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DOE试验设计培训的用途

张驰专栏  |      2020-02-12 16:01:30
引言:在实际工作中,有时需要研究一些配方(或称为配比)的实验问题,这种问题常常出现在冶金、化工、医药、食品等行业中。
从20世纪20年代费希尔(R.A.Fisher)在农业生产中使用试验设计(Design Of Experiment,DOE)方法以来,试验设计方法已经在农业、生物学、遗传学、工程学等领域得到广泛的应用和发展。试验设计主要应用理统计学的基本知识,讨论如何合理地安排试验、取得数据,然后进行综合科学分析,从而尽快获得最优组合方案。在产品设计中,利用试验设计能以最低的试验成本,最短时间内有效的设计和验证产品的性能;在制造过程中,利用试验设计可以从诸多影响因素中,快速找到对过程输出指标影响显著的工艺参数,并将其最佳化。


DOE试验设计培训的用途:
1)析因分析,识别哪些变量X对响应量Y有显著影响;
2)参数优化,确定有显著影响的X设置在何处时,可使Y几乎总是接近于期望值;
3)减小变异,确定有影响的X设置在何处时,可使Y的变异最小;
4)稳健设计,确定有影响的X设置在何处时,可使不可控变量U的效应最小。
 
以制造业为例,当你:
 
—面对复杂生产工艺选择最合理的工艺参数时;
 
—要为原料选择最合理的配方时;
 
—解决那些“顽固”的质量问题时;
 
—缩短新项目开发周期时;
 
—要提高现有产品的产量和质量时
 
你都可以运用DOE。
 

 
在实际工作中,有时需要研究一些配方(或称为配比)的实验问题,这种问题常常出现在冶金、化工、医药、食品等行业中。
例如,不锈钢是由铁、镍、铜和铬4种元素组成;闪光剂由镁、硝酸钠、硝酸锶及固定剂组成;复合燃料、复合塑料、混纺纤维、混凝土、粘接剂、药片、饲料等都是由多种成分按相应比率制作而成,等等。
 
这些产品都可以被统称为混料(Mixture),组成混料的各种成分可以被称为混料成分或分量,同时它们也是混料实验中的因子(Factor)。它们的比例关系对产品的最终质量特性起到了决定性的作用。
  
这时候,如果我们要用实验设计的方法进行分析的话,会发现两个与众不同的特征。一是通常人们关心的是各种分量的比例而不是其绝对数值, 二是所有分量之间存在一种特殊的约束条件,即总和一定为 1或其他常数。这两个与众不同的特征使得此类实验设计的研究方法与此前我们讨论过的所有实验设计类型都有明显的区别,直接应用以往的实验设计方法显得颇为牵强,所得分析结果的可信度也将大打折扣。

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