試驗設計（田口法）實操

課程背景：

很多制造型企業在開發新技術，新產品和新工藝的時候，面臨著如下問題和困惑：工程師對于在設計過程中的很多影響因素，如何判斷哪些是影響設計指標的關鍵影響因素，各影響因素對于設計指標的影響程度如何，各關鍵影響因素的最佳參數組合是什么？

傳統的做法是工程師按照自己的經驗來設計試驗，不斷通過試錯來逼近想要的設計指標。往往會花費巨大的試驗成本，很長的時間來進行試驗。最終得到的結果也不能確定是否最佳的設計參數。試驗設計（DOE）提供了一種科學有效的方法來解決這個問題。這個方法保證了各因素得到全面的評估，得到的結果是最優解決方案之一，同時極大程度地降低了試驗的成本和花費的時間。幫助企業在新技術，新產品和新工藝開發上縮短研發周期，提高研發效率。

近年來越來越多的中國企業開始了解并相繼使用了DOE這個工具，行業涉及電子、通信、軟件、自動化、集成電路、機電設備、材料、食品、日化、醫療等，盡管這些企業規模大小不一、行業領域各異，但多數在不同程度上取得了良好的收效。

田口法是DOE眾多類型里面應用較廣的一種方法，該方法使所設計的產品質量穩定、波動性小，使生產過程對各種噪聲不敏感。在產品設計過程中，利用質量、成本、效益的函數關系，在低成本的條件下開發出高質量的產品。降低產品質量對制造過程中的各種干擾因素的敏感度。是特別適合于制造型企業的一種DOE方法。

課程收益：

● 全面了解DOE各種方法的優缺點，讓學員了解什么情況下使用哪種DOE的方法可以更好的解決問題；

● 系統掌握田口法（正交試驗）的基本理論，學習正交試驗表的類型和使用方法

● 系統掌握田口法（正交試驗）的數據計算方法和數據分析方法，掌握最佳組合與最適組合的推算方法

● 系統學習試驗設計過程的具體操作步驟和技巧，掌握田口法（正交試驗）的完整使用方法

● 學習使用Minitab來進行田口法的具體操作和分析方法，讓學員掌握一個好用的數據分析軟件

● 通過結合企業特點的案例講解和實操，讓學員沉浸式學習，盡快掌握方法要點，應用于實際工作中解決實際遇到的技術問題；

● 分享其它行業和公司的應用案例，開闊學員的眼界，了解先進企業的應用經驗，幫助學員將來建立企業內部的DOE案例知識庫。

課程特色：

實戰化：講師具有多年的DOE實戰經驗，有豐富的團隊培訓輔導經驗，企業研發團隊打過勝仗，所講內容為親自實戰后的提煉總結，理論少，干貨多，專業、實戰；

定制化：每次內訓課均是在對企業現況、核心需求、學員的工作難點深度理解的基礎上定制式課件開發，內容針對性強；

落地化：可以解決企業實際的技術問題。企業可以拿實際遇到的產品設計，工藝開發等遇到的問題來進行實戰演練，在學習中解決實際問題。確保學習的知識可以應用于實際工作問題的解決；

多元化：豐富的培訓模式，采用課堂講述、案例分析、互動練習、教練演示、現場問答等方式，讓培訓課堂有料，有趣，讓學員沉浸式學習，快速掌握所學的知識和技能。

課程時間：1天，6小時/天

課程對象：研發經理，工程經理，品質經理，研發工程師，工藝工程師，品質工程師等

課程方式：講師講授+案例分析+課堂互動+實操演練+輔導答疑+課后作業輔導等方式

課程大綱

引言：DOE是什么？和我們有什么關系？為什么要學習DOE？

第一講：了解工具——DOE與傳統試驗方法的對比

導入：DOE的含義與發展歷程

一、試驗設計的分類（兩大傳統試驗方法與一個創新方法）

方法1：試錯法

方法2：單因子法

方法3：DOE

對比：三種試驗方法的比較

二、傳統試驗方法的缺點

缺點1：再現性低

缺點2：無因子交互作用的信息

缺點3：無法縮小試驗規模

分享：DOE的常用術語

分析：選擇因子水平的注意事項

三、DOE可以達成的目標

1. 設計對使用環境不敏感（即受環境的影響小）的產品

2. 改進產品品質、成本和性能指標

3. 降低總的開發周期

4. 提高新設計產品的工藝性

5. 確定、驗證和優化制造過程的主要影響變量及其影響

分享：DOE在不同領域的用途及DOE的分類

四、DOE的使用要求

1. DOE的使用時機

時機1：為產品選擇最合理的配方（原料及其含量）

時機2：提高老產品的產量和質量

時機3：對生產過程選擇最合理的工藝參數

時機4：研制開發新產品

時機5：尋找最佳的生產條件

分析：DOE試驗過程應避免的情況

2. DOE應遵循的三個原則

——分塊，隨機性，重復性

3. DOE的執行策略

五、DOE基本術語

——指標、因素、水平、主效應與交互作用

分析：如何選擇和確定因子及水平

案例：DOE在制造型企業中的應用分享

第二講：巧用方法——田口法（正交試驗法）的操作

導入：正交試驗法是什么？有什么優點？

一、正交試驗法特點與工具運用

工具：正交試驗表

1. 正交試驗法的優點

優點1：均勻分散性

優點2：整齊可比性

2. 選用正交試驗表的原則

原則1：列號數不少于因素個數，保證每個因素都有一個列號安排

原則2：水平個數相對應，因素的水平個數與列號中的水平個數對應

3. 指標的特性介紹

1）靜態特性（望大，望小，望目）

2）動態特性

4. 如何使試驗設計更加經濟

方法1：偷工“加”料法

方法2：不要讓列號為空

5. 填寫正交試驗表的步驟

第1步：根據指標確定其特性

第2步：挑因素，選水平，制定因素水平表

第3步：選正交表及表頭設計

第4步：制定正交試驗方案表

要點：找準主標特性，重復試驗，找準合適的正交表

分享：不同的正交試驗表填寫方法

二、正交試驗法的操作步驟

第一步：明確目的

第二步：選擇指標

第三步：確認影響因素和水平

第四步：選擇正交試驗表

第五步：制定試驗計劃

第六步：實施試驗，收集記錄數據

第七步：整理和分析數據，確定最優因素組合

第八步：驗證試驗結果

要點：盡可能利用歷史數據；謹慎選取水平；保證試驗的仿真性；不要遺漏關鍵因素

三、正交試驗法的實施與結果分析

1. 執行試驗

第1步：按照正交試驗表的分組進行樣品的準備

第2步：按照計劃進行試驗

第3步：試驗過程中記錄試驗的條件和結果

要點：測前評估，試驗次序隨機，記錄過程狀況，收集數據

2. 試驗結果分析

導入1：幾個關鍵名詞（信噪比（S/N），最佳組合，最適組合）

導入2：不同指標特性的S/N計算公式

第1步：計算各試驗S/N及Mean值

第2步：計算所有試驗的平均 S/N 及 Mean值

第3步：計算每個因素各水平的S/N 及 Mean值

第4步：最佳組合的選擇及結果推算

第5步：最適組合的選擇及結果推算

要點：檢查三大是否（試驗異常情況；試驗條件要求；指標特性和計算公式正確性）

四、驗證試驗結果

對分析的結果（參數組合）進行驗證試驗

分析：驗證試驗過程中的要點

分享：DOE的使用限制

案例：正交試驗法案例分析

五、成功進行DOE的十個竅門

竅門1：選題畫龍點睛     竅門2：充分掌握現況

竅門3：提升信息質量     竅門4：擬定有效目標

竅門5：試驗循序漸進     竅門6：要因深入分析

竅門7：掌握母數因子     竅門8：兩水平走極端

竅門9：多水平靠大邊     竅門10：試驗善加管理

討論：結合十個竅門討論在過往試驗中遇到的問題，有哪些啟發？

第三講：善用工具——使用Minitab進行DOE數據分析

一、DOE常用工具軟件介紹

——Minitab，JMP

對比：兩個工具的優缺點

二、使用Minitab三步曲

第一步：根據問題選擇工具

第二步：按照圖標進行操作

第三步：解釋數據作出決策

案例：運用具體案例使用Minitab進行實操講解

分析：DOE在實操過程中存在的8個普遍問題及其解決方法

案例：其它行業的案例分享

實操：本企業案例實操分析