DOE案例minitab实验设计.docxVIP

从 从 DOE试验案列 （提高金属热处理后的强度） 作者：龙骏元 【应用示例】 目的：提高金属材料热处理后的强度 经与工程部、品质部及生产部的技术工程师、品质工程师和现场调机人员的充分讨论，影响金属材料热处理后的强度主要有以下 4因子，即： 恒温时间、热处理温度、升温时间、处理时间。决定采用 4因子2水平的 全因子试验来进行分析。 （1） 确定响应变量、试验因子和因子水平，编制因子水平表，见表 1-1. 水平 因子 -1 + 1 A （恒温时间）/min 50 60 B （热处理温度）/（ ° ） 820 860 C （升温时间）/min 2 3 卜（处理时间）/h 表1-1 ⑵ 按4因子2水平的全因子试验编制试验计划表（考虑中心点重复和随 机化）得到下述试验计划（采用 Minitab软件）见表1-2。 （3） 按计划表完成试验并将试验结果填入表中。 （4） 利用Minitab软件，对结果做因子主效图、交互效应图和立方图。如图 1-1（a）、 （b）、（c）所示： 点类型 点类型 _<_角点 ■ 中心 I从 （a）图可以看出：A（热处理温度）、B（升温时间）及D（恒温时间时间）主效应 显着。 （b）强度交互作用图 D （恒温时间）/ m n （b）图可以看出B（升温时间）跟D（恒温时间）存在明显交互作用 (c)可以看出强度的最大值为，它对应的各因素水平分别是：热处理温度 860C、处理时间、升温时间 3min、恒温时间60min;即：当选择热热处理 温度860C、处理时间、升温时间3min、恒温时间60min,可获得较好的强 度结果。 (5) (5) 作标准化效应的Pareto图和正态图，如图1-2(a)、(b)所示 标准化效应的 Pareto 图 (响应为强度 MPa, Alpha = 0.05) I从 上两图可以看出A、B、D显着，C不显着，BD交互作用处于临界点，做显 着处理。 上图可以看出：残差满足正态分布和随机波动的要求。无异常现象。(6) 作残差图，如图1-3所示。 上图可以看出：残差满足正态分布和随机波动的要求。无异常现象。 (6) 作残差图，如图1-3所示。 ⑺ 增加B*D项，对实验结果最方差和回归分析。如图 1-4所示。 回归分析：强度MPa与A（热处理温度）C , B（升温时间）/min, C -J-T ^八， I I I」八J-—八I 十 , v "I 7 … i! 常」 A(: 电归分析：强度条Pl智％热如P温度）C , B（升温时间）/min, B(： 劭 D ( 丸目里质）油时间）如M,b*d 图1-5 升温时间）/min 妫斓州回归方程再做残差诊断，残插图如图 1-6所示 B*s方来回乐百合来N w c D 要十频 银矫。/。R-Sq （调健=%数珊f MPa或差图 三分榜 正态概率图 与拟合值 99A（热处 C SS MS F P 10 温 百一 DBB linm O 2 5 5 0 5 - 差残 度 由 科 m 差SS 残 m/mi单 56 5 O 差残 1源 自由度 Seq SS 0A（热处理温度）C 1 -8 -4 0 4 8 B（升温时间）/min 残箧 B*D 1 强度MPa残差图 -5 8 10 12 14 16 18 观测值顺序 10 - 5 95 90 . 80 , 70 比60 分50 - 百40 30 . 20 . 1 -10 -5 10 残差正态检验图 均值 -2.99176E-14 标准差 3.858 N 19 AD 0.162 P 值 0.935 = >,残插符合正态分布 (10)调优找出因子最佳方案。 当热处理温度=860C,升温时间=3min,处理时间=，恒温时间=60min,强度 最大值 Y=.6