試驗(yàn)設(shè)計（田口法）實(shí)操

課程背景：

很多制造型企業(yè)在開發(fā)新技術(shù)，新產(chǎn)品和新工藝的時候，面臨著如下問題和困惑：工程師對于在設(shè)計過程中的很多影響因素，如何判斷哪些是影響設(shè)計指標(biāo)的關(guān)鍵影響因素，各影響因素對于設(shè)計指標(biāo)的影響程度如何，各關(guān)鍵影響因素的最佳參數(shù)組合是什么？

傳統(tǒng)的做法是工程師按照自己的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計試驗(yàn)，不斷通過試錯來逼近想要的設(shè)計指標(biāo)。往往會花費(fèi)巨大的試驗(yàn)成本，很長的時間來進(jìn)行試驗(yàn)。最終得到的結(jié)果也不能確定是否最佳的設(shè)計參數(shù)。試驗(yàn)設(shè)計（DOE）提供了一種科學(xué)有效的方法來解決這個問題。這個方法保證了各因素得到全面的評估，得到的結(jié)果是最優(yōu)解決方案之一，同時極大程度地降低了試驗(yàn)的成本和花費(fèi)的時間。幫助企業(yè)在新技術(shù)，新產(chǎn)品和新工藝開發(fā)上縮短研發(fā)周期，提高研發(fā)效率。

近年來越來越多的中國企業(yè)開始了解并相繼使用了DOE這個工具，行業(yè)涉及電子、通信、軟件、自動化、集成電路、機(jī)電設(shè)備、材料、食品、日化、醫(yī)療等，盡管這些企業(yè)規(guī)模大小不一、行業(yè)領(lǐng)域各異，但多數(shù)在不同程度上取得了良好的收效。

田口法是DOE眾多類型里面應(yīng)用較廣的一種方法，該方法使所設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、波動性小，使生產(chǎn)過程對各種噪聲不敏感。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，利用質(zhì)量、成本、效益的函數(shù)關(guān)系，在低成本的條件下開發(fā)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。降低產(chǎn)品質(zhì)量對制造過程中的各種干擾因素的敏感度。是特別適合于制造型企業(yè)的一種DOE方法。

課程收益：

● 全面了解DOE各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，讓學(xué)員了解什么情況下使用哪種DOE的方法可以更好的解決問題；

● 系統(tǒng)掌握田口法（正交試驗(yàn)）的基本理論，學(xué)習(xí)正交試驗(yàn)表的類型和使用方法

● 系統(tǒng)掌握田口法（正交試驗(yàn)）的數(shù)據(jù)計算方法和數(shù)據(jù)分析方法，掌握最佳組合與最適組合的推算方法

● 系統(tǒng)學(xué)習(xí)試驗(yàn)設(shè)計過程的具體操作步驟和技巧，掌握田口法（正交試驗(yàn)）的完整使用方法

● 學(xué)習(xí)使用Minitab來進(jìn)行田口法的具體操作和分析方法，讓學(xué)員掌握一個好用的數(shù)據(jù)分析軟件

● 通過結(jié)合企業(yè)特點(diǎn)的案例講解和實(shí)操，讓學(xué)員沉浸式學(xué)習(xí)，盡快掌握方法要點(diǎn)，應(yīng)用于實(shí)際工作中解決實(shí)際遇到的技術(shù)問題；

● 分享其它行業(yè)和公司的應(yīng)用案例，開闊學(xué)員的眼界，了解先進(jìn)企業(yè)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)員將來建立企業(yè)內(nèi)部的DOE案例知識庫。

課程特色：

實(shí)戰(zhàn)化：講師具有多年的DOE實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，有豐富的團(tuán)隊(duì)培訓(xùn)輔導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)打過勝仗，所講內(nèi)容為親自實(shí)戰(zhàn)后的提煉總結(jié)，理論少，干貨多，專業(yè)、實(shí)戰(zhàn)；

定制化：每次內(nèi)訓(xùn)課均是在對企業(yè)現(xiàn)況、核心需求、學(xué)員的工作難點(diǎn)深度理解的基礎(chǔ)上定制式課件開發(fā)，內(nèi)容針對性強(qiáng)；

落地化：可以解決企業(yè)實(shí)際的技術(shù)問題。企業(yè)可以拿實(shí)際遇到的產(chǎn)品設(shè)計，工藝開發(fā)等遇到的問題來進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)演練，在學(xué)習(xí)中解決實(shí)際問題。確保學(xué)習(xí)的知識可以應(yīng)用于實(shí)際工作問題的解決；

多元化：豐富的培訓(xùn)模式，采用課堂講述、案例分析、互動練習(xí)、教練演示、現(xiàn)場問答等方式，讓培訓(xùn)課堂有料，有趣，讓學(xué)員沉浸式學(xué)習(xí)，快速掌握所學(xué)的知識和技能。

課程時間：1天，6小時/天

課程對象：研發(fā)經(jīng)理，工程經(jīng)理，品質(zhì)經(jīng)理，研發(fā)工程師，工藝工程師，品質(zhì)工程師等

課程方式：講師講授+案例分析+課堂互動+實(shí)操演練+輔導(dǎo)答疑+課后作業(yè)輔導(dǎo)等方式

課程大綱

引言：DOE是什么？和我們有什么關(guān)系？為什么要學(xué)習(xí)DOE？

第一講：了解工具——DOE與傳統(tǒng)試驗(yàn)方法的對比

導(dǎo)入：DOE的含義與發(fā)展歷程

一、試驗(yàn)設(shè)計的分類（兩大傳統(tǒng)試驗(yàn)方法與一個創(chuàng)新方法）

方法1：試錯法

方法2：單因子法

方法3：DOE

對比：三種試驗(yàn)方法的比較

二、傳統(tǒng)試驗(yàn)方法的缺點(diǎn)

缺點(diǎn)1：再現(xiàn)性低

缺點(diǎn)2：無因子交互作用的信息

缺點(diǎn)3：無法縮小試驗(yàn)規(guī)模

分享：DOE的常用術(shù)語

分析：選擇因子水平的注意事項(xiàng)

三、DOE可以達(dá)成的目標(biāo)

1. 設(shè)計對使用環(huán)境不敏感（即受環(huán)境的影響?。┑漠a(chǎn)品

2. 改進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì)、成本和性能指標(biāo)

3. 降低總的開發(fā)周期

4. 提高新設(shè)計產(chǎn)品的工藝性

5. 確定、驗(yàn)證和優(yōu)化制造過程的主要影響變量及其影響

分享：DOE在不同領(lǐng)域的用途及DOE的分類

四、DOE的使用要求

1. DOE的使用時機(jī)

時機(jī)1：為產(chǎn)品選擇最合理的配方（原料及其含量）

時機(jī)2：提高老產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量

時機(jī)3：對生產(chǎn)過程選擇最合理的工藝參數(shù)

時機(jī)4：研制開發(fā)新產(chǎn)品

時機(jī)5：尋找最佳的生產(chǎn)條件

分析：DOE試驗(yàn)過程應(yīng)避免的情況

2. DOE應(yīng)遵循的三個原則

——分塊，隨機(jī)性，重復(fù)性

3. DOE的執(zhí)行策略

五、DOE基本術(shù)語

——指標(biāo)、因素、水平、主效應(yīng)與交互作用

分析：如何選擇和確定因子及水平

案例：DOE在制造型企業(yè)中的應(yīng)用分享

第二講：巧用方法——田口法（正交試驗(yàn)法）的操作

導(dǎo)入：正交試驗(yàn)法是什么？有什么優(yōu)點(diǎn)？

一、正交試驗(yàn)法特點(diǎn)與工具運(yùn)用

工具：正交試驗(yàn)表

1. 正交試驗(yàn)法的優(yōu)點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)1：均勻分散性

優(yōu)點(diǎn)2：整齊可比性

2. 選用正交試驗(yàn)表的原則

原則1：列號數(shù)不少于因素個數(shù)，保證每個因素都有一個列號安排

原則2：水平個數(shù)相對應(yīng)，因素的水平個數(shù)與列號中的水平個數(shù)對應(yīng)

3. 指標(biāo)的特性介紹

1）靜態(tài)特性（望大，望小，望目）

2）動態(tài)特性

4. 如何使試驗(yàn)設(shè)計更加經(jīng)濟(jì)

方法1：偷工“加”料法

方法2：不要讓列號為空

5. 填寫正交試驗(yàn)表的步驟

第1步：根據(jù)指標(biāo)確定其特性

第2步：挑因素，選水平，制定因素水平表

第3步：選正交表及表頭設(shè)計

第4步：制定正交試驗(yàn)方案表

要點(diǎn)：找準(zhǔn)主標(biāo)特性，重復(fù)試驗(yàn)，找準(zhǔn)合適的正交表

分享：不同的正交試驗(yàn)表填寫方法

二、正交試驗(yàn)法的操作步驟

第一步：明確目的

第二步：選擇指標(biāo)

第三步：確認(rèn)影響因素和水平

第四步：選擇正交試驗(yàn)表

第五步：制定試驗(yàn)計劃

第六步：實(shí)施試驗(yàn)，收集記錄數(shù)據(jù)

第七步：整理和分析數(shù)據(jù)，確定最優(yōu)因素組合

第八步：驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

要點(diǎn)：盡可能利用歷史數(shù)據(jù)；謹(jǐn)慎選取水平；保證試驗(yàn)的仿真性；不要遺漏關(guān)鍵因素

三、正交試驗(yàn)法的實(shí)施與結(jié)果分析

1. 執(zhí)行試驗(yàn)

第1步：按照正交試驗(yàn)表的分組進(jìn)行樣品的準(zhǔn)備

第2步：按照計劃進(jìn)行試驗(yàn)

第3步：試驗(yàn)過程中記錄試驗(yàn)的條件和結(jié)果

要點(diǎn)：測前評估，試驗(yàn)次序隨機(jī)，記錄過程狀況，收集數(shù)據(jù)

2. 試驗(yàn)結(jié)果分析

導(dǎo)入1：幾個關(guān)鍵名詞（信噪比（S/N），最佳組合，最適組合）

導(dǎo)入2：不同指標(biāo)特性的S/N計算公式

第1步：計算各試驗(yàn)S/N及Mean值

第2步：計算所有試驗(yàn)的平均 S/N 及 Mean值

第3步：計算每個因素各水平的S/N 及 Mean值

第4步：最佳組合的選擇及結(jié)果推算

第5步：最適組合的選擇及結(jié)果推算

要點(diǎn)：檢查三大是否（試驗(yàn)異常情況；試驗(yàn)條件要求；指標(biāo)特性和計算公式正確性）

四、驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

對分析的結(jié)果（參數(shù)組合）進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)

分析：驗(yàn)證試驗(yàn)過程中的要點(diǎn)

分享：DOE的使用限制

案例：正交試驗(yàn)法案例分析

五、成功進(jìn)行DOE的十個竅門

竅門1：選題畫龍點(diǎn)睛     竅門2：充分掌握現(xiàn)況

竅門3：提升信息質(zhì)量     竅門4：擬定有效目標(biāo)

竅門5：試驗(yàn)循序漸進(jìn)     竅門6：要因深入分析

竅門7：掌握母數(shù)因子     竅門8：兩水平走極端

竅門9：多水平靠大邊     竅門10：試驗(yàn)善加管理

討論：結(jié)合十個竅門討論在過往試驗(yàn)中遇到的問題，有哪些啟發(fā)？

第三講：善用工具——使用Minitab進(jìn)行DOE數(shù)據(jù)分析

一、DOE常用工具軟件介紹

——Minitab，JMP

對比：兩個工具的優(yōu)缺點(diǎn)

二、使用Minitab三步曲

第一步：根據(jù)問題選擇工具

第二步：按照圖標(biāo)進(jìn)行操作

第三步：解釋數(shù)據(jù)作出決策

案例：運(yùn)用具體案例使用Minitab進(jìn)行實(shí)操講解

分析：DOE在實(shí)操過程中存在的8個普遍問題及其解決方法

案例：其它行業(yè)的案例分享

實(shí)操：本企業(yè)案例實(shí)操分析