世界級質(zhì)量管理工具謝寧

DOEDOE：試驗設計是有目的的改變過程輸入因素（X）以觀測相應的輸出變化（Y）的行動。Y=F(X1,X2,X3……Xn)什么是DOE？DOE是一種質(zhì)量工具，要解決的變量X與Y的關系，如果逆向知道問題Y，如何找出X1，X2，X3……..？designofexperimentX：變量變量是有害的Cp和Cpk表征變量分布所有變量的都很重要？需要找出和控制DOE分類：經(jīng)典DOE、田口DOE和謝寧DOE當前1頁，總共48頁。8/2原則80%的問題（Y）是由哪些20%的原因（X）造成的帕累托定律原理目的簡單，有效強調(diào)與部件對話10大工具DOE逆向：知道問題Y如何找到X謝寧DOE當前2頁，總共48頁。Y：綠Y，代表要解決的問題和目標X：變量紅X粉紅X淺粉紅X利克特尺度：在好壞之間建立一個好壞程度，如1代表差，10代表好；好處：減少數(shù)據(jù)量測量精度：5:1，（即變量變化范圍:測量工藝精度）≥5謝寧DOE概念定義當前3頁，總共48頁。謝寧DOE10大工具針對20個以上的變量確認重要變量確認改善效果優(yōu)化X變量的公差持續(xù)改善思維創(chuàng)新工具確認重要變量成對比較多變量分析部件搜索產(chǎn)品/過程搜索集中圖變量搜索全析因BVsC分析散布圖SPC確認改善效果優(yōu)化X變量的公差持續(xù)改善響應曲面圖當前4頁，總共48頁。多變量分析為什么首先要講多變量分析？

最重要的是該工具針對大量沒有直接聯(lián)系的、猜測的可能原因和不可處理的變量減少到少得多的一族相關變量。

多變量分析為其它工具的使用提供一個分析基礎。當前5頁，總共48頁。多變量分析多變量分析是一種過濾技術，將20個以上變量過濾，定位最可能的原因，可以形象的稱之“漏斗法”撲克戲法的原理：對于27張牌，三次定位找出指定的牌（紅X），即第一次找出紅X所在的列，可以排除18張牌；再次洗牌后，確定紅X所在的排，排除6張，只剩3張牌；再次洗牌，則可以輕松的確定唯一的紅X當前6頁，總共48頁。魚骨圖的無奈——常用的分析問題的方法魚骨圖可以分析問題產(chǎn)生的可能原因，但并不能進一步分析，到底哪個是主要原因，次要的原因。只能每項可能的原因都要進行改善，效率低，很多原因可能只是猜測，這正是多變量分析的優(yōu)勢。當前7頁，總共48頁。多變量分析目的：在X1，X2，X3，…Xn中出紅X、粉紅X、淺粉紅X所在的變量族方法:1.針對每個變量，從產(chǎn)品或制程抽出四至五個樣品作為樣本,并測量有關之質(zhì)量特性2.定時重復抽取樣本,直到樣本整體能反映大部份(約80%)的不良變異3.按時序制作多變量圖4.觀察何種變異最為顯著——多變量分析的過濾器當前8頁，總共48頁。位置變量(樣本內(nèi)的）部件內(nèi)部/組件內(nèi)的不同位置在成批加料時出現(xiàn)的位置或范圍的變化不同機器/不同試驗位置不同生產(chǎn)線之間/不同工人之間的質(zhì)量變化周期性(樣本之間的變化)在同樣的時段，從一個生產(chǎn)過程中抽取的連續(xù)的部件間的變化不同的批次/部件組中的變量時間性的變化小時、天、周、班別的變化差異變量族的劃分當前9頁，總共48頁。設計多變量具體研究步驟1.測量儀器的精度至少是產(chǎn)品精度的5倍2.確定可出現(xiàn)的變量的族的數(shù)目3.畫出族譜4.估計所要求的不同時間取樣的次數(shù)5.確定對在加工過程中連續(xù)抽取的部件的數(shù)量（一般3~5）6.確定在部件內(nèi)，族系的取樣數(shù)量，如方位、機器、模腔的數(shù)量）7.將第4、5、6不重的數(shù)量相乘，以確定要研究的部件總數(shù)8.設計一個圖表，簡化多變量數(shù)據(jù)的收集當前10頁，總共48頁。多變量分析案例（一）印刷電路板在鉆孔時產(chǎn)生的過量毛刺，用利克特度量尺度把毛刺分成1到10級，然后對各種變量族系進行甄別。決定僅用一天的時間進行試驗，期望在一天之內(nèi)就能充分找到至少80%的重要變量。每天三班倒有13臺同樣的鉆床每臺機器有4個鉆削夾頭每班有8個工人操作機器每臺機器上有3個裝在PWB板上的控制板每臺機有10種鉆孔尺寸當前11頁，總共48頁。針對各個x進行族系的劃分：每天三班倒每班工作時間的變化有13臺同樣的鉆床每臺機器有4個鉆削夾頭每班有8個工人操作機器每臺機器上有3個裝在PWB板上的控制板每臺機有10種鉆孔尺寸時間對時間時間對時間部件內(nèi)部件內(nèi)部件內(nèi)部件對部件部件內(nèi)當前12頁，總共48頁。首先畫出族譜圖，按照三個族系分類，然后確定各個x的取樣數(shù)目，一般3~5就可以。從上可以得看，存在3大族系，個子族系，如下圖：當前13頁，總共48頁。然后設計數(shù)據(jù)收集表格當前14頁，總共48頁。某芯片生產(chǎn)線對芯片與基帶的黏貼度進行多因素分析,并得出如下結果:多變量分析案例（二）當前15頁，總共48頁。變量圖，利用收集到的數(shù)據(jù)做圖。圖標可以直觀的判斷哪個變量族變化最大。

水平線表示時間——也可以是周對周、天天天，小時對小時，批次對批次，

垂直軸表示正在研究的綠Y。

從圖中可以看出，位置變量的變化最大，這說明紅X在位置變量內(nèi)當前16頁，總共48頁。

某加工者在制造直徑要求為0.0250英寸±0.001英寸的圓柱體轉(zhuǎn)子軸時，出了很多廢品。有3個軸式上午8點加工的，其它的為上午9、10、11和12點加工的。對每個軸要進行四次測量——2次在右面，兩次在右面，對每個軸從左到右測量錐度；從上到下測試不同心度，讓軸轉(zhuǎn)動，測量最大直徑點和最小直徑點。這樣，在部件內(nèi)變量中，就會出現(xiàn)兩個子族，即錐度和不同心度，綠Y為轉(zhuǎn)子的直徑。針對數(shù)據(jù)做變量圖如下：多變量分析案例（三）當前17頁，總共48頁。第一種變量圖第二種變量圖針對同一個問題，兩種變量圖，從圖可以看出，第二種變量圖更為直觀明了，可以很快發(fā)現(xiàn)，時間變量最大。當前18頁，總共48頁。具體應用到切片生產(chǎn)中，可以針對一般線痕的問題做相關分析的案例。相關變量如下：

1、車間3個班（A、B、C）

2、車間有36臺機

3、每個班有6個主操手，沒人負責6臺機器

4、每個班12個小時

5、切片機使用M（380kg）和N（270kg+120kg）兩種砂漿

6、切片機存在兩種40工藝和42工藝將線痕的輕重（即硅片的最大粗糙度）做綠Y多變量分析案例（四）當前19頁，總共48頁。族譜圖分析綠Y：線痕粗糙度時間對時間部件對部件部件內(nèi)班次對班次（3）時間對時間（3）工藝對工藝（2）員工對員工（3）機臺對機臺（9）砂漿對砂漿（2）注：針對各個變量選取適當?shù)娜哟螖?shù)，每4小時取樣一次，主操手6個選取3個，機臺36臺選取9臺。當前20頁，總共48頁。設計數(shù)據(jù)收集表變量族時間對時間班#ABC時間前4h中間4h后4h前4h中間4h后4h前4h中間4h后4h工藝#變量族工藝40員工#甲乙丙機臺123151617343536砂漿#MNMNMNMNMNMNMNMNMN當前21頁，總共48頁。首先確定重要變量的族系（注意：紅X僅可能存在于幾個族系之一中）如果紅X是位置變量族，則需要使用集中圖，分析出綠Y所在具體的位置；如果紅X是部件對部件的變量組,就要檢驗周期圖形、灰塵及管理等，這些銀子可以影響一個部件，蛋不會連續(xù)影響其它部件，為進一步使用部件搜索和成對比較相對順利；多變量圖的后續(xù)分析當前22頁，總共48頁。如果是時間變量組，注意過程中隨時間變化的規(guī)律，可進行產(chǎn)品/過程搜索。如果殘留的相關變量在5~20個，可以進行變量搜索；如果少至2~4之間，可再進行全析因分析。如果只有一個，可直接進行BVsC比較，確認改善效果。當前23頁，總共48頁。集中圖適用的條件：變量處于部件內(nèi)，為位置變量，下一步應當繪制部件內(nèi)問題的精確定位。當前24頁，總共48頁。目的精確定位部件內(nèi)問題的位置，為多變量分析的續(xù)篇。從謝寧DOE解決問題的路徑圖中可以看出其所在位置：當前25頁，總共48頁。應用于：1、檢查問題/缺陷是否集中發(fā)生在產(chǎn)品或過程中的某一特定區(qū)域；2、當缺陷可能發(fā)生在產(chǎn)品的多個位置上（如氣孔、針孔、污損）；3、缺陷可能產(chǎn)生于過程中的多“流”，且流的數(shù)量較多，無法應用多變量分析（如：批量式熱處理）；“流”可以是設備、夾具等方法：1、畫出零件草圖，并劃分成多個區(qū)域（柵格）；2、將Y（結果）按1-5的等級量化；3、從過程中連續(xù)收集零件，如有缺陷，確定其區(qū)域和嚴重程度，在相應的柵格處標上等級數(shù)；4、持續(xù)收集零件，直到80%的歷史不合格狀況能夠被覆蓋。當前26頁，總共48頁。某公司在控制面板上進行噴漆的過程中，成品率僅為82%。于是進行了多變量分析，經(jīng)確定重要變量是控制面板內(nèi)的變量。研究人員制作了一個集中圖，顯示出4種缺陷，以及每種缺陷的數(shù)目和位置。集中圖應用案例分析從圖中可以看出，鐵鈷鎳合金的缺陷達43個，占到總缺陷的79.4%，集中于控制面板頂部的中部，這是由于控制面板是用鐵鉻鎳合金制的鉤子沿面板上棱的中部掛起來的，這些鉤子沒有進行定期清洗，導致鉤上的碎屑掉到了控制面板上。當前27頁，總共48頁。分析和結論1、僅需進行目視分析；2、檢查缺陷是否集中發(fā)生在產(chǎn)品或過程中的特定區(qū)域；3、如缺陷集中于某過程流，則變異源于該過程（如：爐內(nèi)各區(qū)域溫度的不同）；4、如缺陷不是集中于某過程流，則變異源于原材料的差異;如缺陷集中于某產(chǎn)品流，則變異源于該過程的缺陷/不足；5、如缺陷不是集中于某產(chǎn)品流，則變異源于該過程設計或材料問題；當前28頁，總共48頁。部件搜索部件的交換是否能將綠Y帶走？當前29頁，總共48頁。部件搜索用途：用于裝配操作，可拆卸的部件對比適用條件：通過多變量分析發(fā)現(xiàn)重要的變量存在于部件對部件時；或在同樣的運行條件下，同時存在好壞時，直接使用部件搜索。試驗樣品：2個，1“好”和1“壞”，兩個部件的差異應該盡可能的大，考慮兩種極端情況。原理：交換理論，兩個相同部件的對換，綠Y是否被帶走當前30頁，總共48頁。部件搜索試驗具體步驟：1、取樣：1個最好的樣品和1個最差的樣品，差異盡量大，有利于重要的因子的捕捉。2、分別拆卸/重裝2個樣品部件2次，測量綠Y是否重現(xiàn)。3、顯著性檢驗，兩個樣品之間的差別是否顯著。3次綠Y的輸出都是好的樣品高于差的樣品，之間沒有重疊交叉。D/?≥1.25，才進行下一步；低于1.25則說明問題在與部件的拆卸/重裝過程。（D和?具體應用時講解）4、子部件交換，測量每次交換后兩個部件的輸出。5、使用判斷極限，如果輸出超出了判斷極限，則為重要因子。（判斷極限，具體應用時講解）6、進行析因分析，量化因子的重要性和相互作用。當前31頁，總共48頁。實用案例某廠生產(chǎn)的振蕩器的時間延遲，同時存在高值（H）和低值（L）。通過拆卸/重裝，結果如下：階段一高值組件（H）低值組件（L）配置結果（ms）配置結果（ms）初始所有組件，高13所有組件，低34第一次拆卸/重裝所有組件，高16所有組件，低38第二次拆卸/重裝所有組件，高15所有組件，低35部件配置結果（ms）配置結果（ms）階段二A：晶體ALRH16AHRL19B：微處理器BLRH16BHRL35C：晶體管CLRH14CHRL33D：電容C2DLRH15DHRL37E：電容C1ELRH16EHRL16階段三A和EALELRH32AHEHRL17當前32頁，總共48頁。1、根據(jù)一階段圖表進行顯著性判斷：D/?≥1.25D=高中值—低中值=高中值（34、38、35）—低中值（13、16、15）=20?=[高中值（34、38、35）取值范圍+低中值（13、16、15）取值范圍]/2=3.5

D/?=20/3.5＞1.25，這說明部件的差異不在組裝過程，而是在子部件的差異。2、進行第二階段的部件互換，根據(jù)階段一得數(shù)據(jù)做判斷極限：高值范圍=高中值±2.776?/1.81=35±2.776*3.5/1.81=35±5.37低值范圍=低中值±2.776?/1.81=15±2.776*3.5/1.81=15±5.373、做曲線圖，看哪些子部件的交換導致輸出超出了判斷極限，即為重要因子

當前33頁，總共48頁。4、做析因分析

通過上表，可以算出A的主效應=[(35+17.5)—（15.5+17.5)]/2=10E的主效應=[(35+17.5）—（15.5+17)]/2=10AE之間的交互效應=[(35+15.5）—（17.5+17)]/2=8當前34頁，總共48頁。成對比較復雜的東西簡單化，統(tǒng)計的東西非理論化當前35頁，總共48頁。成對比較用途：用于裝配操作，部件不能拆卸分離時對部件的屬性進行比較鑒別重要因子適用條件：在同樣的運行條件下，同時存在好壞時，直接使用成對比較，避開多變量分析。試驗樣品：6-8個好部件和6-8個差部件。成對比較的通用性很強，可以用于設計、管理、技術等各種場合的部件對比。后一章關于部件/過程搜索的方法與本章基本一樣，成對比較主要針對不能拆卸的子部件參數(shù)，而產(chǎn)品/過程搜索主要針對過程參數(shù)，如溫度，角度，濕度、時間等變化的因子。其實在具體使用中，子部件的參數(shù)和過程參數(shù)都可以同時使用成對比較。產(chǎn)品/過程搜索就不再累述。當前36頁，總共48頁。成對比較使用方法：

1、選則采樣量。選取相對于調(diào)查的綠Y盡可能遠的6個或者8個好的部件以及同樣數(shù)量的差的部件。好的和差的部件的綠Y值應該相差越大越好，有利于找出紅X。2、盡可能多的羅列出可以表達好的和差的部件綠Y差異的參數(shù)或者質(zhì)量特性。3、將每項參數(shù)從大到小，或者從小到大的排列，使用圖基檢驗，計算每項參數(shù)的終結計數(shù)。4、終結計數(shù)如果大于或等于6，置信度大于90%，為重要因子；如果小于6，則為不不重要因子。終結計數(shù)越大，置信度越大。當前37頁，總共48頁。圖基檢驗1、關鍵詞：圖基（人）、統(tǒng)計學規(guī)律、確定質(zhì)量參數(shù)是否重要2、使用程序：A不管好壞，將12個或16個參數(shù)按照從高到低，或者從低到高的順序排列開；B在參數(shù)的后面標出好（G）或差（B）的部件；C排列在頂端參數(shù)由“全部是差的”開始改變成“好的”或者“差的”變成“好的”的分界線處劃斷，好的或壞的個數(shù)為頂部的終結計數(shù)；同理，可以劃定底部的終結計數(shù)。兩個相加為該參數(shù)的終結計算；D如果分界線處“好的”和“壞的”參數(shù)一樣，則該終結計數(shù)減1/2；當前38頁，總共48頁。成對比較案例內(nèi)外環(huán)跳動差異比較當前39頁，總共48頁。案例分析：1、樣品選取8個“好的”8個“差的”，好的和壞的存在一定差距；2、參數(shù)排序，每項參數(shù)的終結計數(shù)的確定；

參數(shù)L1L2L3L356-B211-B100-B252-B121-B43-B35-B73-B38-B39-G18-B42-B37-B33-G17-B34-G36-B25-G16-B29-G36-G25-B14-B25-G35-B23-G14-B25-B33-G22-B13-G22-B33-B20-G11-B22-G32-B19-B11-G21-B28-G17-B10-G21-B28-G15-G10-G18-B27-G11-B10-G17-G26-G10-B8-G16-G25-G10-G8-G15-B22-G5-G7-G15-B終結計數(shù)5+6-1/2=10.52+2-1/2=3.56+7-1/2-1/2=1233、成對比較，并不是問題解決的最后，還要使用變量搜索和全析因分析，量化重要因子和相互影響。當前40頁，總共48頁。全析因分析復雜的東西簡單化，統(tǒng)計的東西非理論化當前41頁，總共48頁。全析因用途：簡潔而正確的識別量化每一個一階影響、二階影響、三階影響及四階相互影響效應。適用條件：在使用其它DOE線索生成工具確定變量個數(shù)不大于4個時使用。試驗個數(shù)：2n，n為變量個數(shù)（≤4，大于4則繁瑣）試驗原則：隨機化，各變量的輸入試驗應該交錯開，前后順序隨機化；重復性，各變量重復輸入一次，輸出如果相差大于10%，則需要消除干擾誤差；必須使用其他DOE方法確認4因子為重要因子，不可直接使用全析因。當前42頁，總共48頁。全析因方法：

1、選擇輸入的變量和因子，編號為A、B、C和D。

2、為每個因子選擇兩個水平（任意兩個，一好一壞）。兩個水平分別標記為（－）和（+）。

3、繪制16種組合的矩陣，使每一個因子組合的水平都能得到檢驗。

4、隨機選擇檢驗任何一個因子組合順序，輸入每一個組合兩次，記錄所對應的綠Y（輸出，兩次讀書的平均值）。如果每一個組合兩次輸入誤差不大于10%，則試驗具有重復性，否則需調(diào)節(jié)試驗，消除誤差因子。

5、繪制方差分析表，將每個因子（－）和（+）分別相加，得出每個因子的變化，所引起輸出的變化，確定紅X、粉紅X和淺粉紅X。同時分析各因子之間的交互影響。具體操作，從事例中講解。當前43頁，總共48頁。全析因案例波焊試驗（4因子），確認相互之間的影響

因子代碼因子描述因子水平（—）（+）A焊劑類型A19A880B傳送速度（英尺/分鐘）46C傾角（°）57D預熱溫度（°F）160220綠Y(輸出）：波焊缺陷水平當前44頁，總共48頁。波焊試驗24因子方差分析表（重點）錯誤的，應該是ABC、BCD、ABD、ACD意義：ABCD四個因子，任意不