《如何应用实验设计（DOE）提高工艺控制能力》

如何应用实验设计（DOE）提高工艺控制能力

【通过实验及其数据分析，找到关键工艺参数的最佳控制范围】



1. 课程背景：

在工艺设计中，哪些工艺参数是关键的？其公差范围设定多大是合适的？相当多

的工艺工程师是根据其工作经验来回答这两个问题的。

DOE借助方差分析的手段，通过少量的工艺实验，从大量的工艺参数中找出关键的

工艺参数，再通过全因子析因法及响应曲面法（RSM），建立关键工艺参数与关键的质

量特性的数学模型，通过对关键工艺参数建立合理的工艺规范，确保质量特性满足顾

客的需求。

2. 课程目的：

运用DOE的方法，从根本上摒弃依靠“拍脑袋”和“工艺猜测”解决问题的传统陋习；掌

握实验设计的方法，原理和应用；掌握DOE工具的应用步骤。

3. 课程特色：

通过生动、详实的案例、练习与学员共同研讨，借助软件的运用，使学员轻松掌握

DOE方法。

4. 参加人员：

工艺部门、研发部门、技术部门、质量部门的工程师及管理者、供应商质量工程师

。

5. 课程提纲：（12小时/2天）

|单元 |主要内容 |目的 |

|0 |破冰案例研讨 | |

|1 |实验设计（DOE）概述 | |

| |什么是实验设计 | |

| |实验设计（DOE）的目标与用途 | |

| |实验设计（DOE）的作业流程 | |

| |主效应、交互作用及其计算 | |

| |分组练习：主效应及交互效应的计算 | |

| |实验设计的基本原则：随机化、重复和 | |

| |分区化 | |

| |模型与误差 | |

|2 |假设检验基础 |假设检验是理解DOE的理论基础之 |

| | |一 |

| |假设检验（Hypothesis testing）的提 | |

| |出 | |

| |假设检验的目的和定义 |案例分析：食堂菜谱满意度改进 |

| |假设检验的程序 | |

| |假设决策的风险 |案例：陪审团的判决 与 机场安检|

| |假设检验：如何进行 | |

| |P-值要多小：根据状况有所不同 | |

| |DOE常用的假设检验说明 |梳理DOE常用的假设检验 |

|3 |2k全因子设计 | |

| |因子和水平的组合 | |

| |2k全因子实验的表示方法 | |

| |正交表（Orthogonal array） | |

| |2k全因子析因实验 | |

| |因子的代码化（coding） | |

| |分组练习：24四因子两水平全因子实验 | |

| |排列表 | |

| |2k全因子设计概述 | |

| |2k全因子实验设计的目的 | |

| |案例分析：淬火工艺改进（七个步骤） |结合Minitab软件的操作 |

| |分组练习：利用2k全因子实验，分析如 | |

| |何提高纸飞机的飞行距离 | |

|4 |部分因子设计和筛选实验 | |

| |筛选实验的特点 | |

| |为何要减少实验次数 | |

| |混合、别称和解析度 | |

| |分组练习：练习识别别名或混合 | |

| |如何选择部分因子设计 | |

| |部分因子和筛选设计在Minitab的使用 |案例分析：25-1实验设计 |

| | |案例分析：自动刨床加工零件的表|

| | |面工艺条件 |

| | |案例分析：变压器的耗电量实验 |

| |分组练习：利用2k-p部分因子实验，分 | |

| |析如何提高纸飞机的飞行距离 | |

|5 |中心点 | |

| |2k实验设计方案的问题 |案例分析：无中心点的实验设计 |

| |中心点和曲率 | |

| |中心点的设置 |结合Minitab软件操作 |

| | |案例分析（4个） |

|6 |分区和分区化 | |

| |为何需要分区 | |

| |混合和分区化 | |

| |分区化的2k实验设计 |案例分析：分区化过滤速率实验 |

|7 |响应曲面设计（RSM） | |

| |实验设计的类型 | |

| |过程设置优化：2因子 |案例分析：响应曲面实验-1 |

| |过程设置优化：曲面响应 | |

| |最速上升路径 |案例分析：响应曲面实验-2 |

| |中心复合设计CCD |案例分析：响应曲面实验-3 |

|8 |混料设计 |适用于配方或配比的工艺 |

| |什么是混料设计（Mixture Design）？ | |

| |单形、单形的顶点与坐标 |案例：三维、四维空间的一个单形|

| |混料实验的统计模型 | |

| |Scheffé（雪费）典型多项式 | |

| |常见混料设计：单纯形格点法 | |

| |M{p,1}单形格子设计 | |

| |M{p,2}单形格子设计 | |

| |M{p,d}单形格子设计 |案例分析：混料设计_单形格子 |

| |常见混料设计：单纯形质心法 | |

| |单形重心设计的基本思路 |案例分析：空气过滤器的设计 |

| |常见混料设计：极端顶点设计 |案例分析：混料设计_极端顶点法 |

| |课程总结：实验DOE路径图 | |



六、本课程代表客户：



三星视界（韩资，手机屏幕）

安费诺（美资，连接器）

本田金属（日资，发动机零件）

广州东风本田（日资，汽车发动机）

光台电子（台资，LED）

杰群电子（台资，IC封装）

中钧科技（新加坡，核磁共振仪零件）

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研发与质量管理讲师

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