謝寧DOE知識分享

實驗設計DOE（夏寧法）第一頁，共173頁。1夏寧何人?DorianShainin(1914-2001),中文譯作道林·夏寧，又譯作謝寧，是聞名世界的質量管理大師和可靠性工程專家。夏寧致力于改進工業(yè)(gōngyè)問題解決的專門技術長達六十余年.他最聞名于世的是其"夏寧方法"(ShaininTechniques)或簡稱夏寧法。他開發(fā)出夏寧法，用來幫助產(chǎn)品制造商解決問題，其中的許多問題往往被人認為是不可能解決的問題。美國康涅狄格州的<<哈特福德報>>(HartfordCourant)是這樣形容夏寧的:"他是將其質量與可靠性的足印遍布眾多產(chǎn)品的工程師,這些產(chǎn)品是從阿波羅登月車到汽車,又到電燈泡。"第二頁，共173頁。2何謂(héwèi)夏寧法?夏寧法（Shaininapproach）是由著名可靠性工程專家和質量工程專家道林·夏寧（DorianShainin）歷經(jīng)四十余年研究開發(fā)的一套用于解決產(chǎn)品制造及設計開發(fā)過程中的質量和可靠性問題的一套系統(tǒng)方法和工具。夏寧法主要用來解決頻發(fā)性的由下面兩種原因引起的疑難或慢性的質量問題：交互作用（Interactions）和未知因素（Unrecognizedfactors)。夏寧法的思路與我們通常的或傳統(tǒng)的方法不同，它采用逆向式的搜索方法。一般人通常的做法是從因至果去思考(先羅列許多可能的原因,然后一一去試驗，從而決定哪個才是真正的原因),而夏寧法采用從果到因的思維方式(以輸出結果(jiēguǒ)為起點，反向開展搜尋)。從夏寧法的角度看，質量改善意味著尋找引起波動的最重要的原因(即所謂RedX,PinkX和PalePinkX)。第三頁，共173頁。3夏寧法的工具(gōngjù)第四頁，共173頁。4目錄(mùlù)應用初級DOE工具1.1多變量分析1.2集中圖1.3成對數(shù)據(jù)比較(bǐjiào)1.4部件調查1.5過程參數(shù)調查高級工具2.1變量調查(diàochá)2.2全因子在采取措施前確定原因的工具3.1測試原因確認用變量調查(diàochá)作過程驗證和確認第五頁，共173頁。5第一章－1

初級(chūjí)DOE工具—多變量分析目的(mùdì)與原理多變量研究的目標是為了把大量未知的（或僅僅是懷疑的）和不可處理的變量的原因減少(jiǎnshǎo)為少得多的一族相關變量，其中包括紅X，即主要原因。第六頁，共173頁。6第二章－1

初級DOE工具—多變量(biànliàng)分析用撲克牌戲法說明(shuōmíng)多變量分析法尋找紅X（1）請一觀眾來幫助你從一套撲克中選出任意27張（2）請他從選出的牌里任選一張，在你不知道的情況下，將其向觀眾展示。你要通過3個同樣的問題來猜出紅X牌。讓我們假定他是梅花A。（3）請他將這27張牌進行洗牌，然后(ránhòu)交還給你（4）你將27張牌面朝上，排成3列，每列9張。（5）你請那位選牌人告知哪一列含有那張牌，假設他指向第2列。第七頁，共173頁。7第二章－1

初級(chūjí)DOE工具—多變量分析用撲克牌戲法說明(shuōmíng)多變量分析法尋找紅X（6）然后逐列收牌，注意指定列總是第二(dìèr)收。（7）第2次布牌，將牌按行排開。（8）第2次問牌在哪一列，假設這次選牌人將指第1列。再次按列收牌，注意指定列第二(dìèr)收。（9）第3次布牌，還是按行排開。（10）最后，第3次問牌在哪一列，假設這次他指向第2列。（11）你會很神氣地從第2列第5行中抽出那張牌（總是中間那行）。第八頁，共173頁。8第二章－1

初級(chūjí)DOE工具—多變量分析撲克牌戲法背后(bèihòu)的多變量原理在給定的問題中，27張牌就是27個變量，任何一個都可能是紅X。在第1次布牌中，當觀眾指出第2列含有所選牌時，你馬上就得到一個信號，即這張牌不在1，3列，即取消了18個變量，把紅X縮小到了僅有9張牌的第2列。在第2次布牌中，原來第2列的9張?zhí)幵诹?個中間行上，當觀眾指出第1列時，則處在2，3列的那6張牌被排除了。范圍(fànwéi)再次縮小到了3張。在第3次布牌中，剛才第1列的3張牌現(xiàn)在處在了中間或者說是第5行上，當你說是第2列時，便馬上就可知道紅X是梅花A了！第九頁，共173頁。9第一章－1

初級(chūjí)DOE工具—多變量分析確定問題(wèntí)的主要變量類型三種變差類型是：零件間變量單位內變量時間變量不同(bùtónɡ)變量類型的例子零件間變量從過程中連續(xù)收集的零件之間的變量（一個零件和另一個零件之間的變量）批次與批次之間的變量這些變量可能源于過程特性的變化，這些變化發(fā)生在制造過程中第十頁，共173頁。10第一章－1

初級DOE工具(gōngjù)—多變量分析不同(bùtónɡ)變量類型的例子（續(xù)）單位內變量在同一(tóngyī)個零件里的變差在同一(tóngyī)機器或沖模里的多個流的變差多腔多軸多排時間變量在一段時間后發(fā)生的變差小時和小時之間班次和班次之間第十一頁，共173頁。11多變量分析(fēnxī)的步驟確定可能的變差族（流）數(shù)量確定變差所屬的類型畫出族譜估計從過程中獲得不同樣本的時間差異從過程中選取3～5個連續(xù)樣本，以確定零件和零件之間的變差針對占問題比例最大的零件，收集數(shù)據(jù)盡量避免在收集數(shù)據(jù)時調整過程或影響過程特性每當過程發(fā)生一個重大變化（例如批次變更(biàngēng)、材料變更(biàngēng)、工具變更(biàngēng)和班次變更(biàngēng)）時，應該劃分成一個時間段第十二頁，共173頁。12多變量分析(fēnxī)的步驟從過程中連續(xù)選取3～5個樣本并根據(jù)已定義的量化單位進行測量從先前定義的所有族中收集樣本（多腔、多軸等等）從先前定義的每個不同時間段收集一批樣本如果80％的歷史變差可以從數(shù)據(jù)中獲取，則停止(tíngzhǐ)收集樣本利用多變差圖分析數(shù)據(jù)根據(jù)以下類別計算變差：時間變差單位內變差零件間變差找出比例最大的參數(shù)從圖標中尋找趨勢第十三頁，共173頁。13案例研究(yánjiū)：設計多變量印刷(yìnshuā)電路板鉆孔問題：印刷電路板在鉆孔時產(chǎn)生得過量毛刺就是綠Y?，F(xiàn)在我們想對各種變量族進行甄別。決定(juédìng)僅用1天時間進行試驗，期望一天之內能充分找到至少80％的重復變量每天3班倒有13臺同樣的鉆床每臺機器4個鉆削夾頭每班8個工人操作機器每臺機器有3個裝在印刷電路板上的控制面板每臺機器有10種鉆孔尺寸第十四頁，共173頁。14案例研究：設計(shèjì)多變量印刷(yìnshuā)電路板鉆孔解答(jiědá)：對于上述問題有3個主要變量族系和7個子族系。綠Y：毛刺度量尺度時間對時間部件對部件部件內班次對班次（3）小時對小時（3）面板對面板（3）機器對機器（3）鉆孔尺寸對鉆孔尺寸（4）操作者對操作者（3）鉆孔夾頭對鉆孔夾頭（2）第十五頁，共173頁。15確定取樣頻率和所需部件(bùjiàn)的數(shù)量有經(jīng)驗法則表明：應該持續(xù)在一個過程中進行周期(zhōuqī)采樣，直至采集到80％重要的變量或技術規(guī)格要求公差總體而言，多變量研究可以持續(xù)不到1小時至4周或更長，以便采集到80％以上的重要的變量。但比較典型的多變量研究不會持續(xù)超過1～3天。部件對部件族系中，樣本量可以為3～5個連續(xù)部件在部件族系里，每個子族系的采集可以100％，也可以從每個子族系中采集合理(hélǐ)數(shù)量的樣本；目標是將采集所要求的部件總數(shù)有足夠機會采集到紅X第十六頁，共173頁。16課堂練習半導體硅晶片多變量(biànliàng)計劃在一個多變量研究中，要在一個半導體硅晶片上（包括幾百個芯片）進行厚度測量，以確定哪些變量族對厚度的差別影響最大。厚度變量就是(jiùshì)綠Y。假定測量儀器的精度是硅晶片規(guī)范厚度公差的6倍多。設計一個多變量計劃，以表述下列計劃方針所羅列的問題。第十七頁，共173頁。17課堂練習（1）為以下8個計劃方針中的每一個鑒別重要變量族（即時間對時間，部件對部件、部件內）。在每個硅晶片上，要對5個部分進行測量（北、南、東、西和中間）。從鍍膜后的每個批次里采集3個樣本。從該批次鍍膜過程中，從真空室的左、中、右3個方向采樣(cǎiyànɡ)。使用2個真空鍍膜室。每批次需要2小時。從1班和2班中2個連續(xù)的批次里取樣。采樣(cǎiyànɡ)是在周一、周二、周三完成的。采樣(cǎiyànɡ)是在連續(xù)的3周內進行的。第十八頁，共173頁。18課堂練習（2）畫出族譜（3）在整個多變量運行中，應包括多少硅晶片？（4）如果過去的經(jīng)驗表明，周對周、天對天、班對班中很少產(chǎn)生有影響(yǐngxiǎng)的變量時，所要求的總硅晶片采樣數(shù)量會減少多少？第十九頁，共173頁。19練習(liànxí)答案（1）為以下8個計劃方針中的每一個鑒別重要變量族（即時間(shíjiān)對時間(shíjiān)，部件對部件、部件內）。在每個硅晶片上，北、南、東、西和中間5部分：部件內每個批次里采集3個樣本：部件對部件每個批次的左、中、右3個方向：部件內2個真空鍍膜室：部件內每批次需要2小時，即每班4批次：部件對部件從1班和2班中2個連續(xù)的批次：時間(shíjiān)對時間(shíjiān)在周一、周二、周三取樣：時間(shíjiān)對時間(shíjiān)在連續(xù)的3周內取樣：時間(shíjiān)對時間(shíjiān)第二十頁，共173頁。20練習(liànxí)答案（2）多變量(biànliàng)族譜綠Y：基片厚度(hòudù)變量時間對時間部件對部件部件內周（3）每周天數(shù)（3）鍍膜室數(shù)（2）每批次方位數(shù)（3）每班批次（4）每批次基片數(shù)（3）每天班次（2）每個基片的位置（5）第二十一頁，共173頁。21練習(liànxí)答案（3）硅晶片數(shù)量在多變量(biànliàng)運行中，要包括的硅晶片數(shù)量：3周×3天數(shù)/每周×2班數(shù)/每天×4批次數(shù)×3硅晶片數(shù)/批×2鍍膜室數(shù)×3方位數(shù)/批＝1296讀數(shù)＝1296×5（部分數(shù)/硅晶片）＝6480（4）如果時間變量(biànliàng)（周、天、班）是最小值，硅晶片總數(shù)量是：1296/（3×3×2）＝72，而讀數(shù)將是：72×5＝360第二十二頁，共173頁。22數(shù)據(jù)(shùjù)練習有家公司是生產(chǎn)晶圓的，目前公司的膜厚一直不是很穩(wěn)定，相了解其主要的原因是：日期(時間(shíjiān))批次(每天生產(chǎn)二個批次)(時間(shíjiān))WFAER(每批是二十五片WAFER)(部件間)每個WAFER中有五個位置(部件內)公司想要了解主要的變動原因來自那里。第二十三頁，共173頁。23MINITAB的操作(cāozuò)可以(kěyǐ)直接利用MINITAB>STATISTICS>質量工具>多變異圖。第二十四頁，共173頁。24數(shù)據(jù)案例(ànlì)第二十五頁，共173頁。25分析(fēnxī)結果第二十六頁，共173頁。26可以更精確的分析(fēnxī)─平衡ANOVA第二十七頁，共173頁。27結果(jiēguǒ)方差分析:thickness與Day,Lot,Wafer,position因子類型水平數(shù)值Day固定51,2,3,4,5Lot固定21,2Wafer固定21,2position固定4a,b,c,d對于thickness的方差分析來源(láiyuán)自由度SSMSFPDay41065.58266.396.630.000Lot10.580.580.010.905Wafer180.8080.802.010.160position313.194.400.110.954誤差702810.6240.15合計793970.76S=6.33653R-Sq=29.22%R-Sq（調整）=20.12%但是本模型的解釋狀況(zhuàngkuàng)不好，一般要能達到R-SQ在80%左右，這樣的答案才能比較有效。此時的情形可能是尚有其它的主要因子沒有考慮到。第二十八頁，共173頁。28第一章－2

初級(chūjí)DOE工具—集中圖目的(mùdì)如果多變量研究表明重要變量族是在部件內的，那下一步就應當是繪制部件內問題的精確位置，集中圖就很好的做到這一點。集中圖表明：（1）重現(xiàn)的故障問題沒有一個具體(jùtǐ)的位置（即它是一個隨機分布）。（2）它的確顯示出在某個特定位置有缺陷集中的現(xiàn)象。第二十九頁，共173頁。29第一章－2

初級DOE工具(gōngjù)—集中圖確定在零件的缺陷中是否存在任何模式（pattern）或密度（concentration）只有(zhǐyǒu)在多變差分析表明單位內變差很大，而且懷疑是變差很大的原因時適用畫一幅單位圖在圖上用網(wǎng)格(wǎnɡɡé)畫成多個區(qū)域當對單位進行檢驗時，在單位圖上標記發(fā)現(xiàn)缺陷的準確位置如果你在分析多種缺陷，確定缺陷編號（這絕不是我們在問題定義階段第一步要做的事）用比例（1～5）乘以缺陷，表示每個缺陷的嚴重度，填寫在適當?shù)木W(wǎng)格(wǎnɡɡé)里把這個圖和多變差分析結合起來。連續(xù)標記，直到獲得80％的歷史拒收研究網(wǎng)格(wǎnɡɡé)，看是否有什么缺陷很集中，密度很大看看能否用工程判斷來確定缺陷的原因。如果不行，我們必須應用產(chǎn)品/過程或變量調查來繼續(xù)試驗。第三十頁，共173頁。30集中(jízhōng)圖下面是一個集中圖，表示由于(yóuyú)灰塵引起的噴漆失效59565102當單位內變差較多時當缺陷可能發(fā)生在一個(yīɡè)單位的多個部位上時第三十一頁，共173頁。31案例(ànlì)研究冰箱門上泡沫(pàomò)保溫材料的漏氣某家電制造廠的冰箱生產(chǎn)線在用泡沫保溫材料填充冰箱的門和襯里時，出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。該問題存在了幾個月，當時的缺陷率為8％，返修成本是每年120000美元。操作員曾因此備受指責。我們先對3個班次的工作進行了多變量研究，并將其分為時間對時間族、門對門族和門內族3個變量族系。在時間對時間以及門對門族系變量里沒有發(fā)現(xiàn)顯著的變化。在操作者對操作者族系里也沒有顯著的變化。泡沫塑料漏氣最經(jīng)常出現(xiàn)在門內變量里。在門的右上角、右下角和左下角這些填充泡沫的地方幾乎沒有漏氣現(xiàn)象，集中圖定位于左上角的位置。經(jīng)確認：操作者總是由門的左上角開始填充泡沫塑料，然后沿順時針填充其他各部位。這使研究的重點(zhòngdiǎn)轉向填充泡沫的啟動過程，結果發(fā)現(xiàn)在左上角發(fā)泡的初期階段，編程上有2秒鐘的延遲。消除延遲后，缺陷降為了0。第三十二頁，共173頁。32課堂練習噴漆(pēnqī)缺陷在控制面板上進行噴漆的過程中，成品率平均僅為82％。每1％的產(chǎn)量的提高，每年會給公司節(jié)約45000美元。于是公司開展了多變量研究。經(jīng)確認，重要變量不是時間對時間或控制面板對控制面板，而是控制面板內的變量。研究人員制作了一個集中圖，圖中顯示了4中缺陷（通過顯微鏡和截面檢測）以及各種缺陷的數(shù)目(shùmù)和位置。（1）通過集中圖，你從每種缺陷類型的分布情況中能得出什么結論？（2）通過各種缺陷的類型，你能猜測出其形成原因么？第三十三頁，共173頁。33噴漆(pēnqī)缺陷集中圖I：9I：16I：18G：2G：2O：2FE：1G：1O：2FE：1缺陷(quēxiàn)代碼 總缺陷(quēxiàn)數(shù)I＝鐵鉻鎳合金缺陷(quēxiàn) 33G＝“玻璃”缺陷(quēxiàn) 5缺陷(quēxiàn)代碼 總缺陷(quēxiàn)數(shù)O＝有機物缺陷(quēxiàn) 4FE＝鐵缺陷(quēxiàn) 2第三十四頁，共173頁。34練習(liànxí)答案（1）鐵鉻鎳合金缺陷不但是最常發(fā)生的缺陷類型（占缺陷總數(shù)的75％），而且集中于控制面板頂邊的中部，集中圖清楚地說明了這一點。DOE小組發(fā)現(xiàn)，控制面板是用鐵鉻鎳合金制的鉤子沿面板上棱的中部懸掛起來的；由于這些鉤子沒有進行定期清洗，所以鉤子上的碎屑就到了控制面板上。應采取的預防性措施是，由過去的每季度清洗一次改為每兩周清洗一次，同時重新設計鉤子，這樣就使總缺陷率由19％降減少至4.8％。（2）其他缺陷種類：玻璃、有機物和鐵等，占缺陷總數(shù)的25％，且都沒有集中的位置。DOE小組從控制面板到懸掛控制面板進行追蹤(zhuīzōng)，將“玻璃”缺陷歸結于琺瑯質。即使這些缺陷，沒有重現(xiàn)的性質，但重新設計了小一些的鉤子可使這類缺陷減少為3：1。第三十五頁，共173頁。35練習(liànxí)答案（3）有機物缺陷可能是由于在進行打底漆或光亮噴漆時產(chǎn)生漏氣而造成的；至于鐵缺陷，被認為時控制面板的返工造成的，后來沒有對其進行跟蹤（4）集中圖促使產(chǎn)量提高(tígāo)了近20％，每年大致可節(jié)約90萬美元。第三十六頁，共173頁。36第一章－3

初級DOE工具—成對數(shù)據(jù)(shùjù)比較引言(yǐnyán)成對比較基于12～16個部件數(shù)據(jù)的極為簡單的布局——通常是6～8個好的和6～8個差部件——按高低次序排列。而且當與部件相關的一個參數(shù)或質量特性(tèxìng)被宣布是重要的時候，其置信度較高（90％以上）。成對比較的通用性很強，以至于可以用于新產(chǎn)品和過程的設計、生產(chǎn)、現(xiàn)場使用、后勤服務、管理工作——簡言之，可以用于任何經(jīng)濟活動。第三十七頁，共173頁。37第一章－3

初級(chūjí)DOE工具—成對數(shù)據(jù)比較先決條件性能（輸出或綠Y）必須是可測量的，測量儀器的精度至少是規(guī)格公差或產(chǎn)品分布的5倍。在一個大致恒定的時間框架內，每一次嘗試都應當選取(xuǎnqǔ)最好的部件（BOB）和最差的部件（WOW）。如果質量特性或參數(shù)是一個屬性，就應當考慮將其轉化成一個變量。第三十八頁，共173頁。38第一章－3

初級(chūjí)DOE工具—成對數(shù)據(jù)比較確定哪些可疑的產(chǎn)品特性或質量參數(shù)影響了問題只有(zhǐyǒu)當存在影響問題的可疑的產(chǎn)品特性（例如硬度、抗拉延強度、沙的特性、橢圓度）時，才能使用這個工具這個工具幫助我們找到產(chǎn)品特性或質量參數(shù)是否是造成問題的原因根據(jù)好的和壞的產(chǎn)品的比較做比較時，需要收集8個好的和8個壞的產(chǎn)品/總成應該收集非常好的和非常差的產(chǎn)品來做比較待測的產(chǎn)品特性或質量參數(shù)可以是變量或屬性如果質量參數(shù)是一個變量，儀器誤差必須(bìxū)小于等于公差的10％，而儀器的不確定度應該小于等于公差的25％根據(jù)問題的不同，應該在成對數(shù)據(jù)比較之前使用部件調查來確定有問題的部件/總成。部件調查會在下一章談到第三十九頁，共173頁。39步驟(bùzhòu)確定8個非常好的零件和8個發(fā)現(xiàn)了該問題的非常差的零件列出盡可能多的產(chǎn)品特性/參數(shù)(cānshù)，這些特性應該可能解釋好的和壞的零件之間的差異（這個列表是根據(jù)個人/小組的工程判斷產(chǎn)生的，不過可以用成對數(shù)據(jù)比較工具來加以證實）。按遞減順序或對問題的影響程度進行列表排序對前面確定的好的和壞的零件進行測量，總共應該有16個值按順序（從最小到最大或反之）排列這16個值，排列順序和產(chǎn)品的好壞無關針對每個值標識該值屬于壞的或好的零件。如果該值屬于一個好的零件，則在該值額右邊寫一個（G）。如果該值屬于一個壞的零件，則在該值額右邊寫一個（B）從數(shù)列的頂端開始數(shù)，找出第一次從好的零件變到壞的零件的地方，即轉折點（反之亦然）在轉折點畫一條臨界線（例如，如果這個變化發(fā)生在第5個數(shù)據(jù)之后，則在第5個數(shù)據(jù)后面畫一條線）第四十頁，共173頁。40步驟(bùzhòu)（續(xù)）從數(shù)列的末端開始數(shù)，找出第一次從壞的零件變到好的零件的地方，即轉折點（反之亦然）在轉折點畫一條臨界線（例如，如果這個變化發(fā)生在第15個數(shù)據(jù)之后，則在第15個數(shù)據(jù)和第16個數(shù)據(jù)中間畫一條線）找出頂端數(shù)（從上往下數(shù)測量的值，數(shù)到臨界線為止）找出末端數(shù)（從下往上數(shù)測量的值，數(shù)到臨界線為止）把這兩個數(shù)相加，得到總計數(shù)如果總計數(shù)<=5，則該質量參數(shù)或產(chǎn)品特性(tèxìng)不是問題的原因如果總計數(shù)=6，則我們有90％的把握（置信度），認為是該質量參數(shù)或產(chǎn)品特性(tèxìng)導致了問題第四十一頁，共173頁。41第一章－3

初級DOE工具(gōngjù)—成對數(shù)據(jù)比較總計數(shù)(jìshù)與置信度其它(qítā)數(shù)值的置信度總計數(shù)的值置信度690％795％1099％1399.90％第四十二頁，共173頁。42例例：如果(rúguǒ)針對一個參數(shù)獲得的值如下：0.1(G)0.11(G)0.11(G)0.12(G)0.12(B)0.15(G)0.16(G)0.16(B)0.17(G)0.17(G)0.18(B)0.19(B)0.20(G)0.20(B)0.22(B)0.25(B)頂端和末端(mòduān)的數(shù)是多少？ 頂端數(shù)＝4 末端(mòduān)數(shù)＝3但是在這個例子里，在轉折點上，好的和壞的零件的參數(shù)值是一樣的（在頂端為0.12，在末端(mòduān)為0.20）在這個例子里，我們要把頂端數(shù)和末端(mòduān)數(shù)各減去1/2 頂端數(shù)＝31/2 末端(mòduān)數(shù)＝21/2 總計數(shù)＝6第四十三頁，共173頁。43產(chǎn)品特性或質量參數(shù)可能是問題的原因當好的和壞的零件幾乎在同一時間段內產(chǎn)生時（零件間變差）理念(lǐniàn)——檢驗好的和壞的零件之間參數(shù)的不同是否導致了問題第四十四頁，共173頁。44案例(ànlì)分析滾針軸承的熱關閉工序之后，外殼(wàiké)破裂問題問題定義：在滾針軸承生產(chǎn)線上有一道(yīdào)裝配工序是熱關閉。確定的問題是在關閉作業(yè)之后，外殼發(fā)生破裂。由于這個過程造成的廢品率大概是4％。DOE小組懷疑一個產(chǎn)品特性——“外殼的硬度”導致了破裂。所以采用成對數(shù)據(jù)比較來找出硬度是否真的是導致破裂的參數(shù)。8個好的8個壞的零件的測量結果如左表所示值零件值零件55B46G54B42G54.5B42G49B49G51B51.5G50B50G52B44G51.5B第四十五頁，共173頁。45按順序排列后的結果(jiēguǒ)42G42G44G46G47G49G49B50G50B51B51.5G51.5B52B54B54.5B55B總計數(shù)＝10，說明(shuōmíng)硬度導致了問題的結論有99％的置信區(qū)間現(xiàn)在問題確定為“硬度(yìngdù)變差”，可以采用多變差分析來確定硬度(yìngdù)的變差。頂端數(shù)=6-1/2=51/2末端數(shù)=5-1/2=41/2第四十六頁，共173頁。46練習(liànxí)－1DOE小組正在(zhèngzài)研究問什么公司在失去訂單。小組懷疑的一個質量參數(shù)是公司的報價。下面給出了8份公司獲得的訂單的報價和8份失去的訂單的報價。做一次成對數(shù)據(jù)比較并報告你的結論在上述問題中，解釋你如何選擇非常好的和非常差的樣本并比較報價USD合同的獲得（W）/失去（L）報價USD合同的獲得（W）/失去（L）20,00,000W14,00,000L30,00,000W12,00,000L5,00,000W35,00,000L10,00,000W40,00,000L15,00,000W15,00,000L8,00,000W30,00,000L22,00,000W25,00,000L13,00,000W15,00,000L第四十七頁，共173頁。47練習(liànxí)答案－1解答：先將16個數(shù)據(jù)按報價(bàojià)USD從大到小排列頂端(dǐngduān)數(shù)=3-1/2=21/2末端數(shù)=3總計數(shù)＝51/2，說明價格導致了問題的結論有不到90％的置信區(qū)間價格不是一個顯著的失去訂單的原因。而且從報價來看，價高者并沒有得到訂單。第四十八頁，共173頁。48練習－2：確定(quèdìng)導致問題的參數(shù)DOE小組正在研究制動器氣缸活塞(huósāi)的裝配出的問題。小組已經(jīng)作過了部件調查，確定問題出在活塞(huósāi)上。小組懷疑在活塞(huósāi)里的三個參數(shù)——直徑、橢圓度和表面拋光。于是他們決定做一次成對數(shù)據(jù)比較。下面給出了8個好的和8個壞的活塞(huósāi)的有關參數(shù)的值。直徑值的單位是微米，是對目標值25mm測量出的偏差直徑拋光（Ra）橢圓度（微米）活塞（好/壞）直徑拋光（Ra）橢圓度（微米）活塞（好/壞）20.12G30.14B20.153G20.13B20.12G10.152B30.21G10.123B10.12G20.114B40.153G40.153B20.22G50.14B50.251G30.14B第四十九頁，共173頁。49練習(liànxí)答案－2解答：先將16個數(shù)據(jù)按直徑(zhíjìng)從大到小排列頂端(dǐngduān)數(shù)=1末端數(shù)=11/2總計數(shù)＝21/2，說明直徑不是導致問題的原因。第五十頁，共173頁。50練習(liànxí)答案－2解答(jiědá)：再將16個數(shù)據(jù)按拋光從大到小排列頂端(dǐngduān)數(shù)=5-1/2=41/2末端數(shù)=4-1/2=31/2總計數(shù)＝8，說明拋光導致問題的結論有大于95％的置信度。因此，我們可以認為拋光是導致問題的一個重要原因第五十一頁，共173頁。51練習(liànxí)答案－2解答：最后將16個數(shù)據(jù)按橢圓(tuǒyuán)度從大到小排列頂端(dǐngduān)數(shù)=4末端數(shù)=2總計數(shù)＝6，說明橢圓度導致問題的結論有90％的置信度。因此，我們可以認為拋光是導致問題的一個次要原因第五十二頁，共173頁。52練習(liànxí)答案－2結論：綜合以上的各個參數(shù)的成對比較的分析，我們可以得到的結論是——導致活塞裝配出問題的的紅X或是主要原因是拋光，粉紅X或是次要原因是橢圓度。而直徑并不是造成活塞裝配出錯(chūcuò)的原因。對策：重新調整拋光和橢圓度的參數(shù)設置，該問題得到了解決。第五十三頁，共173頁。53運用工程判斷針對確定的參數(shù)確定糾正措施么？如果(rúguǒ)要進一步分析才能確定導致確定參數(shù)變差的原因，我們需要采用多變差分析、產(chǎn)品/過程分析或變量調查等工具來確定比較分析中的參數(shù)的規(guī)范，在成對數(shù)據(jù)比較之后可以改變規(guī)范。第五十四頁，共173頁。54第一章－4

初級DOE工具—部件(bùjiàn)調查引言(yǐnyán)部件(bùjiàn)調查不打亂生產(chǎn)秩序，也不要求對生產(chǎn)技術有高深的了解，一線工人也能在很短時間內學會。部件(bùjiàn)調查的樣本量令人難以置信的小——只要兩個部件(bùjiàn)，一個是“好”的，一個是“差”的。第五十五頁，共173頁。55第一章－4

初級(chūjí)DOE工具—部件調查先決條件該技術主要用于裝配操作，從而可區(qū)別于面向過程的操作（盡管它可以用于具有變化的綠Y的過程和機械，也可以用于在這些機械中互換的部件）。性能（輸出或綠Y）必須可測量的，測量儀器的精度至少為技術規(guī)格要求公差或產(chǎn)品誤差分布的5倍?！昂谩焙汀安睢眱煞N部件必須能夠拆卸和重新組裝而又不會造成初始輸出的顯著(xiǎnzhù)改變。第五十六頁，共173頁。56第一章－4

初級DOE工具(gōngjù)—部件調查確定可能是問題原因的部件或組件通常(tōngcháng)用來處理總成問題只能在拆、裝過程不會對總成造成任何損害時，使用該工具部件調查的理念如果一個總成發(fā)現(xiàn)了問題，而另一個總成沒有問題，則這兩個總成之間肯定(kěndìng)有差異。（例如，一個主缸總成是好的，而另一個不好）對于上面這種問題只能有兩種解釋。一是在裝配過程中出了差錯，二是如果裝配過程沒有問題，那就是部件/組件造成了問題許多裝配問題都是由部件/組件之間的交互作用而產(chǎn)生的。在本書的下一頁會對這種交互作用進行說明。部件調查工具可以清楚地指出導致問題的部件我們只需要兩個總成就可以進行部件調查。一個非常好的和一個非常差的總成。這兩個樣本的選擇遵循一點，即“非常好”意味著最好的總成，而“非常差”意味著最差的總成（例如：一輛里程數(shù)最多的車和一輛里程數(shù)最少的車）第五十七頁，共173頁。57什么(shénme)是交互作用舉一個通俗易懂的例子：一個人，當他/她出汗的同時，還要喝冷水，就很容易感冒還是這個(zhège)人，如果他/她光出汗、不喝冷水，或者是在不出汗的時候喝冷水，則不太容易感冒。在這里，汗水和冷水（兩種質量參數(shù)）起交互作用，并產(chǎn)生了問題。如果把兩者分開，則不一定產(chǎn)生問題。假設這里的問題是車輛(chēliàng)的里程數(shù)太少，我們懷疑發(fā)電機和化油器導致了這個問題。有兩個發(fā)電機（一個好的，一個差的），兩個化油器（一個好的，一個差的），我們對他們進行測試，觀察它們對燃油效率的影響差的發(fā)電機標為E-，好的標為E+差的化油器標為C-，好的標為C+第五十八頁，共173頁。58交互作用圖下圖顯示了行駛(xíngshǐ)里程數(shù)29C+C-20151050E-E+如果我們得到的圖如上圖，則表明發(fā)電機和化油器之間沒有交互作用發(fā)動機之間的差異造成了9英里的距離(jùlí)，不管此時安裝的化油器是好還是差化油器之間的差異造成了2英里的距離(jùlí)，不管此時安裝的發(fā)電機是好還是差結論是，如果我們得到的是兩條平行線，則這兩個參數(shù)之間互不影響第五十九頁，共173頁。59交互作用圖讓我們(wǒmen)分析下面這張圖213C+C-20151050E-E+25105如果我們得到的圖如上圖，則表明發(fā)電機和化油器之間有交互作用發(fā)動機之間的差異在安裝了差的化油器之后，造成了5英里的距離；而安裝了好的化油器之后，造成了13英里的距離化油器之間的差異在安裝了差的發(fā)電機之后，造成了2英里的距離；而安裝了好的發(fā)電機之后，造成了10英里的距離結論是，如果我們得到的是兩條不平行的線，則這兩個參數(shù)之間互相影響(yǐngxiǎng)。兩天線越不平行，交互作用越顯著第六十頁，共173頁。60交互作用圖負面(fùmiàn)的交互作用例子C+C-20151050E-E+25第六十一頁，共173頁。61部件調查(diàochá)的步驟步驟調查的4個主要步驟列出可疑(kěyí)部件/組件，確定問題是否在裝配過程中調換好的和差的部件來測試最終調換如果在第2步確定問題是由部件之間的交互作用產(chǎn)生的，則應用因子分析第六十二頁，共173頁。62Step－1第一步列出可疑的部件/組件，按照可疑程度的遞減次序進行排序，例如最可疑的部件先寫根據(jù)要分析的問題選取兩個總成——一個非常好，一個非常差根據(jù)問題的量化單位來測量兩個總成，把數(shù)據(jù)記錄在查核表中把兩個總成拆開，再裝配起來，重新測量，把數(shù)據(jù)記下來。然后再做一次。（一共要拆卸、裝配兩次）在兩次拆卸、裝配之后，如果原來好的總成還是好的，而差的還是很差，則說明裝配過程沒有問題，而是部件問題。如果在任何一次拆卸、裝配之后，好的總成變差了，或是(huòshì)差的變好了，則說明部件沒問題，而是裝配過程有問題。（在量化單位是屬性類的時候，可以應用這種邏輯）如果量化單位是變量類的（例如車輛里程數(shù)、電流、扭距等等），則進行下一頁上的步驟第六十三頁，共173頁。63第一步：案例(ànlì)分析下表顯示的是可疑的部件中的化油器的拆裝之后(zhīhòu)測的數(shù)據(jù)車1（好）BOB車2（差）WOW初始值179化油器的第一次拆裝15.510.5化油器的第二次拆裝1611中位數(shù)1610.5極差1.52D=中位數(shù)之間的差＝5.5 d=極差的平均值＝1.75 D/d=3.14如果D/d的比例>=1.25(α=0.05,n=3時的經(jīng)典F值)，則說明裝配沒有問題，而是部件出了問題；如果D/d的比例<1.25，則說明裝配出了問題。在以上例子(lìzi)里，化油器是造成問題的部件如果量化單位是變量類數(shù)據(jù)，應用以上邏輯如果D/d比例不滿足條件，或是在拆裝時總成發(fā)生了從好到差或是相反的變化，不要繼續(xù)到第2步。此時應該研究裝配過程中的問題第六十四頁，共173頁。64第一步：練習(liànxí)某工廠生產(chǎn)一種計時器，客戶要求能在-40℃的條件下能工作。但廢品率是2位數(shù)，更糟的部件甚至在0℃就不再工作。計時器的組成部分有一個線圈和一個屏蔽。脈沖觸發(fā)一個線圈的銷，銷又引起一個邊臂或電鈴曲柄去觸發(fā)計數(shù)器，計數(shù)器步進一位?，F(xiàn)選出2個部件，一個很好（-40℃），一個很差（0℃），拆卸和重組裝，所得到的結果如下，判斷問題是否出在裝配(zhuāngpèi)過程？結果好的組件差的組件初始-40℃-0℃第一次拆卸/重組裝-35℃-5℃第二次拆卸/重組裝-37℃-7℃第六十五頁，共173頁。65第一步：練習(liànxí)答案解答：（a）BOB的3個綠Y好于WOW的3個綠Y，檢驗通過。（b）D/d≥1.25，其中：D=3個高值和3個低值的中值的差=-37-(-5)=-32d=(高值組件(zǔjiàn)的不重現(xiàn)性范圍＋低值組件(zǔjiàn)的不重現(xiàn)性范圍)/2=[(-40+35)+(-7-0)]/2=-6所以D/d=-32/-6=5.33，該值超過了1.25第六十六頁，共173頁。66Step－2第二步根據(jù)已經(jīng)現(xiàn)成的部件/組件清單，在好的總成和差的總成之間調換第一種部件如果量化單位是變差，測量好的和差的總成（記住，這時的好總成里有一個從差總成里來的部件，而差總成里有一個從好總成里來的部件）如果量化單位是屬性(shǔxìng)，則找出好總成是否變差了，而差總成是否變好了。如果兩者都發(fā)生了變化，則調換的部件是原因。如果沒有變化，則調換的部件肯定不是原因對于變(計)量類數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)發(fā)生了完全相反的變化，則調換的部件肯定是原因。如果數(shù)據(jù)沒有任何變化，則調換的部件不是原因在很多情況下，數(shù)據(jù)發(fā)生了部分變化（例如好總成部分變差，而差總成部分變好）。這時候，調換的部件不是問題的唯一原因，而是部件之間的交互作用產(chǎn)生了問題。第六十七頁，共173頁。67下表總結了由于調換部件造成的不同(bùtónɡ)結果變量屬性決策發(fā)生了完全相反的變化好的變差了而差的變好了停止部件調查，調換部件就是原因沒有變化沒有變化調換的部件肯定不是原因，把這個部件換回去，繼續(xù)調換其它部件部分變化好的變差了，差的不變（或）差的變好了而好的不變調換的部件不是問題的唯一原因。是由部件之間的交互作用產(chǎn)生了問題。把這個部件換回去，繼續(xù)調換其它部件第六十八頁，共173頁。68把部件恢復到原來位置，然后再繼續(xù)調查其它部件在部件復位之后，測量量化單位，確定好的總成還是好的，而差的還是差的。如果有什么突然變化，就說明裝配過程(guòchéng)有問題重復以上步驟，直到確定出所有造成部分變化和完全變化的部件下列數(shù)據(jù)顯示部件調換(diàohuàn)的結果和決策好總成結果差總成結果判定ABRG15AGRB9好的還是好的，差的也不變BBRG11BGRB13.5部分變化，可疑CBRG11.5CGRB14部分變化，可疑DBRG17DGRB10好的還是好的，差的也不變第六十九頁，共173頁。69如何確定變量(biànliàng)類數(shù)據(jù)的部分變化*t0.95=2.776,d2=1.81對于上述數(shù)據(jù)，判定界限是：UDL（好）＝18.68 LDL（好）＝13.32UDL（差）＝13.18 LDL（差）＝7.82任何值在這些界限以外的部件，都可以認為造成了部分(bùfen)變化，有需要研究的交互作用好總成的判定上限＝好總成的中位數(shù)＋2.776*(d/1.81)好總成的判定下限＝好總成的中位數(shù)－2.776*(d/1.81)差總成的判定上限＝差總成的中位數(shù)＋2.776*(d/1.81)差總成的判定下限＝差總成的中位數(shù)－2.776*(d/1.81)第七十頁，共173頁。70部件(bùjiàn)調換的結果圖1011121314151617181920ABCD好總成678910111213141516ABCD差總成結論：化油器的部件B和C起交互作用，造成了里程(lǐchéng)問題第七十一頁，共173頁。71第二步：練習(liànxí)請根據(jù)第一步中計時器的例題(lìtí)數(shù)據(jù)，計算出好的部件的判別上下限和差的部件的判別上下限。結果好的組件差的組件初始-40℃-0℃第一次拆卸/重組裝-35℃-5℃第二次拆卸/重組裝-37℃-7℃第七十二頁，共173頁。72第二步：練習(liànxí)答案解答(jiědá)：好部件的判定上限＝好部件的中位數(shù)＋2.776*(d/1.81)好部件的判定下限＝好部件的中位數(shù)－2.776*(d/1.81)差部件的判定上限＝差部件的中位數(shù)＋2.776*(d/1.81)差部件的判定下限＝差部件的中位數(shù)－2.776*(d/1.81)好部件的中位數(shù)=-37，差部件的中位數(shù)=-5；d=-6對于上述數(shù)據(jù)，判定(pàndìng)界限是：UDL（好）＝-46.2 LDL（好）＝-27.8UDL（差）＝-14.2 LDL（差）＝4.2第七十三頁，共173頁。73第二步：練習(liànxí)（續(xù)）現(xiàn)在將計時器分成A、C、D、E、F、G、H、8個主要部件，其余(qíyú)的小部件用R表示。分別做部件調換，得到結果如下，請判斷哪些部件及其交互作用是重要的；試驗號調換的部件好組件結果差組件結果判斷1AAbRg-40AgRb-52BBbRg-35BgRb03CCbRg-35CgRb-54DDbRg-20DgRb-55EEbRg-40EgRb06FFbRg-40FgRb-57GGbRg-20GgRb-58HHbRg-35HgRb09RDgGgRb-40DbGbRg9第七十四頁，共173頁。74第二步：練習(liànxí)答案（續(xù)）試驗號調換的部件好組件結果差組件結果判斷1AAbRg-40AgRb-5A不重要2BBbRg-35BgRb0B不重要3CCbRg-35CgRb-5C不重要4DDbRg-20DgRb-5D重要5EEbRg-40EgRb0E不重要6FFbRg-40FgRb-5F不重要7GGbRg-20GgRb-5G重要8HHbRg-35HgRb0H不重要9RDgGgRb-40DbGbRg9R不重要D，G超出好部件(bùjiàn)控制界限，所以它們是重要的。另外D，G的調換導致了好的變差了，而差的不變，說明了D、G之間交換作用也是重要的。第七十五頁，共173頁。75Step－3第三步：最終調換如果確定有兩個或以上的部件(bùjiàn)造成了問題（交互作用），把這幾種差的部件(bùjiàn)同時裝到好的總成上。進行測量，測出的數(shù)據(jù)應該接近差總成原來的值把這幾種好的部件(bùjiàn)同時裝到差的總成上（其它部件(bùjiàn)不動）。進行測量，測出的數(shù)據(jù)應該接近好總成原來的值化油器的最終調換(diàohuàn)數(shù)據(jù)好總成結果差總成結果判定BbCbRG9BGCGRB15同時調換成功如果最終調換時，得不到接近初始值的結果，表明(biǎomíng)有其它部件/組件也對問題有影響第七十六頁，共173頁。76最終調換(diàohuàn)之后的圖1011121314151617181920ABCD最終調換98678910111213141516ABCD最終調換第七十七頁，共173頁。77ANOVA表格(biǎogé)構筑一個(yīɡè)ANOVA表格，研究主要影響和交互作用3個參數(shù)(cānshù)的ANOVA表ABCABACBCABC---+++-+----++-+--+-+++-+-----++--++-+-+---++--+-+++++++第七十八頁，共173頁。78第三步：練習(liànxí)在第二步中，我們已經(jīng)分析中D、G及其交換作用是重要的，現(xiàn)在我們要通過最終調換來確認結果(jiēguǒ)。最終調換的試驗結果(jiēguǒ)如下，請根據(jù)結果(jiēguǒ)來判斷。計時器的最終(zuìzhōnɡ)調換數(shù)據(jù)好部件結果差部件結果判定DbGbRg9DgDgRb－40第七十九頁，共173頁。79第三步：練習(liànxí)答案好的部件結果調換結果比差部件初始值還低，而差部件經(jīng)過(jīngguò)調換后得到的結果和好部件初始值一樣，這就表明D、G部件確實是問題的主要原因。計時器的最終調換(diàohuàn)數(shù)據(jù)好部件結果差部件結果判定DbGbRg9DgDgRb－40同時調換成功第八十頁，共173頁。80Step－4第四步：因子分析因子分析用來量化主要(zhǔyào)影響和部件的交互作用對問題的影響從數(shù)量和方向上量化交互作用總結(zǒngjié)交互作用的影響CbCGBb9,10.5,11,9,10,9中位數(shù)＝9.511,14中位數(shù)＝12.5BG13.5,11.5中位數(shù)＝12.517,15.5,16,15,17,15中位數(shù)＝15.75第八十一頁，共173頁。81量化主要(zhǔyào)影響和交互作用的影響B(tài)CBC（交互作用）結果--+9.5+--12.5-+-12.5+++15.75+6.25+6.25+0.25結論：當B是好的時候，里程(lǐchéng)改進是6.25，當C是好的時候，里程(lǐchéng)改進是6.25，當B和C都是好的時候，里程(lǐchéng)改進是0.25。因此，B和C都是問題的原因。第八十二頁，共173頁。8202468101214161820B-B+顯示(xiǎnshì)交互作用的圖C＋C－B和C之間有交互作用嗎？這個工具可用于總成的所有問題只能(zhīnénɡ)在總成的拆裝不影響總成特性的情況下應用第八十三頁，共173頁。83第四步：練習(liànxí)在第三步中，我們確定(quèdìng)了D、G及其交換作用是重要的，現(xiàn)在請計算出D、G及其交互作用的效應。DbDgGb0,0,0,0,0-5,-5,-5,-5,-7中位數(shù)＝-2.5-5,-20中位數(shù)＝-12.5Gg-5,-20中位數(shù)＝-12.5-40,-40,-40,-40,-40,-37,-35,-35,-35,-35中位數(shù)＝-38第八十四頁，共173頁。84第四步：練習(liànxí)答案結論：從數(shù)據(jù)上來看D、G的主效應(xiàoyìng)是非常顯著的，他們交互作用則是中等程度的交互作用。量化主要(zhǔyào)影響和交互作用的影響DGDG（交互作用）結果--+-2.5+---12.5-+--12.5+++-38-35.5-35.5-15.5第八十五頁，共173頁。85課后練習以下是針對汽車總成的噪音問題的部件調查的數(shù)據(jù)(shùjù)。分析并確定問題的原因。噪音用Db為單位進行測量。畫出顯示交互作用的圖表車1（好）車2（差）初始值510化油器的第一次拆卸714化油器的第二次拆卸912好總成結果差總成結果判定ABRG15AGRB7BBRG4BGRB19CBRG7CGRB20DBRG18DGRB3第八十六頁，共173頁。86第一章－5

初級DOE工具—過程(guòchéng)參數(shù)調查過程參數(shù)調查(diàochá)的目標正像成對比較是將重要的產(chǎn)品參數(shù)與不重要的產(chǎn)品參數(shù)相分離(fēnlí)一樣，過程參數(shù)調查是將重要的過程參數(shù)與不重要的過程參數(shù)相分離(fēnlí)。第八十七頁，共173頁。87第一章－5

初級DOE工具—過程(guòchéng)參數(shù)調查過程參數(shù)(cānshù)調查的原理（1）生產(chǎn)中一個部件中的任一變量有著兩個通用的因子，或者產(chǎn)品本身有變異（由材料引起），或者是一個以上能影響產(chǎn)品的過程參數(shù)有變異。（2）如果(rúguǒ)原因是過程參數(shù)的變異：移動、漂移移動或隨時間而改變，就可以利用過程調查來解決。它的原理和成對比較一樣，是把與6個或8個好產(chǎn)品相關的過程參數(shù)與6個或8個差產(chǎn)品的過程參數(shù)相比較。第八十八頁，共173頁。88第一章－5

初級DOE工具—過程(guòchéng)參數(shù)調查確定造成問題的過程參數(shù)在懷疑過程參數(shù)是問題原因的時候適用在多變量分析顯示(xiǎnshì)零件間變差或時間變差很大時適用過程參數(shù)調查的理念如果一個零件生產(chǎn)出來是好的，而另一個出來是壞的，則一定存在某些過程參數(shù)變差造成了這個問題。我們(wǒmen)的目標是確定哪些過程參數(shù)造成了問題第八十九頁，共173頁。89第一章－5

初級DOE工具—過程參數(shù)(cānshù)調查過程(guòchéng)參數(shù)的種類1.機器/過程相關參數(shù)滑動重復性軸的磨損澆注(jiāozhù)穩(wěn)定噴射速度反壓力淬火時間奧氏體化溫度模間隙沖程高度Bathcontent第九十頁，共173頁。90第一章－5

初級DOE工具—過程參數(shù)(cānshù)調查2.機器/過程(guòchéng)相關參數(shù)冷卻劑溫度冷卻劑粘度氣壓退火油特性沙的特性3.人員相關參數(shù)(cānshù)相關經(jīng)驗技能疲勞度4.工裝相關參數(shù)工裝傾角工裝材料模具溫度5.進貨材料參數(shù)材料硬度材料直徑6.進貨材料參數(shù)噪音環(huán)境溫度濕度第九十一頁，共173頁。91注意事項如果是進貨材料參數(shù)（產(chǎn)品特性）造成了可疑的變差，并且這種參數(shù)在加工時不再變化，不要使用這個工具。應該采用成對數(shù)據(jù)分析不要把在加工過程中不變的過程參數(shù)作為可疑參數(shù)。例如：工裝(ɡōnɡzhuānɡ)傾角不能作為可疑參數(shù)，工裝(ɡōnɡzhuānɡ)材料不能作為可疑參數(shù)。應該確定那些在加工時會改變的參數(shù)作為可疑參數(shù)應該測量可疑參數(shù)（作為變量或屬性）。如果某種參數(shù)無法測量，這個工具就會變得沒有效率第九十二頁，共173頁。92過程參數(shù)(cānshù)調查的步驟列出可疑的過程參數(shù)為上述列表中的過程參數(shù)建立測量系統(tǒng)。應該測量上述過程參數(shù)的實際值，而不是設定值。例如：在熱處理時，設定溫度可能是850度，但是在過際中的實際值會變化根據(jù)多變差分析的結果，決定是在制造時測量每個產(chǎn)品(chǎnpǐn)的過程參數(shù)，還是根據(jù)抽樣進行測量測量過程參數(shù)，并且做記錄，直到獲得8個好的和8個差的零件對每個過程參數(shù)做成對數(shù)據(jù)分析，最終數(shù)字大于等于6的參數(shù)都是造成問題的參數(shù)第九十三頁，共173頁。93課堂練習問題：成型模零件出現(xiàn)多料問題冷卻時間(shíjiān)區(qū)域溫度模具溫度為8個好的和8個差的零件收集的數(shù)據(jù)(shùjù)顯示在下一頁上。確定造成問題的參數(shù)。第九十四頁，共173頁。94課堂練習冷卻時間區(qū)域溫度模具溫度冷卻時間區(qū)域溫度模具溫度規(guī)范3秒415-425度100-110度規(guī)范3秒415-425度100-110度好3.1423106好3420105好3415103差3420108好3.1422105差2.8417108差2.9422109差2.8414104差2.8419101好3414103好3419105好3420105差2.9417102差2.8415102好3418105差2.8416103根據(jù)產(chǎn)品/過程(guòchéng)分析收集的過程(guòchéng)參數(shù)值現(xiàn)在我們(wǒmen)該做些什么呢？第九十五頁，共173頁。95練習(liànxí)答案解答：先將16個數(shù)據(jù)按冷卻(lěngquè)時間從大到小排列頂端(dǐngduān)數(shù)=6-1/2=51/2末端數(shù)=7總計數(shù)＝121/2，說明冷卻時間是導致規(guī)范好和差的原因的置信度超過了99％。顯然，冷卻時間是一個很重要的原因！第九十六頁，共173頁。96練習(liànxí)答案解答(jiědá)：將16個數(shù)據(jù)按區(qū)域溫度從大到小排列頂端(dǐngduān)數(shù)=2-1/2=11/2末端數(shù)=1總計數(shù)＝21/2，說明區(qū)域溫度并不是導致規(guī)范好和差的原因!區(qū)域溫度最高的規(guī)范是好，區(qū)域溫度最低者規(guī)范也是好的，且好和差交錯出現(xiàn)，顯然區(qū)域溫度不是此問題的原因。第九十七頁，共173頁。97練習(liànxí)答案解答：最后將16個數(shù)據(jù)按膜具溫度(wēndù)從大到小排列頂端(dǐngduān)數(shù)=3末端數(shù)=4-1/2=31/2總計數(shù)＝61/2，說明膜具溫度是導致規(guī)范好和差的原因的置信度超過了90％。膜具溫度是導致規(guī)范好和差的一個次要原因。第九十八頁，共173頁。98練習(liànxí)答案結論(jiélùn)：綜合以上的各個參數(shù)的成對比較的分析，我們可以得到的結論(jiélùn)是——導致規(guī)范好和差的紅X或是主要原因是冷卻時間，粉紅X或是次要原因是膜具溫度。而區(qū)域溫度并不是造成活塞裝配出錯的原因。對策：重新調整冷卻時間和區(qū)域溫度的參數(shù)設置，該問題即可得到解決。第九十九頁，共173頁。99懷疑過程(guòchéng)參數(shù)是問題的原因時為了使用這個工具，所有的過程(guòchéng)參數(shù)都要進行測量如果發(fā)現(xiàn)多個過程參數(shù)是問題的原因，我們必須運用變量調查(diàochá)或全因子分析來確定交互作用和主要影響如果只有一個過程參數(shù)造成了問題，可以直接采取措施第一百頁，共173頁。100第二章－1

變量(biànliàng)調查變量(biànliàng)調查的目標（1）將重要因子從不重要因子中分離出來。（2）對重要因子及它們的交互作用的效應進行量化。（3）變量調查必不可少的功能是在產(chǎn)品或過程設計階段中，把預防影響生產(chǎn)的問題放在首位。（4）變量調查法可放寬非重要因子的誤差范圍(fànwéi)，降低成本；對于重要因子，則可將誤差范圍(fànwéi)壓縮到最小，提高產(chǎn)品質量。第一百零一頁，共173頁。101第二章－1

變量(biànliàng)調查確定過程參數(shù)調查中篩選出的過程參數(shù)的主要影響和交互作用區(qū)分重要的和不重要的因子擴大(kuòdà)非重要因子的公差量化重要因子的范圍和方向及其交互作用，緊縮這些因子的公差用于新過程的資料確認（ISO/TS16949的要求）應用排除法，把篩選出的過程(guòchéng)參數(shù)一一排除，每個參數(shù)僅做2次試驗。一個是以最優(yōu)水平，另一個是邊緣水平一個試驗是把試驗參數(shù)置于最優(yōu)值，而其它參數(shù)置于最差值。另一個試驗是把試驗參數(shù)置于最差值，而其它參數(shù)置于最優(yōu)值變量調查的理念第一百零二頁，共173頁。102變量(biànliàng)調查的步驟變量(biànliàng)調查的4個主要步驟是否為試驗確定了正確的參數(shù)和水平區(qū)分重要的和不重要的參數(shù)驗證第2步中確定的重要參數(shù)是否真的重要量化重要參數(shù)的數(shù)量和期望水平，以及它們的關聯(lián)交互作用第一百零三頁，共173頁。103Step－1第一步按降序排列出可疑的過程參數(shù)確定需要測量的量化單位(在DOE術語里這叫做(jiàozuò)反應)例：硬度、涂層厚度等等?？赡芤獪y量不止一個量化單位。有些時候，量化單位不能是絕對值，但是可以是采用試驗得到的一個批次的拒收數(shù)量的變差。第一百零四頁，共173頁。104例例子： DOE小組決定對內環(huán)孔徑變差執(zhí)行一次變量調查。環(huán)的生產(chǎn)周期是5秒。應該研究什么(shénme)量化單位（反應）呢？有兩種要研究的反應：一批50個環(huán)的直徑變差50個環(huán)的平均值在這里，試驗在50個環(huán)/批的基礎上進行第一百零五頁，共173頁。105確定每一個因子的最優(yōu)水平(+)和邊緣水平(-)。一般把目標值作為最優(yōu)水平(+)，邊界值作為邊緣水平(-)。我們也可以把正常生產(chǎn)過程中得到的實際值的偏差作為邊緣水平。一些例子： 溫度＝550+/-15度 +水平是550 －水平可以是535或565。這時我們需要查明哪個值更糟糕，就把它作為邊緣水平，如果兩個值的影響都一樣，任選其一。為每個試驗選擇樣本容量 把所有過程參數(shù)設定在＋值，運行(yùnxíng)過程。測量量化單位。然后把所有過程參數(shù)設定在－值，運行(yùnxíng)過程。測量量化單位第一百零六頁，共173頁。106例子(lìzi)參數(shù)＋－溫度450470時間2015從上述兩個試驗中可能得到下面兩種情況：兩個試驗之間的量化單位的數(shù)值差異很顯著。如果是這樣，表明小組選擇了正確的參數(shù)和水平如果最優(yōu)水平和邊緣水平之間沒有顯著的差異，表明可能是確定(quèdìng)的參數(shù)/水平不合適，或是參數(shù)之間的交互作用造成了問題。第一百零七頁，共173頁。107例子(lìzi)（續(xù)）最優(yōu)水平和邊緣水平之間有差異，但是這種差異和生產(chǎn)中的正規(guī)(zhèngguī)變差相同重復兩次最優(yōu)水平和邊緣水平的試驗(再做4次試驗)。應該根據(jù)隨機數(shù)表的隨機次序重復試驗。到現(xiàn)在為止，我們進行了6次試驗(三次最優(yōu)水平和三次邊緣水平)計算(jìsuàn)D/d比例。這個比例應該>=1.25硬度值的變差圖參數(shù)所有最好所有邊緣初始運行23.5第一次運行2.753.25第二次運行2.53.8D=中位數(shù)之間的差=3.5-2.5=1d=最優(yōu)水平的極差和邊緣水平的極差的平均數(shù)=0.65D/d=1.53測試表明，參數(shù)和水平顯示出所有最優(yōu)水平和邊緣水平之間有相當大的差異第一百零八頁，共173頁。108判定(pàndìng)界限的計算對于上述數(shù)據(jù)(shùjù)，判定界限是：UDL（＋）＝3.50 LDL（＋）＝1.50UDL（－）＝4.50 LDL（－）＝2.50+水平的上判定限＝+水平的中位數(shù)＋2.776*(d/1.81)+水平的下判定限＝+水平的中位數(shù)－2.776*(d/1.81)－水平的上判定限＝－水平的中位數(shù)＋2.776*(d/1.81)－水平的下判定限＝－水平的中位數(shù)－2.776*(d/1.81)第一百零九頁，共173頁。109Step－2第二步在過程設定(shèdìnɡ)時，把第一個參數(shù)置于邊緣水平，其它參數(shù)置于最優(yōu)水平。測量量化單位在過程設定(shèdìnɡ)時，把第一個參數(shù)置于最優(yōu)水平，其它參數(shù)置于邊緣水平。測量量化單位。我們得到的結果如下：如果量化單位的兩個值在剛才計算出的判定限內，則這個參數(shù)不重要，不是問題的原因如果發(fā)生了完全變化，則試驗的參數(shù)是問題的原因。我們不需要繼續(xù)測試其它的參數(shù)如果兩個值中的任意一個超出了判定限，表明有其它的參數(shù)和這個參數(shù)一起造成了問題，變量調查應該繼續(xù)，尋找下一個因子對剩下的因子重復(chóngfù)上述步驟，直到得到b)的結果，或是所有c)的結果第一百一十頁，共173頁。110例DOE小組(xiǎozǔ)已經(jīng)確定了對鍍鋅過程做變量調查所需要的下列過程參數(shù)。量化單位是spangles。這是什么類型的數(shù)據(jù)？變量調查結果如下參數(shù)＋－Zn鋅含量％2.52.8Cd鎘含量％0.50.75線速15001350所有最優(yōu)水平所有邊緣水平初始運行106第一次運行87第二次運行97UDL(+)=11 LDL(+)=7UDL(-)=9 LDL(-)=5參數(shù)(cānshù)A－Zn鋅含量％參數(shù)(cānshù)B－Cd鎘含量％參數(shù)(cānshù)C－線速第一百一十一頁，共173頁。111變量(biànliàng)調查的結果試驗組合結果結論1AWRb5重要2AbRW8沒有變化3BWRb9沒有變化4BbRW6沒有變化5CWRb7重要6CbRW10重要第一百一十二頁，共173頁。112345678910111213AwRbBwRbCwRb024681012AbRwBbRwCbRw第一百一十三頁，共173頁。113Step－3第三步如果多個參數(shù)(cānshù)造成了問題，則再做兩次試驗，一次把重要的參數(shù)(cānshù)置于邊緣水平，其它參數(shù)(cānshù)置于最優(yōu)水平；另一次把重要參數(shù)(cānshù)置于最優(yōu)水平，其它參數(shù)(cānshù)置于邊緣水平，注意是否能恢復到初始的最優(yōu)水平和邊緣水平組合結果組合結果結論AwCwRb6AbCbRw10重要最終運行(yùnxíng)的結果第一百一十四頁，共173頁。114345678910111213AwRbBwRbAwCwRbCwRb024681012AbRwBbRwAbCbRwCbRw第一百一十五頁，共173頁。115Step－4第四步量化部件對問題的主要影響(yǐngxiǎng)及其交互作用用數(shù)量和方向同時量化交互作用總結(zǒngjié)交互作用ACAC（交互作用）結果－－＋6＋－－7.5－＋－7.5＋＋＋93(+)3(+)01確定(quèdìng)主要影響和交互作用CwCbAw6,7,7,6,6中位數(shù)＝65,10中位數(shù)＝7.5Ab8,7中位數(shù)＝7.510,8,9,9,10中位數(shù)＝9結論：A＋和C＋水平提供了3個單位的改進。A和C之間沒有交互作用。A、B和C都應該保持在＋水平，以得到好的結果第一百一十六頁，共173頁。116用圖表顯示(xiǎnshì)影響45678910C-C+A-A+第一百一十七頁，共173頁。117注意事項變量調查適用于確定重要的過程參數(shù)。緊縮(jǐnsuō)重要過程參數(shù)的公差，確保輸出最優(yōu)。放寬不重要的過程參數(shù)的公差，可以節(jié)約成本。第一百一十八頁，共173頁。118課堂練習研究內環(huán)孔徑變差的DOE小組(xiǎozǔ)確定了下列過程參數(shù)是造成問題的重要參數(shù)。這些過程參數(shù)和它們的＋、－水平列表如下：參數(shù)＋－A：清理頻率2025B：給進率0.20.23C：作業(yè)速度550470D：輪轉速11001000第一百一十九頁，共173頁。119課堂練習確定的量化單位是一批50個環(huán)的變差。試驗的結果如下。直徑(zhíjìng)的公差是10微米所有最好所有邊緣初始運行4.256.5第一次運行3.57第二次運行47.5試驗組合結果1AWRb6.252AbRW5.503BWRb4.54BbRW7.55CWRb76CbRW47DwRb58DbRw7確定造成問題的參數(shù)。研究是否由單個的參數(shù)造成了問題，還是由于交互作用做出參數(shù)之間交互作用的表格為了減小變差，應該把參數(shù)設定在什么水平(shuǐpíng)在這個試驗里什么事情沒有做？第一百二十頁，共173頁。120第一步：練習(liànxí)答案解答：（a）最好的3個的變差均小于邊緣的3個變差，檢驗通過。（b）D/d≥1.25，其中：D=3個最好和3個邊緣的中值的差=7-4=3d=(最好的不重現(xiàn)性范圍(fànwéi)＋邊緣的不重現(xiàn)性范圍(fànwéi))/2=[(4.25-3.5)+(7.5-6.5)]/2=0.875所以D/d=3/0.875=3.43，該值超過了1.25第一百二十一頁，共173頁。121第二步：練習(liànxí)答案解答(jiědá)：最好的判定(pàndìng)上限＝最好的中位數(shù)＋2.776*(d/1.81)最好的判定(pàndìng)下限＝最好的中位數(shù)－2.776*(d/1.81)邊緣的判定(pàndìng)上限＝邊緣的中位數(shù)＋2.776*(d/1.81)邊緣的判定(pàndìng)下限＝邊緣的中位數(shù)－2.776*(d/1.81)好部件的中位數(shù)=4，差部件的中位數(shù)=7；d=0.875對于上述數(shù)據(jù)，判定界限是：UDL（最好）＝5.34 LDL（最好）＝2.66UDL（邊緣）＝8.34 LDL（邊緣）＝5.66第一百二十二頁，共173頁。122第二步：練習(liànxí)答案（續(xù)）A，C超出(chāochū)最好和最差的控制界限，所以它們是重要的。而B、D均沒有超出(chāochū)控制界限，故這兩個參數(shù)不重要。試驗調換的參數(shù)最好參數(shù)結果邊緣參數(shù)結果判斷1AAwRb6.25AbRw5.50A重要2BBwRb4.5BbRw7.5B不重要3CCwRb7CbRw4C重要4DDwRb