试验设计（田口法）实操

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课程背景：

很多制造型企业在开发新技术，新产品和新工艺的时候，面临着如下问题和困惑：工程师对于在设计过程中的很多影响因素，如何判断哪些是影响设计指标的关键影响因素，各影响因素对于设计指标的影响程度如何，各关键影响因素的最佳参数组合是什么？

传统的做法是工程师按照自己的经验来设计试验，不断通过试错来逼近想要的设计指标。往往会花费巨大的试验成本，很长的时间来进行试验。最终得到的结果也不能确定是否最佳的设计参数。试验设计（DOE）提供了一种科学有效的方法来解决这个问题。这个方法保证了各因素得到全面的评估，得到的结果是最优解决方案之一，同时极大程度地降低了试验的成本和花费的时间。帮助企业在新技术，新产品和新工艺开发上缩短研发周期，提高研发效率。

近年来越来越多的中国企业开始了解并相继使用了DOE这个工具，行业涉及电子、通信、软件、自动化、集成电路、机电设备、材料、食品、日化、医疗等，尽管这些企业规模大小不一、行业领域各异，但多数在不同程度上取得了良好的收效。

田口法是DOE众多类型里面应用较广的一种方法，该方法使所设计的产品质量稳定、波动性小，使生产过程对各种噪声不敏感。在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。降低产品质量对制造过程中的各种干扰因素的敏感度。是特别适合于制造型企业的一种DOE方法。

课程收益：

● 全面了解DOE各种方法的优缺点，让学员了解什么情况下使用哪种DOE的方法可以更好的解决问题；

● 系统掌握田口法（正交试验）的基本理论，学习正交试验表的类型和使用方法

● 系统掌握田口法（正交试验）的数据计算方法和数据分析方法，掌握最佳组合与最适组合的推算方法

● 系统学习试验设计过程的具体操作步骤和技巧，掌握田口法（正交试验）的完整使用方法

● 学习使用Minitab来进行田口法的具体操作和分析方法，让学员掌握一个好用的数据分析软件

● 通过结合企业特点的案例讲解和实操，让学员沉浸式学习，尽快掌握方法要点，应用于实际工作中解决实际遇到的技术问题；

● 分享其它行业和公司的应用案例，开阔学员的眼界，了解先进企业的应用经验，帮助学员将来建立企业内部的DOE案例知识库。

课程特色：

实战化：讲师具有多年的DOE实战经验，有丰富的团队培训辅导经验，企业研发团队打过胜仗，所讲内容为亲自实战后的提炼总结，理论少，干货多，专业、实战；

定制化：每次内训课均是在对企业现况、核心需求、学员的工作难点深度理解的基础上定制式课件开发，内容针对性强；

落地化：可以解决企业实际的技术问题。企业可以拿实际遇到的产品设计，工艺开发等遇到的问题来进行实战演练，在学习中解决实际问题。确保学习的知识可以应用于实际工作问题的解决；

多元化：丰富的培训模式，采用课堂讲述、案例分析、互动练习、教练演示、现场问答等方式，让培训课堂有料，有趣，让学员沉浸式学习，快速掌握所学的知识和技能。

课程对象：

研发经理，工程经理，品质经理，研发工程师，工艺工程师，品质工程师等

课程大纲：

引言：DOE是什么？和我们有什么关系？为什么要学习DOE？

第一讲：了解工具——DOE与传统试验方法的对比

导入：DOE的含义与发展历程

一、试验设计的分类（两大传统试验方法与一个创新方法）

方法1：试错法

方法2：单因子法

方法3：DOE

对比：三种试验方法的比较

二、传统试验方法的缺点

缺点1：再现性低

缺点2：无因子交互作用的信息

缺点3：无法缩小试验规模

分享：DOE的常用术语

分析：选择因子水平的注意事项

三、DOE可以达成的目标

1. 设计对使用环境不敏感（即受环境的影响小）的产品

2. 改进产品品质、成本和性能指标

3. 降低总的开发周期

4. 提高新设计产品的工艺性

5. 确定、验证和优化制造过程的主要影响变量及其影响

分享：DOE在不同领域的用途及DOE的分类

四、DOE的使用要求

1. DOE的使用时机

时机1：为产品选择最合理的配方（原料及其含量）

时机2：提高老产品的产量和质量

时机3：对生产过程选择最合理的工艺参数

时机4：研制开发新产品

时机5：寻找最佳的生产条件

分析：DOE试验过程应避免的情况

2. DOE应遵循的三个原则

——分块，随机性，重复性

3. DOE的执行策略

五、DOE基本术语

——指标、因素、水平、主效应与交互作用

分析：如何选择和确定因子及水平

案例：DOE在制造型企业中的应用分享

第二讲：巧用方法——田口法（正交试验法）的操作

导入：正交试验法是什么？有什么优点？

一、正交试验法特点与工具运用

工具：正交试验表

1. 正交试验法的优点

优点1：均匀分散性

优点2：整齐可比性

2. 选用正交试验表的原则

原则1：列号数不少于因素个数，保证每个因素都有一个列号安排

原则2：水平个数相对应，因素的水平个数与列号中的水平个数对应

3. 指标的特性介绍

1）静态特性（望大，望小，望目）

2）动态特性

4. 如何使试验设计更加经济

方法1：偷工“加”料法

方法2：不要让列号为空

5. 填写正交试验表的步骤

第1步：根据指标确定其特性

第2步：挑因素，选水平，制定因素水平表

第3步：选正交表及表头设计

第4步：制定正交试验方案表

要点：找准主标特性，重复试验，找准合适的正交表

分享：不同的正交试验表填写方法

二、正交试验法的操作步骤

第一步：明确目的

第二步：选择指标

第三步：确认影响因素和水平

第四步：选择正交试验表

第五步：制定试验计划

第六步：实施试验，收集记录数据

第七步：整理和分析数据，确定最优因素组合

第八步：验证试验结果

要点：尽可能利用历史数据；谨慎选取水平；保证试验的仿真性；不要遗漏关键因素

三、正交试验法的实施与结果分析

1. 执行试验

第1步：按照正交试验表的分组进行样品的准备

第2步：按照计划进行试验

第3步：试验过程中记录试验的条件和结果

要点：测前评估，试验次序随机，记录过程状况，收集数据

2. 试验结果分析

导入1：几个关键名词（信噪比（S/N），最佳组合，最适组合）

导入2：不同指标特性的S/N计算公式

第1步：计算各试验S/N及Mean值

第2步：计算所有试验的平均 S/N 及 Mean值

第3步：计算每个因素各水平的S/N 及 Mean值

第4步：最佳组合的选择及结果推算

第5步：最适组合的选择及结果推算

要点：检查三大是否（试验异常情况；试验条件要求；指标特性和计算公式正确性）

四、验证试验结果

对分析的结果（参数组合）进行验证试验

分析：验证试验过程中的要点

分享：DOE的使用限制

案例：正交试验法案例分析

五、成功进行DOE的十个窍门

窍门1：选题画龙点睛 窍门2：充分掌握现况

窍门3：提升信息质量 窍门4：拟定有效目标

窍门5：试验循序渐进 窍门6：要因深入分析

窍门7：掌握母数因子 窍门8：两水平走极端

窍门9：多水平靠大边 窍门10：试验善加管理

讨论：结合十个窍门讨论在过往试验中遇到的问题，有哪些启发？

第三讲：善用工具——使用Minitab进行DOE数据分析

一、DOE常用工具软件介绍

——Minitab，JMP

对比：两个工具的优缺点

二、使用Minitab三步曲

第一步：根据问题选择工具

第二步：按照图标进行操作

第三步：解释数据作出决策

案例：运用具体案例使用Minitab进行实操讲解

分析：DOE在实操过程中存在的8个普遍问题及其解决方法

案例：其它行业的案例分享

实操：本企业案例实操分析

李老师

李健老师 研发体系与项目管理实战专家

20年研发管理实战经验

广东工业大学材料科学与工程硕士

美国项目管理协会PMP®认证

曾任：达瑞电子（上市）|研发总监

曾任：奥迪威传感（上市）|技术总监

曾任：新能德科技（全球新能源企业500强）|产品开发部资深经理

18项专利第一/第二发明人——超声波传感器、直流压电式风扇、一种带开关的防漏液的微孔雾化装置、一种注塑成型包布工艺以及产品外壳等

15+年企业培训讲师——擅于问题分析与解决、研发项目管理等课程，累计培养了100+位优秀储备人才，并获得企业金牌讲师荣誉。

擅长领域：研发体系管理、研发战略规划、研发项目管理、流程管理与优化、产品开发与设计、项目质量控制、研发人员培养、研发团队搭建等

李健老师一直深耕于研发一线，熟知企业研发全流程管理的一整套应用体系

☞ 明晓研发人员的选育用留及研发人员必备技能：

→ 统筹把关企业的研发人员招聘、岗位分配、绩效管理，累计引进了100+位优秀研发人员

→ 为企业引入自动化生产管理方式，协调人员与自动化的比重，成功提高生产效率提升20%+

☞ 熟稔企业从生产体系搭建到产品上市营销全流程的事项管理：

→ 主导了4家千余人规模企业从0到1搭建/优化研发体系，提高企业研发能力与效率

→ 善于剖析市场，抓准客户需求进行研发，成功主导研发了300+款产品（超10个品类）

☞ 拓展企业“走出去与引进来”并行的研发战略：

→ 曾与南京大学声学研究所等5家外部机构合作共同开发产品，明晰合作研发流程管理

→ 曾应邀出席了中国计量协会热能表工作委员会（国家质检总局批准成立）、国际传感器协会等机构举办的论坛活动发布公司研发产品的应用

实战经验：

李老师深耕在科技研发公司，其中12年任职于外企公司，曾主导企业0到1搭建/优化企业研发管理体系，带领数百人大团队开展公司项目，有丰富的项目管理与团队建设经验

01-主导科日超声电子从0到1建立产品模块化标准化（导入PLM管理系统，实施自动化、智能化生产项目等），并针对研发人员进行专业辅导，搭建技术中心知识库，带动企业更高效投入产品研发线。

成果：实现企业生产效率较之前提升20%，成功实现产品量产，并在量产同年实现3千万销售额。

02-组建新能德公司的MRD生产制造技术研发部门，并为研发部、工程部进行DOE课程培训，帮助企业建立跨部门IPD产品开发模式，实施SMT、电焊等工艺升级优化新产品开发流程。

成果：将公司研发团队由最初10+人拓展为100+人团队，通过优化流程将生产效率提升30%，顺利通过了摩托罗拉客户的现场审核，拿下订单。

03-主导达瑞电子从0到1搭建研发部门，完善公司项目管理流程制度，组织研发部门进行《研发项目管理与流程优化》培训，并主导公司和南京大学声学研究所合作创新行业内对耳套材料和结构设计进行系统研究，指导研发团队进行技术和产品开发项目攻关。

成果：带领团队一年内申请了15项专利（其中10项发明专利），建立了企业项目管理体系，通过技术培训，使新产品开发项目的平均开发周期由原先的10个月缩短到7个月。

产品实操经验：

李老师擅于分析时下市场趋势，曾多次针对新能源、汽车、传感器等多个行业客户，挖掘其市场需求，创新性挖掘新产品、新技术，累计平均每年管理50+个研发项目，并主导多个项目产品投入市场，为企业创收。

产品成果

注塑包布一体成型工艺首创行业内该类型产品，实现技术实现综合成本较传统手工贴合工艺低1/3左右，带领团队申请了10项专利（其中发明专利3项），并成功开发了头戴式二级头箍、手机后盖两个产品。

热量表用的超声波流量传感器首创国内该类型产品，并申请了3项国家专利（其中1项发明专利），投入市场使用后，实现年销售额达3000万，使当年新产品的销售额占比从10%提高到20%，在短短3年时间内从零开始到成为国内该产品市场的领导者。

新一代低压注塑封装锂离子电池产品平台成功首创国内新一代行业产品平台，实现产品通过了两家一线手机品牌厂商认可，并批量出货，实现产品年度营收超1000万

带消毒杀菌功能的加湿机研发全新产品品类，当年产品销售额突破1000万，2年累计接单金额达到2500万，为公司在消毒杀菌领域发展打下很好的技术基础。

主讲课程：

《试验设计（田口法）实操》

《卓越的项目管理实践与应用》

《研发管理体系全流程成功实践》

《优秀研发技术人才综合素养提升》

《基于实战的研发项目管理与流程优化》

《失效模式与影响分析（FMEA）应用实操训练营》

授课风格：

实战化：讲师具有多年研发管理经验和团队培训辅导经验，所讲内容为多年实践后的提炼总结，干货多，可以让学员学以致用；

定制化：每次课程均是在对企业现况、核心需求、学员结构深度理解的基础上定制式开发，内容针对性强；

落地化：学员根据学到的知识帮助企业识别目前存在的问题，并给出实际的解决方案，建立适合本企业的管理体系、工作流程和工作方法，解决企业实际问题；

多元化：采用课堂讲述、案例分析、互动练习、教练演示、现场模拟、头脑风暴、情景训练、现场问答等方式，让培训课堂有料，有趣，让学员沉浸式学习，快速掌握所学的知识和技能。

服务过的客户：

消费电子行业：三星视界，安费诺，天邦达科技，景欣泰，赛尔康，合元，卓尔悦，赛尔美，达瑞电子，科日超声电子，尚研电子……

汽车电子行业：首钢电装，德赛西威，均胜电子，奥迪威传感科技……

新能源行业：新能德科技，欣旺达电子，德赛，飞毛腿，冠宇，易事特，豪鹏科技，锂威能源……

制造行业：万和，万家乐，村田，沃德精密机械，金升阳科技，景旺电子，广西贵糖，玉柴动力，卡西欧电子，富泰科技，倍杰特科技，海鸥卫浴，爱立康，辉碧电子，卓茂仪器，隆辉科技，科士达电源……

通信行业：贵港电信，北海移动，常德移动，文山电信，肇庆智联通信……

部分客户评价：

李老师有很高的专业度，能够从实战角度出发，对研发项目管理中遇到的问题进行深入浅出的讲解，并有很多有用的案例帮助大家理解，解决了很多工作中遇到的疑惑问题，非常实用。

——达瑞电子研发部赵经理

我从事研发管理也有10年时间了，今天听了李老师的研发管理体系全流程成功实践这门课，感觉受益匪浅，第一次这么全面地了解和学习了有关研发管理的十大模块，为我将来的研发管理工作带来很大帮助，感觉未来的工作方向更清晰了。

——奥迪威技术中心张经理

李老师的FMEA培训不仅提供了行之有效操作方法，更重要的是改变了我们产品设计的思维模式。

——科日超声技术中心郭经理

我们之前做试验总是凭个人经验，用试错的方法反复去做，花费了很长时间却没得到想要的结果。今天学了李老师的DOE这门课程，感觉为自己打开了一扇科学试验的大门，眼前一下子亮堂了。将来有了科学的试验设计工具，可以更快，更有效地取得理想的试验结果。

——新能德工程部吴经理

今天听了优秀研发技术人才综合素养提升这门课程，让我了解了研发人员应该具备的9大素质，对我们未来招聘和考核研发人员，以及针对研发人员的特点进行更好的管理指明了方向。

——卓茂仪器研发技术部赵总监

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