DOE-全因子试验设计及Minitab操作.ppt

1、全因子試驗設計及全因子試驗設計及MiniTab操作操作09 February 20242Contentl l1.1.Stage-1:Define Stage-1:DefineDOE charterProblem StatementVOC/KPOV/KPIVl l2 2.Stage-2:Measure:.Stage-2:Measure:MSA PlanData collectionMSA Evaluationl l3.Stage-3:Analyze3.Stage-3:AnalyzeCause&effect DiagramPFMEAFactor Screeningl l4.Stage-4:Impr

2、ove:4.Stage-4:Improve:DOE designDOE Execution and AnalysisModel Simplification and AnalysisMath Module BuildingParameter Optimizationl l5.Stage-5:Control5.Stage-5:ControlPilot RunNormal TestCPKStandardization09 February 20243Stage-1:Definel l1.21.2.Problem Statement Problem Statement：目前實際生產中目前實際生產中目

3、前實際生產中目前實際生產中,點焊點焊點焊點焊站會站會站會站會出現粘電極棒出現粘電極棒出現粘電極棒出現粘電極棒,火花大火花大火花大火花大,脫點脫點脫點脫點,爆點爆點爆點爆點,不放電不放電不放電不放電等等等等現象發生現象發生現象發生現象發生,為了減少點焊不良為了減少點焊不良為了減少點焊不良為了減少點焊不良,確保點焊質量確保點焊質量確保點焊質量確保點焊質量,確定最佳點焊參數範圍確定最佳點焊參數範圍確定最佳點焊參數範圍確定最佳點焊參數範圍.統統統統計計計計產線從產線從產線從產線從0808年年年年1010月月月月-12-12月月月月CW0A0-4Cell SanyoCW0A0-4Cell Sanyo電芯

4、點焊時發生點焊不電芯點焊時發生點焊不電芯點焊時發生點焊不電芯點焊時發生點焊不良數據良數據良數據良數據,其中粘電極棒占其中粘電極棒占其中粘電極棒占其中粘電極棒占33.57%,33.57%,火花大占火花大占火花大占火花大占21.81%,21.81%,脫點占脫點占脫點占脫點占13.22%.13.22%.09 February 20244KPOVSpot welding Process failKPIVProcess ParameterMaterial Quality ControlPressureWelding VoltageWelding TimeFactor&levelDOEl l1.31.3.

5、VOC&KPOV/KPIV VOC&KPOV/KPIV Stage-1:Define09 February 20245Stage-2:Measurel l2.1.MSA Plan:2.1.MSA Plan:目的：對拉力測試機執行量測系統分析，以確認測試儀器的准確性,以及確定不同人員對測試無影響人員：郝尚書 /劉澤文 /常鵬時間：2009/03/1016材料：拉力計（20kg）一台Al-P點焊樣品（共3種規格*30）Total 90pcs內容：3個測試人員每個人每種點焊樣本取10PCS，進行拉力測試並記錄數據.l l2.2 Pulling Test Machine2.2 Pulling Test

6、 Machine設備編號：54W0600144保養日期：2009/02/29校驗日期：2009/06/06效驗編號：830179 09 February 20246Stage-2:Measurel l2.3 Pulling Test method:2.3 Pulling Test method:l l2.4 Test Flow Chart:2.4 Test Flow Chart:樣本制作樣本編號及列檔人員測試數據記錄及分析合格判定設備調校執行檢定NGOK標准試打Al-P相同點焊參數穩定運行機台Top ViewSide ViewNi-tab CupperPull09 February 20247

7、Stage-2:Measurel l2.5 Test Data:2.5 Test Data:l l2.6 Normal Test2.6 Normal Test09 February 20248Stage-2:Measurel l2.5 Gage R&R Chart:2.5 Gage R&R Chart:09 February 20249Stage-2:Measurel l2.6 2.6 數據輸出數據輸出數據輸出數據輸出Conclusion:根據輸出結果及判定標準，則此量測系統可接受根據輸出結果及判定標準，則此量測系統可接受;09 February 202410Stage-3:Analyzel

8、l3.1 Cause and Effect Diagram3.1 Cause and Effect DiagramEnvironmentMaterialHumanMeasureMethodMachineSpot welding OP mistakePulling test OP mistakeElectrodeNi-plateCellPoor shapeWrong raw electrode materialsurface dirtWrong cell type Surface dirtWrong Ni-plate thickness wrong raw material Temperatur

9、eVoltageMSA of Pull test Electrode definition Pitch DistanceStokeSpot weldingTimeT-Pre T-Internal T-upslopeT-WeldSpot weldingVoltageV-Pre V-V1 V-V2 V-V2Gas PressureOverdraft Spot welding method Spot welding fixture Spot welding machine09 February 202411Stage-3:Analyzel l3.2 3.2 試驗因子篩選試驗因子篩選試驗因子篩選試驗因

10、子篩選 *1 1.控制力控制力篩選用符號表示篩選用符號表示 :變數變數（I I）假母數假母數 (II)II)真母數真母數(III)(III)*2.*2.技術力篩選請用符號表示技術力篩選請用符號表示 :（強）（強）(中中)（弱）（弱）*3.3.因在點焊中，因在點焊中，Voltage Voltage 和和TimeTime的最佳為正方形，及兩者數值相等，這兩者存在關聯性，故將其設的最佳為正方形，及兩者數值相等，這兩者存在關聯性，故將其設為同一因子為同一因子 因此因此 P1,P2,P3,P4P1,P2,P3,P4及及PressurePressure為最終選擇的試驗因子為最終選擇的試驗因子09 Febr

11、uary 202412Stage-4:Improvel l4.4.1 1 試驗試驗試驗試驗目的：目的：目的：目的：確定確定FPC銅與銅與Nickel*0.10mm,使用最佳點焊參數範圍，以使拉力值最大使用最佳點焊參數範圍，以使拉力值最大.l l4.2 4.2 測量指標測量指標測量指標測量指標：點焊后點焊后Ni-plate拉力值，規格為拉力值，規格為4.8kgf(Min)l l4.4.3 3 試驗條件試驗條件試驗條件試驗條件 Machine:SEWI-412電極棒電極棒:氧化鋁銅氧化鋁銅ER3.0+E1.5銅臺材質銅臺材質:鎢銅鎢銅Other Parameter:l l4.4.3 3 試驗試驗試

12、驗試驗因子因子因子因子及水準及水準及水準及水準：FactorFactorUnitUnit水平水平水平水平-水平水平水平水平+PressurePressureKgfKgf2 23 3P1P110mv*10sec10mv*10sec8080100100P2P210mv*10sec10mv*10sec8080100100P3P310mv*10sec10mv*10sec180180200200P4P410mv*10sec10mv*10sec200200230230氣壓氣壓下壓力下壓力電極棒間距電極棒間距電極棒行程電極棒行程MpaMpaKgKgmmmmmmmm0.3(+/-0.1)23103.01.00

13、9 February 202413Comment:清晰度設定為清晰度設定為V,重複次數設定為重複次數設定為5，試驗共進行試驗共進行80次；次；l l4.44.4.選擇試驗類型：選擇試驗類型：選擇試驗類型：選擇試驗類型：l l4.5 4.5 拉力測試方法：拉力測試方法：拉力測試方法：拉力測試方法：Stage-4:ImproveTop ViewSide ViewNi-tab CupperPull09 February 202414Stage-4:Improvel l4.64.6.試驗表格生成及數據輸入試驗表格生成及數據輸入試驗表格生成及數據輸入試驗表格生成及數據輸入09 February 2024

14、15Stage-4:Improvel l4.74.7.常態效果圖分析常態效果圖分析常態效果圖分析常態效果圖分析PS:從從Normal plot可知，因子可知，因子AE,D,E,CE為顯著因子為顯著因子09 February 202416Stage-4:Improvel l4.84.8.柏拉圖分析柏拉圖分析柏拉圖分析柏拉圖分析PS:從從Pareto plot可知，因子可知，因子E,D,AE,CE為顯著因子為顯著因子09 February 202417Stage-4:Improvel l4.94.9.模型精簡：模型精簡：模型精簡：模型精簡：PS:1.從數據分析表可知，從數據分析表可知，P3,P4,

15、Pressure*P4,P2*P4的的P-Value值均小於值均小於0.05，故上述因子均為顯著因子，故上述因子均為顯著因子2.故保留故保留Pressure,P2,P3,P4,P2*P4因子以精簡模型因子以精簡模型S:回歸線標準差估計值回歸線標準差估計值-S值越小表示回歸效果越好值越小表示回歸效果越好;R:相關係數相關係數-R:越大越好越大越好R-Sq:決定係數決定係數R-Sq(adj)：根據自由度調整的決定係數：根據自由度調整的決定係數R-Sq和和R-Sq(adj)表示表示Factor可以解釋可以解釋76.06%的變異的變異;兩者數據越大越好，越相近越好；這表示和模型擬合兩者數據越大越好，越

16、相近越好；這表示和模型擬合的程度越高的程度越高;09 February 202418Stage-4:Improvel l4.104.10.模型精簡后模型精簡后模型精簡后模型精簡后Pareto ChartPareto Chart：PS:從從Pareto plot可知，因子可知，因子E,D,AE,CE仍為顯著因子仍為顯著因子09 February 202419Stage-4:Improvel l4.114.11.模型精簡后模型精簡后模型精簡后模型精簡后Normal PlotNormal Plot：PS:從從Normal plot可知，因子可知，因子CE,AE,D,E仍仍為顯著因子為顯著因子09 F

17、ebruary 202420Stage-4:Improvel l4.124.12.模型精簡后數據輸出：模型精簡后數據輸出：模型精簡后數據輸出：模型精簡后數據輸出：PS:1.P3,P4,Pressure*P4,P2*P4的的P-value均小於均小於0.05，故其確定為，故其確定為顯著因子；顯著因子；2.同時同時R-sq=73.27%70%,故模型故模型可信賴可信賴;S值相對於精簡前減小值相對於精簡前減小;R-Sq(adj)數值增加，標示精簡后的模型擬數值增加，標示精簡后的模型擬合度有提高合度有提高;09 February 202421Stage-4:Improvel l4.134.13.模型精

18、簡后殘差分析：模型精簡后殘差分析：模型精簡后殘差分析：模型精簡后殘差分析：PS:1.正負極拉力均呈常態分步；正負極拉力均呈常態分步；2.正負極拉力直方圖呈鐘形，進似正正負極拉力直方圖呈鐘形，進似正態分佈；態分佈；3.殘差點分佈隨機；殘差點分佈隨機；4.幾率圖各點均在範圍內，無異常；幾率圖各點均在範圍內，無異常；残差正态分布图残差正态分布图:如果残差服从正态分布，图中的点将基本形成一条直线。如果图中的点背离了该直线，残差服从正态布的假设就会不成立，检验数据是否服从正态分布，残差残差直方直方图：图：该图必须类似正态分布图并且其平均值为0(钟形)，许多点串远离零点，关系模型之外的因子可能影响了您的结

19、果。残差及拟合度：残差及拟合度：本图应该显示的是残差应是随机的分布在0周围。在残差图内应该没有任何recognizable patterns，以下的几点可以说明残差图是非随机的：-几点连续上升或下降-绝大部分的点是正残差，或绝大部的点是负残差。残差与顺序图：残差与顺序图：本图所有残差都是按照数据搜集顺序排列的，它可以用来发现非随机错误，特别是与时间相关的影响。09 February 202422Stage-4:Improvel l4.144.14.模型精簡后模型精簡后模型精簡后模型精簡后Main Effect PlotMain Effect Plot分析：分析：分析：分析：PS:由圖形可知，由

20、圖形可知，P3,P4為主效應為主效應影響的顯著因子影響的顯著因子09 February 202423Stage-4:Improvel l4.154.15.模型精簡后模型精簡后模型精簡后模型精簡后Interaction PlotInteraction Plot分析：分析：分析：分析：PS:從交互效應圖可知，從交互效應圖可知，Pressure*P1Pressure*P4P1*P2P1*P3P2*P4存在交互效應存在交互效應09 February 202424Stage-4:Improvel l4.164.16.數學模型建立：數學模型建立：數學模型建立：數學模型建立：數學模型：數學模型：拉力拉力Y=

21、-14.41-4.1*Pressure+0.18*P2+0.025*P3+0.072*P4+0.019*Pressure*P4-0.00082P2*P409 February 202425Stage-4:Improvel l4.174.17.參數最佳化設定參數最佳化設定參數最佳化設定參數最佳化設定09 February 202426Stage-4:Improvel l4.184.18.參數最佳化輸出參數最佳化輸出參數最佳化輸出參數最佳化輸出最佳化因子數值最佳化因子數值Conclusion:最佳化點焊參數為：最佳化點焊參數為：Pressure=3.0kgf P2=80P3=200P4=230P1

22、定義為定義為80100之間均可，其對最終輸出值，不構成重要影響；之間均可，其對最終輸出值，不構成重要影響；最大值和達成率最大值和達成率09 February 202427Stage-5:Controll l5.1 5.1 用最佳化參數進行批量測試，數據如下用最佳化參數進行批量測試，數據如下用最佳化參數進行批量測試，數據如下用最佳化參數進行批量測試，數據如下09 February 202428Stage-5:Controll l5.2 Normal Test:5.2 Normal Test:P-value0.05，故數據分步呈正態分佈，制程穩定；，故數據分步呈正態分佈，制程穩定；09 February 202429Stage-5:Controll l5.2 CPK Analysis:5.2 CPK Analysis:CPK=1.291.2，故制程穩定；，故制程穩定；09 February 202430