單因子DOE實驗設(shè)計方法論
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電流范圍:15-19安培之間
--輸入;因子5個水平:15、16、17、18、19(單位安培)
--輸出:焊接強度
1、實驗取樣(>25筆),可通過選擇“反復”(不同時間段取樣)來實現(xiàn);
--每個水平中,將檢驗5個樣本。
--為研究草擬一個實驗矩陣,如下:
15A 16A 17A 18A 19A
7 12 14 19 7
7 17 18 25 10
15 12 18 22 11
11 18 19 19 15
9 18 19 23 11
2、ANOVA分析
2.1檢查數(shù)據(jù)是否有代表性
通過上圖可以看出17 的單值控制圖檢驗結(jié)果(檢驗 1。1 個點,距離中心線超過 3.00 個標準差),需要檢討原因,修正數(shù)據(jù)。

2.2經(jīng)上圖可以看出修正后數(shù)據(jù)已經(jīng)有代表性,可以進入下一步:趨中性檢查(正態(tài)檢驗)
2.2.1先把數(shù)據(jù)Y值堆疊,然后選擇殘差圖檢驗統(tǒng)計模式是否合適?
(堆疊MINITAB路徑:數(shù)據(jù)-堆疊-列)
y x 存儲殘差1 存儲擬合1
7 15 -2.8 9.8
7 15 -2.8 9.8
15 15 5.2 9.8
11 15 1.2 9.8
9 15 -0.8 9.8
12 16 -3.4 15.4
17 16 1.6 15.4
12 16 -3.4 15.4
18 16 2.6 15.4
18 16 2.6 15.4
14 17 -3.6 17.6
18 17 0.4 17.6
18 17 0.4 17.6
19 17 1.4 17.6
19 17 1.4 17.6
19 18 -2.6 21.6
25 18 3.4 21.6
22 18 0.4 21.6
19 18 -2.6 21.6
23 18 1.4 21.6
7 19 -3.8 10.8
10 19 -0.8 10.8
11 19 0.2 10.8
15 19 4.2 10.8
11 19 0.2 10.8
方差分析MINITAB路徑:統(tǒng)計-方差分析-單因子

2.2.2從上圖正態(tài)概率圖可以看出,數(shù)據(jù)分布在正態(tài)軸附近(粗鉛筆檢驗法),判定有代表性和趨中(正態(tài)分布)。
2.2.3同時可以看P值來判定是否趨中,從以下信息可知P值<0.05代表顯著,拒絕HO:電流設(shè)定對焊接強度沒有影響,所以Ha反假設(shè)成立,可以判定數(shù)據(jù)有代表性和趨中。
單因子方差分析: y 與 x
來源 自由度 SS MS F P
x 4 475.76 118.94 14.76 0.000(P值<0.05代表顯著,拒絕HO:電流設(shè)定對焊接強度沒有影響)
誤差 20 161.20 8.06
合計 24 636.96
S = 2.839 R-Sq = 74.69% R-Sq(調(diào)整) = 69.63%
SS代表SUM Square Total=SSerror+SSsquare
MS代表平均離散程度=方差=SS/自由度
F代表信噪比=S/N=MSfactor/MSerror,F值越小,代表越顯著(控制噪音的前提下))
平均值(基于合并標準差)的單組 95% 置信區(qū)間
水平 N 平均值 標準差 ------+---------+---------+---------+---
15 5 9.800 3.347 (-----*----)
16 5 15.400 3.130 (----*----)
17 5 17.600 2.074 (----*----)
18 5 21.600 2.608 (----*----)
19 5 10.800 2.864 (-----*----)
------+---------+---------+---------+---
10.0 15.0 20.0 25.0
合并標準差 = 2.839
上圖分析:專業(yè)假設(shè),15A會不會省電,17-19A會不會更好,電流越大是不是焊接強度越高,而從上圖可以看出答案是否定的。
3.影響強度檢查,可以從上圖可以看出(R-Sq代表R平方,是顯著影響強度,一般參考值為>70%,為強度高,R平方=SSfactor/SStotal=74.69%,說明影響強度是顯著的。
4.最佳值:望目/大/小
具體可以參考以下水平間的配對比較:
Fisher 95% 兩水平差值置信區(qū)間
x 水平間的所有配對比較
同時置信水平 = 73.57%
x = 15 減自:
x 下限 中心 上限 --------+---------+---------+---------+-
16 1.855 5.600 9.345 (----*----)
17 4.055 7.800 11.545 (----*---)
18 8.055 11.800 15.545 (----*---)
19 -2.745 1.000 4.745 (---*----)
--------+---------+---------+---------+-
-8.0 0.0 8.0 16.0
x = 16 減自:
x 下限 中心 上限 --------+---------+---------+---------+-
17 -1.545 2.200 5.945 (----*---)
18 2.455 6.200 9.945 (----*---)
19 -8.345 -4.600 -0.855 (---*----)
--------+---------+---------+---------+-
-8.0 0.0 8.0 16.0
x = 17 減自:
x 下限 中心 上限 --------+---------+---------+---------+-
18 0.255 4.000 7.745 (----*----)
19 -10.545 -6.800 -3.055 (----*---)
--------+---------+---------+---------+-
-8.0 0.0 8.0 16.0
x = 18 減自:
x 下限 中心 上限 --------+---------+---------+---------+-
19 -14.545 -10.800 -7.055 (----*---)
--------+---------+---------+---------+-
-8.0 0.0 8.0 16.0
從上圖中可以看出16-18A是最佳設(shè)定值。