課程收益：

● 掌握以過程分析的方法識別導(dǎo)致問題影響因素的分析方法；

● 掌握單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，能夠用minitab開展試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并學(xué)會解讀試驗(yàn)結(jié)果；

● 掌握全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，能夠用minitab開展試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并學(xué)會解讀試驗(yàn)結(jié)果；

● 掌握部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，能夠用minitab開展試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并學(xué)會解讀試驗(yàn)結(jié)果；

● 掌握穩(wěn)健試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，能夠用minitab開展試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并學(xué)會解讀試驗(yàn)結(jié)果；

● 掌握混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，能夠用minitab開展試驗(yàn)設(shè)計(jì)，并學(xué)會解讀試驗(yàn)結(jié)果。

課程方式：

理論分享+工具指導(dǎo)+互動討論+課程演練+實(shí)戰(zhàn)輔導(dǎo)

案例導(dǎo)入：以愛迪生的試驗(yàn)方法說明試驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要性

第一講：初入殿堂——試驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)機(jī)理

案例解析：以活塞為案例，解析可控因子與非可控因子及對結(jié)果的影響

2. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)過程控制、質(zhì)量檢驗(yàn)的關(guān)系

1）質(zhì)量檢驗(yàn)以抽樣方式被動控制質(zhì)量

2）統(tǒng)計(jì)過程控制進(jìn)行線上的質(zhì)量控制

3）試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行線外主動的質(zhì)量預(yù)防

案例解析：質(zhì)量檢驗(yàn)的弊病

3. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)五要素

1）應(yīng)變量——反映試驗(yàn)結(jié)果好壞的標(biāo)準(zhǔn)

2）因子——試驗(yàn)中的自變量（包括參數(shù)、噪音等）

3）水平——每個因子所取的用量或所處的狀態(tài)

4）反復(fù)——一個試驗(yàn)配置組合條件下測試數(shù)個樣品

5）再現(xiàn)——在一個時間序列上重做整個試驗(yàn)

案例解析：通過一個具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)安排，精解試驗(yàn)設(shè)計(jì)五要素。

二、試錯法試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1. 試錯法的定義

案例解析：試錯法案例解析

2. 試錯法的特點(diǎn)

1）經(jīng)驗(yàn)掛帥，憑個人經(jīng)驗(yàn)或直覺設(shè)計(jì)參數(shù)

2）不能傳承

三、試驗(yàn)設(shè)計(jì)三階段

1. 篩選階段

2. 特征化階段

3. 最佳化階段

案例解析：以焊接案例，說明試驗(yàn)設(shè)計(jì)三階段

四、試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施步驟

1. 明確試驗(yàn)?zāi)康?/span>

1）明確把握要解決的問題 

2）篩選因子，找到最佳組合

3）尋找關(guān)系式，建立回歸模型

4）因子的最佳設(shè)置

2. 選擇輸出變量(特性值)

1）明確輸出變量的數(shù)據(jù)類型

2）明確改善的目的

……

3. 決定因子和水平

4. 選擇DOE方法

1）篩選試驗(yàn)

2）部分階乘試驗(yàn)

3）全階乘試驗(yàn)

4）響應(yīng)曲面試驗(yàn)

5. 實(shí)施試驗(yàn)及收集數(shù)據(jù)

6. 分析試驗(yàn)結(jié)果

7. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論和提案

第二講：輕松入門——單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施步驟

1. 明確試驗(yàn)?zāi)康?/span>

2. 選擇輸出變量Y(特性值) 

3. 決定單因子及3個及以上水平

4. 實(shí)施試驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)

5. 使用minitab分析試驗(yàn)結(jié)果

案例解析：精解單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例

課堂練習(xí)：結(jié)合練習(xí)數(shù)據(jù)，學(xué)會minitab操作實(shí)施單因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)

二、試驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則

1. 重復(fù)試驗(yàn)

2. 隨機(jī)化

案例解析：非隨機(jī)化試驗(yàn)帶來的問題

3. 區(qū)組化

第三講：打好基礎(chǔ)——全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

1. 比單因子（OFAT）試驗(yàn)效率要高

2. 試驗(yàn)因子的所有組合

二、全因子（2K階乘）試驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1. 2K階乘試驗(yàn)計(jì)劃安排

案例解析：minitab中的全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

2. 標(biāo)準(zhǔn)編碼

1）標(biāo)準(zhǔn)編碼的價值

a 自變量及交互作用項(xiàng)的各系數(shù)可以直接比較

b 回歸方程內(nèi)各項(xiàng)系數(shù)的估計(jì)量間的不相關(guān)性

案例解析：用minitab證實(shí)自變量及交互作用的非相關(guān)性

c 回歸方程中的常數(shù)項(xiàng)（或稱“截距”）

2）標(biāo)準(zhǔn)編碼的計(jì)算

案例解析：標(biāo)準(zhǔn)編碼計(jì)算方法

二、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1. 正交性分析原理

案例解析：試驗(yàn)設(shè)計(jì)的正交性原理

2. 正交表

1）正交表的表達(dá)方式

案例解析：minitab中的正交表

2）正交表的性質(zhì)

a 均衡分散

案例解析：均衡分散立方體點(diǎn)

b 整齊可比

3. 交互作用

1）交互作用的計(jì)算

2）交互作用的三種類型

a 無交互作用

b 有（正向）交互作用

c 有（反向）交互作用

6. 全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的主效應(yīng)和交互作用

案例解析：3因子2水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的主效應(yīng)和交互作用

三、中心點(diǎn)的選取

1. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)中心點(diǎn)——各因子水平均為0的點(diǎn)

2. 中心點(diǎn)選取的價值

案例解析：中心點(diǎn)對彎曲趨勢的貢獻(xiàn)

三、全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施步驟

1. 明確試驗(yàn)?zāi)康?/span>

2. 選擇輸出變量Y(特性值)

3. 決定全因子試驗(yàn)因子及（通常2）水平

4. 使用minitab制定全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

5. 按試驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施試驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)

6. 使用minitab分析試驗(yàn)結(jié)果

1）使用minitab擬合選定模型

2）進(jìn)行殘差診斷

案例解析：開展方差分析、效應(yīng)與系數(shù)分析、效應(yīng)的正態(tài)性分析

3）模型改進(jìn)

4）獲得最佳模型

5）模型解釋

6）確定最佳設(shè)置

案例解析：精解全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例

課堂練習(xí)：結(jié)合練習(xí)數(shù)據(jù)，學(xué)會minitab操作實(shí)施全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)

第四講：高端應(yīng)用——響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1. 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用場景

2. 響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三類試驗(yàn)點(diǎn)

1）立方體點(diǎn)

2）中心點(diǎn)

3）星號點(diǎn)

3. 三種類型的響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1）中心復(fù)合序貫設(shè)計(jì)CCC

2）中心復(fù)合有界設(shè)計(jì)CCI

3）中心復(fù)合表面設(shè)計(jì)CCF

案例解析：響應(yīng)曲面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)星號點(diǎn)與響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)類型

案例解析：minitab中的響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

二、響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施步驟

1. 明確試驗(yàn)?zāi)康?/span>

2. 選擇輸出變量Y(特性值)

3. 決定全因子試驗(yàn)因子及（通常2）水平

4. 使用minitab制定全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

5. 按試驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施試驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)

6. 使用minitab分析試驗(yàn)結(jié)果

1）使用minitab擬合選定模型

2）進(jìn)行殘差診斷

案例解析：開展方差分析、效應(yīng)與系數(shù)分析

7. 實(shí)施響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1）使用minitab制定響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

2）按響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案補(bǔ)做試驗(yàn)項(xiàng)目并收集數(shù)據(jù)

8. 分析響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1）使用minitab擬合選定模型

2）進(jìn)行殘差診斷

3）模型改進(jìn)

4）獲得最佳模型

5）模型解釋

6）確定最佳設(shè)置

案例解析：精解響應(yīng)曲面因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例

課堂練習(xí)：結(jié)合練習(xí)數(shù)據(jù)，學(xué)會minitab操作實(shí)施響應(yīng)曲面因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)

第五講：設(shè)計(jì)進(jìn)階——部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1. 全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)的局限性

案例解析：28的全因子試驗(yàn)安排

2. 部分因子試驗(yàn)安排

案例解析：以4因子全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)為例，說明部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃安排

3. 混雜現(xiàn)象

案例解析：何為混雜現(xiàn)象

4. 分辨度

1）部分因子試驗(yàn)的分辨度標(biāo)記

2）minitab中的分辨度表

a 分辨度為Ⅲ的設(shè)計(jì)

b 分辨度為Ⅳ的設(shè)計(jì)

c 分辨度為Ⅴ的設(shè)計(jì)

案例解析：如何適當(dāng)選取生成元，提高分辨度

案例解析：部分因子試驗(yàn)分辨度表應(yīng)用方法

二、部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法

1. 試驗(yàn)背景調(diào)查

2. 使用minitab創(chuàng)建部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)

案例解析：部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

三、部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施步驟

1. 明確試驗(yàn)?zāi)康?/span>

2. 選擇輸出變量Y（特性值）

3. 根據(jù)試驗(yàn)背景確定試驗(yàn)因子及2水平

4. 使用minitab制定部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

5. 按試驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施試驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)

6. 使用minitab分析試驗(yàn)結(jié)果

1）使用minitab擬合選定模型

2）進(jìn)行殘差診斷

案例解析：開展方差分析、效應(yīng)與系數(shù)分析、效應(yīng)的正態(tài)性分析……

3）模型優(yōu)化

4）獲得最佳模型

5）模型解釋

6）確定最佳設(shè)置

案例解析：精解部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例

課堂練習(xí)：結(jié)合練習(xí)數(shù)據(jù)，學(xué)會minitab操作實(shí)施部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)

第六講：特殊場景——混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)的三種方法

1. 單純形質(zhì)心設(shè)計(jì)方法

2. 單純形格點(diǎn)設(shè)計(jì)方法

3. 極端頂點(diǎn)設(shè)計(jì)方法

二、混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)施步驟

1. 明確試驗(yàn)?zāi)康?/span>

2. 選擇輸出變量Y(特性值)

3. 確定試驗(yàn)因子及試驗(yàn)水平范圍

4. 使用minitab制定混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

5. 按試驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施試驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)

6. 使用minitab分析試驗(yàn)結(jié)果

1）使用minitab擬合選定模型

2）進(jìn)行殘差診斷

案例解析：開展方差分析、效應(yīng)與系數(shù)分析、效應(yīng)的正態(tài)性分析……

3）模型優(yōu)化

4）獲得最佳模型

5）模型解釋

6）確定最佳設(shè)置

案例解析：精解單純形質(zhì)心混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例

課堂練習(xí)：結(jié)合練習(xí)數(shù)據(jù)，學(xué)會minitab操作實(shí)施混料試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法

第七講：拾漏補(bǔ)遺——穩(wěn)健參數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

一、穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1. 噪聲因子的類型

——原材料參數(shù)的變化、環(huán)境的變化

2. 信噪比的三種類型

1）望目特性的信噪比

2）望小特性的信噪比

3）望大特性的信噪比

3. 因子的三種類型

1）位置因子

2）散度因子

3）調(diào)節(jié)因子

4. 望目型問題試驗(yàn)步驟

1）選擇散度因子的水平使散度最小化

2）選擇調(diào)節(jié)因子的水平使位置達(dá)到目標(biāo)值

5. 望大或望小型問題問題試驗(yàn)步驟

1）選擇位置因子的水平使位置達(dá)到最大（小）

2）選擇非位置因子的散度因子的水平使散度最小化

二、穩(wěn)健參數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施步驟

1. 明確試驗(yàn)?zāi)康?/span>

2. 選擇輸出變量Y(特性值)

3. 確定試驗(yàn)因子及試驗(yàn)水平（通常3水平及以上）

4. 使用minitab制定田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

5. 按試驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施試驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)

6. 使用minitab分析試驗(yàn)結(jié)果

1）使用minitab擬合選定模型

2）分析信噪比響應(yīng)表、分析均值響應(yīng)表

3）評估信噪比主效應(yīng)圖和均值主效應(yīng)圖

4）預(yù)測田口結(jié)果評估最佳值

案例解析：精解穩(wěn)健參數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)案例

課堂練習(xí)：結(jié)合練習(xí)數(shù)據(jù)，學(xué)會minitab操作實(shí)施穩(wěn)健參數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法