品质工学(第六章)

LOGO第六章品质设计方法的灵活运用离线品质工学及应用多水平因素正交实验设计方法及数据统计分析方法熟悉各种波动分析方法灵活运用正交实验设计方法教学目标离线品质工学及应用教学内容因素组合法水平调整法离线品质工学及应用灵活运用正交表教学要点能力目标知识要点权重掌握正交实验设计及因素波动分析水平调整法；因素组合法80%了解正交实验设计技巧设计步骤；数据统计分析20%离线品质工学及应用水平调整法在正交表3水平列中安排2水平因素，按3水平进行设计的方法水平调整法水平调整水平调整水平调整水平调整水平调整离线品质工学及应用设计过程因素A、B为2水平，因素C、D、E、F、G、H为3水平，将它们设计到L18（21×37）中设计B1=B1、B2=B2、B3=B1B1、、B2：B因素1、2水平；B1、B2、B3：第2列安排B因素水平取值因素波动A因素入第1列，B因素入第2列因素C、D、E、F、G、H入第3～8列步骤1B18)(612)(221122211BBBBBBSB12)(211BBSe水平调整误差波动B因素波动正交表L18(21×37)因素No1A2B3C4D5E6F7G8H1A1B1C1D1E1F1G1H1211C2D2E2F2G2H2311C3D3E3F3G3H341B211223351222331161233112271B1‘121123813232231913313312离线品质工学及应用正交表L18(21×37)（续）因素No1234567810A2113332111212111321221322213132212333214222311131522312221162313221217232133231823321131离线品质工学及应用例题1.试验方案制定（1）确定可控因素及水平根据题目已知：2水平因素为A、G；3水平因素为B、C、D、E、F、H（2）选用正交表安排试验选择正交表L18（21×37）安排2个2水平因素及6个3水平因素。题目用水平调整法进行正交试验设计已知影响NOx排放的2水平因素为A、G及3水平因素为B、C、D、E、F、H已知现行条件为A1B2C2D2E2F2G2H2离线品质工学及应用因素试验ABCDEFGH信噪比η/dB12311111111112222221133331‘3-1.00.31.04561211221’312223311123311221.40.3-1.1789131213231323211‘1133132121.1-0.80.6101112211332212121131’2213221130.51.60.81314152212311‘222231213223123210.41.91.516171823132312232131232332121’12.10.61.7正交试验设计与信噪比（柴油机NOx排放试验）2．试验结果的统计分析（1）制作因素水平表水平因素123合计ABCDEFGH1.811.13.24.45.34.53.94.54.74.63.64.25.33.4-1.16.47.64.72.95.32.23.96.812.9以A因素为例，计算A因素1、2水平信噪比合计：最佳因素水平组合为：A2B3C1D1E2F3G1‘H3C1、C3数据相等，可根据实际情况确定，原则是选择成本低的因素水平例题（2）波动的计算例题189.122CF=9.245CFSniiT12Y=15.44518)(221AASA=4.805CFBBBSB6232221370.0410.7303.0123.0040.0FEDCSSSSCFSG69.212)3.57.4(22490.0803.1HSHATeSSSS101.0离线品质工学及应用例题（3）方差分析101.0303.0123.0040.0370.0)(eS=0.937)()()(eeefSV=0.085)(eAAAVfSS720.4)()()()(][eeTeeVffSS=1.448%100TAASS=30.56%离线品质工学及应用因素FSVS'ρ(%)ABCDEFGHe(e)14.8054.8054.72030.562*0.3700.185——2*0.0400.020——2*0.1230.062——2*0.3030.152——27.4103.7057.24046.8710.4900.4900.4052.6221.8030.9011.63310.5730.1010.034——(11)(0.937)(0.085)(1.448)(9.37)T1715.445100.00方差分析（信噪比）（4）工程平均估算及收益THGGFFA3311322佳=2.22现行条件是A1B2C2D2E2F2G2H2THGFFA322321现=0.3535.022.2现佳)(87.1dB因素组合法设计时将要安排的因素数多于所选表的列数时所使用的方法因素组合法因素组合因素组合因素组合因素组合因素组合离线品质工学及应用设计过程因素A、B为2水平，将因素A与B进行组合，再将组合因素安排在3水平列设计(AB)1、(AB)2、(AB)3：组合因素三种水平；A1B1、A2B1、A1B2：因素A、B在组合因素中的状态步骤组合后因素为：(AB)1=A1B1(AB)2=A2B1(AB)3=A1B2步骤用于组合的因素彼此之间应是不交互的因素的交互作用因素A的某一水平的效果会随因素B不同水平变化而变化；或反之，若因素B的某一水平效果也会随因素A不同水平的变化而变化，即一因素对另一因素的不同水平有不同的效果。此时就说因素A、B之间有交互作用，常记为A×B。组合因素波动组合因素（AB）的波动：CFrABABABSAB232221)()()()(因素A、B不相交时：BAABSSSrABABrABABSA2])()[()()(2212221A因素波动：rABABrABABSA2])()[()()(2212221rBABArBABA2)()()(21211212211r-同一因素相同水平出现的次数rABABSA2])()[(221rBABA2)(21211或：rABABrABABSB2])()[()()(2312321B因素波动：rBABArBABA2)()()(22111221211rABABSB2])()[(231或：rBABA2)(22111离线品质工学及应用交互作用对试验结果的影响试分析热处理工艺过程中热处理温度和加热时间对工件硬度的影响水平因素12A：加热温度（℃）700900B：处理时间（min）3060因素及水平试验因素硬度/HRC处理温度A(℃)加热时间B(min)123170030908789270060959293390030848785490060797879试验设计及结果（1）热处理温度对样品硬度的影响69392958987901A67978798587842A热处理温度对硬度的影响（2）加热时间对样品硬度的影响68587848987901B8667978799392952B=91=82=87处理时间对硬度的影响由此可以看出:处理时间对工件硬度影响较小加热温度和热处理时间交互作用交互作用对试验结果的影响（3）两因素交互作用的影响389879011BA=88.7393929521BA=93.3385878412BA=85.3379787922BA=78.7加热时间（min）热处理温度（℃）30（B1）60（B2）700（A1）88.793.3900（A2）85.378.7交互作用的影响交互作用对硬度的影响例题1.试验方案制定（1）确定可控因素及水平根据题目已知：2水平因素为A、G、H；3水平因素为B、C、D、E、F、I（2）选用正交表安排试验选择正交表L18（21×37）安排3个2水平因素及6个3水平因素。题目用因素组合法进行正交试验设计为了改善粘接强度已知可控因素及水平为：A:2水平B:3水平C:3水平D:3水平E:3水平F:3水平G:2水平H:2水平I:3水平：离线品质工学及应用现行条件为A1B2C2D2E2F2G2H2I2因素试验ABCDEFGHI信噪比η/dB12311111111112222221133331‘312.318.919.14561211221’3122233111233112219.521.023.2789131213231323211‘11331321218.220.723.2101112211332212121131’22132211318.114.719.51314152212311‘2222312132231232118.621.222.616171823132312232131232332121’120.422.224.0正交试验设计与信噪比（改善粘结强度试验）2．试验结果的统计分析（1）计算信噪比合计以A因素为例，计算A因素1、2水平信噪比合计：最佳因素水平组合为：A2B3C3D3E3F2G2H1I3例题合计合计合计合计A1A2176.1181.3B1B2B3102.6126.1128.7C1C2C3107.1118.7131.6D1D2D3114.5120.2122.7E1E2E3113.6121.6122.2F1F2F3116.5124.9116.0G1H1G2H1G1H2117.6123.2116.6I1I2I3118.7119.0119.7合计357.42.239.183.121A0.247.141.182A1.1763.181（2）波动的计算例题184.3572CF38.7096CFSiiT1812Y05.14918)3.1811.176(2AS50.1CFSB67.1281.1266.10222290.6833.868.789.508.50FEDCSSSS12)()2(21211HGHGSG水平61.212)(222111HGHGSH水平）（08.0CFGHGHGHSGH6)()()(23222121.4CFSI67.1190.1197.11822209.0IGHFEDCBATeSSSSSSSSSS)(82.2例题（2）波动计算离线品质工学及应用CFHGHGHGSG612)(321222111水平）（13.4HGHGSSS水平）（3=4.1382.289.550.1)(eS=14.51IFEDCBATeSSSSSSSSSS)3(G水平19.291.290.050.1)(eS=4.50例题例题例题例题例题因素fSVABCDEFGH(G)(H)Ie(e)1*1.501.50268.9034.45250.0825.042*5.892.9427.683.8428.334.162*4.212.11(1)(2.61)(2.61)(1)(0.08)(0.08)2*0.090.052*2.821.41(9)(14.51)(1.61)T17149.50含组合因素的方差分析因素fSVABCDEFGHIe(e)1*1.501.50268.9034.45250.0825.0425.892.9427.683.8428.334.1614.134.13———2*0.090.0532.910.97(6)(4.50)(0.75)T17149.50不含组合因素的方差分析离线品质工学及应用Diagram（3）工程平均估算及收益TGFEEDDCBB5223232332佳)(80.25184.357562.12369.124122.1226.121127.1222.12066.131127.1281.12