8.实验设计与田口方法(最新修正版）.ppt

* 在某些试验中却存在另外一种情况，其中某个因素（如A因素）水平的优劣，与另一因素（如B因素）取什么水平有密切的依赖关系。也就是A因素较优水平的选取，不能只看A因素各水平对指标影响的好坏，必须同时考虑它与B因素水平之间的搭配。对B 因素也是如此。 在这种条件下，我们称因素A与因素B之间存在交互作用，记作A×B。 * 第四节  田 口 方 法 * 日本著名质量管理专家田口玄一博士于20世纪70年代创造了田口方法（田口称之为质量工程学），把数理统计、工程技术和经济学结合起来，应用于质量管理中 。 田口方法从田口的质量概念出发，研究了开发设计阶段的线外质量管理和生产制造阶段的线内质量管理。 * 一、基本概念 （一）产品质量 田口博士把产品质量定义为：“是指产品上市后给社会带来的损失大小。但由于产品功能本身所产生的损失除外”。 * 1.定义中所说的“社会”是指除生产厂家（即供方）以外所有的人。 2.定义中所说的“给社会带来的损失”包括以下三个方面： （1）由于产品功能波动所引起的损失； （2）由于产品弊害项目所引起的损失； （3）产品的使用费用。 3.定义中所说的“给社会带来的损失”不包括由于产品功能本身所产生的损失。 * （二）质量特性 1.静态质量特性 （1）计量特性 ①望目特性 ②望小特性 ③望大特性 （2）计数特性 ①等级数据，如上、中、下；优、良、中、及格、不及格等。 ②难以计量的数据，如泄漏程度可分为不漏、微漏、一般泄漏、严重泄漏。 ③顺序数据，如按产品的优劣排序为：1、2、3、4、……。 ④截尾寿命试验数据 。 * 2.动态质量特性 按确定的目标或期望，通过改变输入信号使输出特性随着输入信号的变化而相应的变化且波动越小越好的质量特性，称为动态质量特性，如图所示。 * 动态质量特性按输入信号可分为 主动型 被动型 * 第一节  试验设计概述 * 一、试验设计的发展及应用范围 试验设计起源于英国，最早应用于农业生产，20世纪30年代，由于农业试验的需要，费歇(R. A. Fisher)在考察各种肥料及施肥量对农作物产量的影响时，建立了试验设计的最初数学模型，在试验设计和统计分析方面做出了一系列先驱工作，从此试验设计成为统计科学的一个分支。 随后，Yates，R. C. Bose，O. Kempthome，W. G. Cochran，D. R. Cox和G. E. P. Box对试验设计都做出了杰出的贡献，使该分支在理论上日趋完善，在应用上日趋广泛。 20世纪60年代，日本质量管理和统计学家田口玄一将试验设计中应用最广的正交设计表格化，为试验设计的更广泛使用做出了巨大贡献。于是试验设计方法成为提高产品质量的重要手段，在质量管理中发挥了很大的作用。 * 在质量管理中使用试验设计主要有下面两个目的： 第一，确定影响质量或生产过程的主要原因； 第二，选择满足设计质量或产品质量的操作条件。 * 二、试验设计的原则、程序与方法 * （一）试验设计的原则 重复原则 重复是为了估计误差，提高试验的精度和增强统计推断能力。用标准差来度量误差的大小和描述该项试验的精度。 随机化原则 随机化原则是对数据进行统计分析的基础，只有随机化后的数据才服从一定的统计分布规律，而统计分析则是建立在一定的统计分布的理论之上。 随机化的方法有：抽签、查随机数表等。 * 局部控制原则 局部控制原则是指在一项试验中，除了对选定的因素进行考察外，在必要时，还可以对实验结果产生的影响和对实验产生干扰的其他因素，按某些标准将试验对象和试验环境等试验条件（如日期、地区、生产装置和原料批次等）分成若干部分或区组进行试验，以实现局部控制。 实施局部控制的目的在于使各部分内或各区组内的实验环境比较一致或相对稳定，使其差异尽量表现或局限在各部分之间或各区组之间，而不致影响对考察因素的比较和分析。 * （二）试验设计的实施程序 1.明确试验目的、确定试验指标； 2.选取试验因素及水平； 3.选定试验设计方法； 4.进行试验； 5.数据分析； 6.结论与建议。 * （三）试验设计方法的选择 试验设计方法类型： 单因素试验设计 双因素试验设计 多因素试验设计 正交试验设计 均匀试验设计 因子试验设计 * 第二节  单因素试验设计 * 优选法是一种指导我们用较少的试验次数寻找最优方案的科学方法，以达到优质、高产、低耗的效果。 当试验中只考察一个因素时，可选用单因素优选法。 * 一、对分法 对分法也叫平分法，是单因素试验设计方法，适用于试验范围[a，b]内，目标函数为单调（连续或间断）的情况下，求最优点的方法。即如果