六西格玛之改善_DOE计划-改进(Improve)阶段（PPT41页）

改进(Improve)阶段’S最佳化(DOEPlanning)DOEPlanning-2-DefineMeasureAnalyzeImproveControlPlanningDOE最佳条件导出-全因子实验-2k因子实验提出对策方案选定最佳对策方案Step10-制定改进方案Step11-VitalFewX’s最佳化Step12-结果验证路径DOEPlanning-3--对控制因子实施DOE,并分析其结果导出有关VitalFewX’s最佳条件；-对对策因子实施对策创造并实施风险评价,选出最佳对策方案；INPUT•控制因子•对策因子•专家•Team员控制因子(OperatingParameter)对策因子(Criticalelement)实施实验计划最佳条件评价对策方案实验及产出效果最佳对策方案OUTPUT•最佳条件•最佳对策方案结果分析定义推进顺序DOEPlanning-4-重要性及教育目标重要性这是与项目成功直接相连的VitalFew最佳条件或最佳对策方案的确定阶段,为了实行正确的最佳化,需要理解符合目的的实验实施及数学模型的导出过程,在结合多种经验知识的背景下,在对控制条件的最佳条件选定的过程中需要保持客观性.教育目标理解实验计划,可以设计符合目的的实验实施正确的实验,可以设定最佳运营条件可以理解对策方案提出方法,并导出对策方案可以评价对策方案的风险因素,并选出最佳对策方案DOEPlanning-5-实验计划实验定义6SIGMA方法把任何活动都看作是一个过程，如设计过程，生产过程等。过程的某个输出可能是我们和客户都特别关注的（CTQ’s）。但影响过程输出的因素往往很多，DOE就是一种同时研究多个输入因素（X‘s）对输出（Y）的影响的方法，它是通过对选定的输入因素进行精确、系统的人为调整（变化）来观察输出变量的变化情况；并通过对结果的分析，最终确定影响结果的关键因素及其最有利于结果的取值的方法。ProcessInput(原材料,部品等)OutputX1X2...Xp可能控制的因子(输入变数)N1N2...Nq不可能控制的因子(噪音变数)Y输出变数工程或系统的一般模型DOEPlanning-6-Process-对输入变数为一个以上输出的设备,方法,人或原资材的组合工程/系统的例题输入变数工程/系统输出变数噪音变数销售价营业部门销售额其他公司销售额焊接温度PCB制造线产出率PCB异物,部品形态电流量电焊线强度人,电焊机实验计划DOEPlanning-7-实验设计就是对实验方案进行优化设计、以降低实验误差和生产费用，减少实验工作量并对实验结果进行科学分析的一种科学方法-找出对输出变数(Y)引起显著影响的输入变数(X)有哪些?在数值上有多大的影响?-不显著的输入变数影响的和占总体有多大?-测量误差是多少?-有显著影响的输入变数在什么条件下才能得到最佳的输出?DOE(DesignofExperiment):实验设计实验计划DOEPlanning-8-DOE(DesignofExperiment):实验设计实验设计是通过对品质特性带来影响的多个因子的选定,并为了观察他们之间的关系,实施实验，能经济性寻找出产品的最佳条件实验设计是实验的计划方法，对要想解决的问题怎样进行实验、怎样收集数据、用怎样的统计手法、用最少的实验次数，计划得到最大的情报.实验计划DOEPlanning-9-DOE的目的-把握VitalFewX’s的影响程度(验证和推测的问题)-把握选定的重要X间的交互作用-利用X制定Y的预测模型-决定使Y最佳化的X条件(最佳条件的决定问题)-探测不显著要因的影响程度和测量误差各是多少(误差项推测的问题)实验计划DOEPlanning-10-描述工程的特征判断哪个X对Y的影响最大（包括可控和不可控的X）明确关键性的工程和噪音变量明确过程中需要仔细控制的变量为控制输入而作的控制图提供方向优化工程决定关键性输入应该设置在什么地方决定“真实的”规格限产品设计在早期设计阶段帮助理解X为“强健的”设计提供方向DOE的用途实验计划DOEPlanning-11-其结果解释要相对容易；要用最少的费用得出尽可能明确的实验结果在输入变数(可能控制因子)的设定中要慎重的检验和确认相对复杂的统计分析来说，更重要的是要有适当的实验设计各种实验设计可根据特定状况(特定问题,生产样本,样本利用性及控制实验)等进行必要的调整DOE的特征实验计划DOEPlanning-12-输出变量-Y也称作反应变数(Response)是实验设计的输出结果，也是实验设计优化、改善的目标如半导体Process的产出率输入变量(因子)-X’s也称作因子(Factor)潜在解决方案或研究中的变量因子，可按水平不同分类如半导体Process中输出变量为产出率时,其因子为:压力、温度关联术语输出变数YX1X2X3X4X5……输出变数Y输入变数X实验计划DOEPlanning-13-关联术语RUN温度压力1100121003320014200351001610037200182003因子处理组合水平反复再现一个工程师想检验温度和压力对一个化学收益的影响实验计划DOEPlanning-14-因子ProcessInput(原材料,部品等)Output(品质特性值等)X1X2...Xp可控的InputN1N2...Nq不可控的InputY1,Y2,etc.因子:因子（Factor）是指在所研究的实验中对反应（Response）有影响的可控或不可控的变量。因子可以是定量的，如以度为单位的温度和以秒为单位的时间；因子也可以是定性的，如不同的设备、不同的作业者、清洁或不清洁的状况都可成为因子实验计划DOEPlanning-15-252015105130120110100IndexYield压力:HHHHLLLLHHHHLLLLHHHHLLLL温度:HHLLHHLLHHLLHHLLHHLLHHLL实验顺序水平因子水平水平:因子的“水平”是指实验中被调查的因子的不同取值。对于定量的因子，所选择每个的数值成为一个水平，即如果某实验在两个不同的温度下运行，那么就说该因子“温度”就有两个“水平”对于定性的因子，类似如干净程度的情况下也有两个“水平”：干净与不干净实验计划DOEPlanning-16-Run温度压力1HiHi2HiHi3LoHi4LoHi5HiLo6HiLo7LoLo8LoLo处理组合配置组合配置组合:是指实验中不同因子的不同水平的一个组合。一个全体实验中处理组合的个数通常是等于各因子水平数的乘积。实验计划DOEPlanning-17-252015105130120110100IndexYield压力:HHHHLLLLHHHHLLLLHHHHLLLL温度:HHLLHHLLHHLLHHLLHHLLHHLLTestSequence重复2次反复和再现第1次再现第2次再现Repetition和replication实验计划DOEPlanning-18-•重复(Repetition):在一个实验配置组合条件下测试数个样品（揭示短期有效性）•再现(replication):在一个时间序列上重做整个实验（揭示长期有效性）-重复和再现主要是为实验系统中的自然散布提供估计-在同一实验中你可以两个都使用-在实验中两个都直接与样品数相关反复和再现实验计划DOEPlanning-19-反复实验法（TrialandError）单因子法（One-Factor-at-a-Time）(OFAT)部分阶乘法（FractionalFactorials）全阶乘法（FullFactorials）反应表面法（ResponseSurfaceMethods）其他方法EVOP(EvolutionaryOperation)实验的类型实验计划DOEPlanning-20-问题:当前的耗油量是20mpg.想要达到30mpg.我们可以先后尝试:改用汽油的品牌改变辛烷值慢点开调整发动机清洗并打蜡购买新轮胎改变轮胎冲气压如果某一个或几个起作用将如何认识？如果某一个或几个不起作用有将如何处理？反复实验法—对每个相关因子分别进行实验,从中选择一个有效的方案实验计划DOEPlanning-21-速度燃料轮胎压力每升行使距离55853023658530296591302365853524你需要多少次运行才能判断出这些变量的最佳组合呢？你将如何解释以上结果？假如还有更多的变量，要花多长时间才能得到一个满意的解决方案？假如有两个或多个变量的特定组合决定着最佳的耗油量怎么办？问题:耗油量是100Km/5L单因子法(OFAT)—对所有相关因子进行有次序的关联实验,在前一个因子的最佳条件下进行下一个因子的实验实验计划DOEPlanning-22-OFAT实验这时你可以得出什么结论？问题:耗油量是100Km/5L温度燃料轮胎压力每升行使距离5585302365853029559130376591302355853537658535245591353065913536全阶乘法(FullFactorialExperiment)--对所有因子的所有可能的全部组合进行实验实验计划DOEPlanning-23-DOE的阶段Screening从多数的输入变量中筛选出少数重要的输入变量特征化把握重要输入变量影响输出变量的特征最佳化设定重要的输入变量的最佳条件PB筛选法部分阶乘法(1/2-半阶乘)全阶乘法反应表面法(RSM)部分阶乘法(1/2n,n1)EVOP精密度实验计划DOEPlanning-24-[例题]-问题状况:PCB制造工程使用的波峰焊设备,最近出现下列情况,一个PCB板上将实施2000次的焊接作业,检查发现平均每个PCB板上发生有20个缺陷,即缺陷率为1.0%-对缺陷的处理:对于发现的缺陷,将实施手工焊接作业进行修理-工程师要进行的工作:•什么变量对缺陷的产生有影响?•为了减少焊接缺陷针对某种变量应采取哪些措施?实验计划DOEPlanning-25-DOE阶段的例子因子的选定可能控制的因子(输入变数)•焊接温度•预热温度•焊接深度•Flux形态•Flux比重•传送速度•传送角度不可能控制的因子(噪音变数)•作业者•生产计划•PCB厚度•PCB上使用的部品形态•PCB上部品的配置实验计划DOEPlanning-26-DOE阶段的例子-筛选(Screening)阶段•筛选阶段的目的:就是识别或查找出对发生缺陷有影响的重要因子•为了找出对发生缺陷有影响的重要因子,就要了解哪些因子是输入因子,哪些是噪音因子对发生PCB缺陷有影响,利用PB法或部分阶乘法实施实验,并分析其结果,找出两个重要因子焊接温度焊接深度实验计划DOEPlanning-27-DOE阶段的例子-特征化阶段•特征化的目的:就是明白焊接温度和焊接深度对发生缺陷起什么作用•为了减少单位缺陷数,决定焊接温度和焊接深度的设定或调整方向;•为了避免缺陷率变高或发生意想不到的工程结果,提供全体制造工程中需要谨慎控制的变量的相关情报;•以焊接温度和焊接深度为例的两个输入变量实施2K全阶乘加中心点实验得到下列结果实验计划DOEPlanning-28-DOE阶段的例子3002602802402202000.50.751.01.251.5焊接温度(℃)焊接深度(mm)0.8%1.2%1.5%1.6%1.0%当前缺陷率往低缺陷率变化的方向※焊接温度增加→缺陷率减少※焊接深度减少→缺陷率减少随焊接温度和焊接深度变化的缺陷率示意图实验计划DOEPlanning-29-DOE阶段的例子-最佳化阶段•最佳化阶段的目的:就是查找出缺陷率最小的时候焊接温度和焊接深度的水平设置•以焊接温度和焊接深度为例的两个输入变量实施2K全阶乘或RSM实验得到下列结果焊接温度为:2