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DOE正交試驗設計方法

作者——哲捷優

什么是DOE?
    DOE(Design of Experiment)試驗設計,一種安排實驗和分析實驗數據的數理統計方法;試驗設計主要對試驗進行合理安排,以較小的試驗規模(試驗次數)、較短的試驗周期和較低的試驗成本,獲得理想的試驗結果以及得出科學的結論。

DOE常見術語
因子 (可控因子,非可控因子) X
水平: 為了研究因子對響應的影響,需要用到因子的兩個或更多的不同的取值,這些取值稱為因子的水平(level)或設置(Setting).
處理: 按照設定因子水平的組合,我們就能進行一次試驗,可以獲得一次響應變量的觀測值,也可以稱為一次“試驗”(trial, experimental run),也稱為“一次運行”(run).
試驗單元(experiment unit):對象,材料或制品等載體,處理(試驗)應用其上的最小單位
試驗環境:以已知或未知的方式影響試驗結果的周圍環境
模型:可控因子(X1,X2,…Xn), 響應變量(Y) , f 某個確定的函數關系
Y= f ( X1, X2, X3,….. Xk) + Error (誤差)
主效應: 某因子處于不同水平時響應變量的差異
交互效應: 如果因子A的效應依賴于因子B所處的水平時,我們稱A與B之間有交互作用.
OFAT法(One-Factor-At-a-Time):在各因子的變化范圍每次改變一個因子的水平以選定各因子的最佳水平。

常用正交試驗設計與分析的步驟
1.明確試驗的目的。
2.確定考察的指標。
3.挑因素,選水平。
4.設計試驗方案。利用常用正交表設計方案,原則是因素順序上列,水平對號入座,盡量多排因素,事先不考察諸因素的交互作用。因此可使正交表選的小些,即在同樣的參加試驗的因素前提下縮小試驗規模。
5.實施試驗方案。
6.試驗結果分析:一般使用目測法、極差分析法、畫趨勢圖等。看一看,可考又方便,算一算,有效又簡單。
7.反復調優試驗以逼近最優方案。
8.驗證試驗并通過生產驗證確認較優方案。
9.結論和建議



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