)準(zhǔn)差）和（標(biāo)準(zhǔn)差）和 “Natural log of standard deviation”（標(biāo)準(zhǔn)差的自然對(duì)數(shù)）（標(biāo)準(zhǔn)差的自然對(duì)數(shù)）3.單擊預(yù)測(cè)單擊預(yù)測(cè) Taguchi 對(duì)話框中的對(duì)話框中的“Levels” （等級(jí)）按鈕（等級(jí)）按鈕4.選擇選擇“Uncoded units”（未編碼單位）

39、（未編碼單位） 5.選擇選擇“Select levels from a list”（從清單選擇等級(jí)）（從清單選擇等級(jí)）6.選擇等級(jí)選擇等級(jí) A-1、C-3、D-3、E-1 和和 H-27.單擊等級(jí)對(duì)話框中的單擊等級(jí)對(duì)話框中的“OK”（確定）（確定）8.單擊預(yù)測(cè)單擊預(yù)測(cè) Taguchi 對(duì)話框中的對(duì)話框中的“OK”（確定）（確定）186475第30頁(yè)/共47頁(yè)Slide 31Minitab中的預(yù)測(cè)中的預(yù)測(cè)結(jié)果結(jié)果Minitab 還可以為標(biāo)準(zhǔn)差和對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差）建立可加模型。從標(biāo)準(zhǔn)差模型得出的預(yù)測(cè)通常并不可靠，因?yàn)榀B加性通常不能應(yīng)用于不可轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)差。 結(jié)果：結(jié)果： 磚窯數(shù)據(jù)磚窯數(shù)據(jù)Taguchi

40、分析：分析： P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7 與與 A、B、C、D、E、F、G、H 預(yù)測(cè)值（預(yù)測(cè)值（初始）初始）信噪比信噪比 均值均值 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差) 39.2259 10.0052 0.115405 -2.21285預(yù)測(cè)值因子等級(jí)預(yù)測(cè)值因子等級(jí)A B C D E F G H2 2 2 2 2 2 2 2Taguchi 分析：分析： P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7 與與 A、B、C、D、E、F、G、H 預(yù)測(cè)值預(yù)測(cè)值 （最大化的信噪比）（最大化的信噪比）信噪比信噪比 均值均值 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差) 52.1244 10.0389

41、-0.0147300 -3.69481預(yù)測(cè)值因子等級(jí)預(yù)測(cè)值因子等級(jí)A B C D E F G H1 3 3 3 1 3 3 2從初始到最大化信噪比預(yù)從初始到最大化信噪比預(yù)測(cè)增益為測(cè)增益為 11.37 dB 11.37 dB 的增益相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)的增益相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)差降低了差降低了 73%結(jié)果：結(jié)果： 磚窯數(shù)據(jù)磚窯數(shù)據(jù)Taguchi 分析：分析： P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7 與與 A、B、C、D、E、F、G、H 基線預(yù)測(cè)值基線預(yù)測(cè)值 信噪比信噪比 均值均值 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差) 39.0545 10.0159 0.110157 -2.19210預(yù)測(cè)值因子等級(jí)預(yù)測(cè)值因子等

42、級(jí)A C D E H2 2 2 2 2Taguchi 分析：分析： P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7 與與 A、B、C、D、E、F、G、H 最大信噪比預(yù)測(cè)值最大信噪比預(yù)測(cè)值 信噪比信噪比 均值均值 標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差 對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)差) 50.4416 10.0613 0.0091346 -3.49877預(yù)測(cè)值因子等級(jí)預(yù)測(cè)值因子等級(jí)A C D E H1 3 3 1 2注意：由于疊加性較差，注意：由于疊加性較差，所以標(biāo)準(zhǔn)差的預(yù)測(cè)值可能所以標(biāo)準(zhǔn)差的預(yù)測(cè)值可能并不可靠并不可靠第31頁(yè)/共47頁(yè)Slide 32進(jìn)行證實(shí)測(cè)試進(jìn)行證實(shí)測(cè)試預(yù)測(cè)值預(yù)測(cè)值確認(rèn)確認(rèn)值值信噪比信噪比信噪比信噪比初始設(shè)計(jì)初始設(shè)計(jì)39.2338