经典DOE弹射器案例
纸弹射器的制作方法
纸弹射器的制作方法
纸弹射器的制作方法如下：
1. 准备一张A4纸。
2. 将A4纸沿长边卷成2厘米左右的直筒，然后放在一边。
3. 取另一张A4纸，卷成一个大约厘米宽的纸筒，然后左右对折裁开一半，只使用半张纸。
将这半张纸卷成1厘米的直卷，卷的时候一定要卷紧一点。
4. 将两个纸筒放在一旁待用。
5. 取第三张A4纸，将其左右对折，然后展开，用手按住折痕，用力压一下，压出折痕。
6. 将压好折痕的A4纸再次对折，然后展开，用剪刀沿着折痕剪开，得到两个对称的三角形纸片。
7. 将其中一个三角形纸片放在一旁待用，将另一个三角形纸片的锐角向下折，然后再将钝角向上折，使纸片形成锥形。
8. 将纸弹放入锥形纸片中，然后用步骤2中卷好的纸筒将锥形纸片套住，将纸弹顶在纸筒的一端。
9. 将步骤4中卷好的纸筒与步骤3中卷好的纸筒连接在一起，形成一个发
射管。
10. 将发射管的一端对准目标，用力向下按压发射管，使纸弹从发射管中射出，击中目标。
完成以上步骤后，您就完成了一个简单的纸弹射器的制作。
您可以根据需要进行调整和改进，例如改变纸弹的大小、增加尾翼等，以提高射击精度和射程。
DOE基本知识090628
DOE系列－初识DOE其实，DOE对中国人来说，也不是一个完全崭新的内容。
早在新中国成立初期，华罗庚教授就在我国农业、工业领域大力倡导与普及DOE，只是当时他运用的是另一个名词--优选法。
七十年代末，方开泰教授和王元院士又提出了著名的"均匀设计"法，这一方法在我国航空航天事业中的导弹设计中取得了巨大成效。
与此同时，"均匀设计"法也在全球研究DOE理论的学术界得到了高度赞誉。
但是，在将DOE的先进理念和科技方法向各行各业转移，向一般技术人员转移，并转换为高效生产力的道路上，我们的进展还很有限。
通过"DOE系列之一"我们已经知道：DOE与人们的生活及工作密切相关，在专业六西格玛统计分析软件JMP的帮助下，掌握DOE也不再是一件难事。
从本质上讲，DOE是这样一门科学：研究如何以最有效的方式安排试验，通过对试验结果的分析以获取最大信息。
所以，DOE有两大技术支柱：试验规划和分析方法。
其中，试验规划又可以分为均分设计、因子设计、响应面设计等，分析方法又可以分为极差分析、方差分析、多元回归分析等。
虽然DOE的理论体系中涉及统计分析的专业词汇很多，但为便于读者理解，本文包括后续的系列文章将尽量避免过多地涉及统计分析的基本概念，而是将以"解决问题的思路"为导向，由浅入深地向读者介绍DOE的理论体系和应用过程。
另外，感谢当代高速发展的计算机技术，我们可以借助六西格玛统计分析软件JMP来实现上述所有的试验设计方案，顺便提一下，JMP是目前唯一能实现上述所有试验设计方案的六西格玛统计分析软件，而且已经面向大中华地区推出中英文双语版软件。
一般的实际问题都是纷繁复杂、千变万化的，但是透过现象看本质，所有实际问题的共同点也可以通过统一的模抽象概括。
图一就是一个高度简化的过程模型，其中，，… 是我们关心的输出变量，例如质量指标、生产能力和成本等，通常被称为"响应变量"（Response ）；，，…，是我们在工作中可以加以控制的输入变量，例如人员、设备、原材料、操作方法和环境等，通常被称为"可控因子"（Factor），它们可以是连续型数据，也可以是离散型数据；中间的"黑匣子"是"过程"（Pro cess），在前两者之间起着衔接转换的作用，它与不同行业、不同产品、不同技术密切相关，但整体都可以用的数学模型来表示。
DOE分析和优化
影响弹射距离Y的 显著因子： P≤0.05 A-橡皮筋 F-底座角度
所靠量的因子*6个 及其二阶交互作用 可解释变异的能力: R-Sq=99.96%
Pg 6
Step2：模型简化
P ar et o C ha rt of t he S t an dard i ze d Ef fec ts
(response is Y bar, Alpha = .05) 3.18 A F C D AF
(response is Y bar, Alpha = .05)
99 Effect Type Not Significant Significant
Factor A B C D E F Name 橡皮筋 投掷球 固定臂位置 投射臂位置 投射仓位置 底座角度
95 90 80 70 60 50 40 30 20 10 5 AF A3 0.01598 -0.01612 0.01598 -1.01 1.28825 0.64413 0.01598 40.31 -0.05475 -0.02738 0.01598 -1.71 0.43275 0.21637 0.01598 13.54 0.37475 0.18737 0.01598 11.72 0.16025 0.08013 0.01598 5.01
A
1
0
10
20
30
40
Standardized Effect
Pg 7
Estimated Effects and Coefficients for Y bar (coded units) Term P Constant 101.72 0.000 Block 0.387 橡皮筋 0.000 投掷球 0.185 固定臂位置 0.001 投射臂位置 0.001 投射仓位置 0.015 底座角度 0.000 橡皮筋*投掷球 0.106 Effect Coef SE Coef T
DOE设计——田口优化
DOE实验设计(田口方法)▲设计思想现代企业已经充分意识到了品质管理的重要性，不少成功企业已将品质管理（QC）很好的融入到了产品研发及生产的各个阶段。
众所周知，品质管理包括离线品管和线上品管两个部分。
离线品管活动发生在产品和制程的设计阶段。
DOE实验设计中的田口方法是一种统计方法，利用该方法可以简化或是删除许多统计设计工作。
英瑞奇特推出此课程，旨在向您讲述如何将各项实验方法运用于产品和制程设计中，以便更有效的降低杂音因素的敏感影响，减少过程中各项的变差，从而使产品及制程设计臻于完美。
一、田口方法的涵义随着市场竞争的日趋激烈，企业只有牢牢把握市场需求，用较短的时间开发出低成本、高质量的产品，才能在竞争中立于不败之地。
在众多的产品开发方法中，田口方法不失为提高产品质量，促进技术创新，增强企业竞争力的理想方法。
田口方法是日本田口玄一博士创立的，其核心内容被日本视为“国宝”。
日本和欧美等发达国家和地区，尽管拥有先进的设备和优质原材料，仍然严把质量关，应用田口方法创造出了许多世界知名品牌。
田口方法是一种低成本、高效益的质量工程方法，它强调产品质量的提高不是通过检验，而是通过设计。
其基本思想是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰，这些因素包括环境湿度、材料老化、制造误差、零件间的波动等等。
田口方法不仅提倡充分利用廉价的元件来设计和制造出高品质的产品，而且使用先进的试验技术来降低设计试验费用，这也正是田口方法对传统思想的革命性改变．为企业增加效益指出了一个新方向。
田口方法的目的在于，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。
田口方法认为，产品开发的效益可用企业内部效益和社会损失来衡量．企业内部效益体现在功能相同条件下的低成本，社会效益则以产品进人消费领域后给人们带来的影响作为衡量指标。
第19课DOE在现代镜头设计中的应用
第19课：DOE在现代镜头设计中的应用在本课中，我们将重新设计一个5片镜片的镜头，然后在某处添加衍射光学元件（DOE），查看是否可以改善其性能。
通过MDS对话框中的定义选项将创建一个MACro，它将运行DSEARCH命令，并填充所有数据。
该设计将输入F/3.5，半视场角为25度，孔径为12毫米。
我们选择使用SPECIAL AANT代码来控制后焦，这样可以使后焦长度大于22毫米。
我们还要求主光线角度不能过大。
当我们单击OK按钮时，程序会加载我们的MACRO。
我们在顶部添加了CORE16指令，以加快我们的8核超线程PC 的速度，并指定一个长延迟（因此它不会要求中止其他内核，这可能需要更长时间）和一个数量为6的网格（因为非球面和DOE会导致高阶孔径像差）。
CORE16DSEARCH1QUIETSYSTEMID5-ELEMENT LENS FOR DOE STUDYOBB02512WAVL0.65630.58760.4861UNITS MMENDGOALSELEMENTS5FNUM3.5BACK00TOTL00STOP MIDDLESTOP FREERSTART50100200400RT0.5FOV0.0.4.6.851FWT5.03.0333NPASS100DELAY9999NGRID6ANNEAL20020QCOLORS3SNAPSHOT10QUICK40100ENDSPECIAL PANTENDSPECIAL AANTACA60.11ADT6.11M0.01A P HH1LLL2211A BACKLUL25011A TOTLENDGO我们要设计DOE曲面，需要选择五个视场进行校正。
我们还为每种情况的曲率半径指定了四个不同的起始值，依次进行研究。
请记住，即使对初始条件进行少量更改也可能将DSEARCH发送到镜头设计树的不同分支，这将使搜索的案例数量增加四倍。
我们运行这个MACro并且看到从DSEARCH返回的最好镜头，并不能满足我们的要求。
DOE案例经典
6 2 1 2 2 1 2 1 Y6
7 2 2 1 1 2 2 1 Y7
8 2 2 1 2 1 1 2 Y8
a
9
田口试验
L8直交表
A B CDE
石 粗 蜡蜡加 A B C DE F G灰 细 石 石 料
石 度 量种量
量
类
FG 浪长 费石 回量 收
1 23 45671 2 3 4 5
67
1 1 1 1 1 1 1 1 5 粗 43 现 1300 0
7因子，2水平共须做:128次实验。 13因子，3水平就必须做了1,594,323次实验，如果每个实验 花3分钟，每天8小时，一年250个工作天，共须做40年的时 间。
a
7
田口试验
正交表(Orthogonal Array)
3.直交表(正交表)
直交表用于实验计划，它的建构，允许每一个因 素的效果，可以在数学上，独立予以评估。
6 A2 B2 C2 D2 E2 F1
7 A2 B2 C2 D2 E2 F2
8 A2 B2 C2 D2 E2 F2
a
田口试验
G
实验结 果
G1 1
G1 2
G1 3
G1 4
G1 5
G1 6
G1 7
G2 8
6
全因子实验法
田口试验
2.全因子实验法:
这种实验方法，所有可能的组合都必须加以 深究。 但相当耗费时间、金钱，例如
0
7 2 2 1 1 2 2 1 1 细 43 现 1200 4
0
8 2 2 1 2 1 1 2 1 细 43 新 1300 0
5
a
每百件尺寸 缺陷数
51
16
弹射器弹射距离DOE项目课件
弹簧、气瓶或液压系统的性能，如储能密度、响 应时间等，对弹射距离有较大影响。
实验设计考虑因素
实验目的
明确实验目的，确定需要测量的参数和指标 ，如弹射距离、弹丸速度、精度等。
实验条件
确保实验条件的一致性，控制环境因素和其 他干扰因素。
实验操作
确保实验操作的规范性和准确性，避免人为 误差和操作失误。
实验数据收集
收集所有实验数据，包括弹射器类型、弹射距离、实 验条件等。
数据清洗与整理
对数据进行清洗和整理，去除异常值和缺失值，确保 数据准确性和完整性。
数据分析方法
采用合适的统计分析方法，如均值、中位数、方差等 ，对数据进行描述性分析。
结果预测与优化
ห้องสมุดไป่ตู้
预测模型建立
基于实验数据，建立预测模型，预测不同条件下的弹射距离。
将实验分为多个组，每组包含不同水平的实验因子，以探究各因子对实验结果的影响。
详细描述
拉丁方阵设计是一种实验设计方法，它将实验分为多个组，每组包含不同水平的实验因 子。通过比较不同组的结果，可以了解各个因素对实验结果的影响。这种方法可以有效
地利用实验资源，并减少实验误差。
数据分析与解释
04
实验结果分析
弹射器弹射距离DOE项 目课件
目录
• 引言 • 弹射器原理 • DOE实验设计 • 数据分析与解释 • 结论与建议 • 参考文献
引言
01
项目背景
弹射器在军事、民用领域有广 泛应用，如飞机弹射起飞、船 舶救生等。
弹射距离是评价弹射器性能的 重要指标，直接影响使用效果 。
传统弹射器存在弹射距离短、 精度低等问题，不能满足现代 战争和民用领域的需求。
注塑正交试验(DOE)案例表
试验方案号：□1■2□3 □ 4 □ 5 □ 6 □7 □8□ 9 □
shu
试 因素代号
A
B
C
D
E
验 因素名称 注射温度 数参
冷却时间
注射压力
保压压力
位级量值 195 （℃） 35 （Min）
55
（Mpa） 50
（Mpa）
设定参数
212
35
72
55
过显示
试验成本目标：人民币
元
A
B
C
D
E
试验因素
注射温度（℃）
冷却时间 （M i n ）
注射压力 （Mpa）
保压压力 （Mpa）
试
1
235
验
2
195
位
3
215
4 级
5
沟通联系人：
35
55
50
25
75
60
45
95
70
日期：
注：以上为委托方填写
试验部门：注塑车间
小组：*********
试验日期：起始： 6 月 12 日 结束： 6 月 12 日
（M i n）
C 注射压力
55
（Mpa）
设定参数 215
25
过显示
程
218
27
记 Mia*
录显示
212
23
Miin
测 样件号
1
量
记 原始记录 4.2
4.5 4.5
录
平均值
4.4
KJ/m2
55 58 53
4.3 4.5
D
E
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-0.03875 -0.01938 0.31325 0.08475 0.15663 0.04238
删除P值较大的两 项交互作用
投掷球*投掷臂位置
0.01175
0.00588
0.01888
0.31 0.808
Analysis of Variance for y (coded units) Source Blocks Main Effects 2-Way Interactions Residual Error Total DF 1 6 7 1 15 Seq SS 0.0042 13.6453 0.6794 0.0057 14.3346 Adj SS 0.0042 13.6453 0.6794 0.0057 Adj MS 0.00416 F P
投射器底座位置-C 投射臂位置-C 固定臂位置-C 投射仓位置-C
环境-U 过
投射距离和散布
程
2
DOE计划 对弹射距离的有影响的因素分析如下：
X2-投掷球 X1-橡皮筋
1
-1 X5-投射仓位置 1
X3-固定臂位置
1
-1
-1
X4-投射臂位置
X6-底座角度
1
3
-1
DOE计划
□ 试验影响因素分析 试验的影响因素主要包括的影响因素及水平如下：
Analysis of Variance for y (coded units) Source Blocks Main Effects 2-Way Interactions Residual Error Total DF 1 6 5 3 15 Seq SS 0.0042 13.6453 0.6729 0.0123 14.3346 Adj SS 0.0042 13.6453 0.6729 0.0123 Adj MS 0.00416 F 1.02 P 0.387 0.000 0.008
9
DOE试验 采用在8次筛选试验基础上追加8次试验的试验方法，试验布 置和结果如下：
6 8 2 1 5 7 3 4 14 16 10 9 13 15 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 1 1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1.5 3.65 2.42 1.53 0.7 1.3 0.32 1.4 1.16 0.36 0.86 1.59 2.38 1.65 3.5 1.6 1.55 3.73 2.41 1.53 0.7 1.3 0.3 1.39 1.19 0.35 0.86 1.54 2.44 1.62 3.43 1.62 1.56 3.8 2.42 1.53 0.7 1.31 0.29 1.39 1.2 0.3 0.86 1.5 2.46 1.64 3.48 1.64 1.5 3.5 2.46 1.53 0.7 1.31 0.3 1.39 1.22 0.3 0.87 1.57 2.48 1.64 3.47 1.64 1.44 3.87 2.42 1.53 0.71 1.3 0.3 1.39 1.23 0.3 0.87 1.55 2.56 1.64 3.46 1.64 1.51 3.71 2.426 1.53 0.702 1.304 0.302 1.392 1.2 0.322 0.864 1.55 2.464 1.638 3.468 1.628
ò Ò Ó × X1-Ï ð Æ ¤î ½ X2£ Í ¶ Ö À Ç ò X3-¸ Ì ¶ ¨Û ±Î » Ö Ã X4-Í ¶ É ä ± Û Î » Ö Ã X5-Í ¶ É ä ² Ö Î » Ö Ã X6-µ ×ù ×½ Ç ¶ È
4
® Ë ½ Æ -1 · Ï ¡ Ð Í µ Í µ Í µ ¡ Ð 1 Ö ´ ó ´ ß · ß · ß · ó ´
5
筛选试验 一、筛选试验
首先进行8次的筛选试验，以筛选重要因素，试验数据和结 果如下：
StdOrd RunOrd 固定臂 投掷臂 投射仓 底座角 er er Blocks 橡皮筋 投掷球 位置 位置 位置 度 6 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 8 2 1 1 1 1 1 1 1 2 3 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 4 1 -1 -1 -1 1 1 1 5 5 1 -1 -1 1 1 -1 -1 7 6 1 -1 1 1 -1 -1 1 3 7 1 -1 1 -1 -1 1 -1 4 8 1 1 1 -1 1 -1 -1 Y1 1.5 3.65 2.42 1.53 0.7 1.3 0.32 1.4 Y2 1.55 3.73 2.41 1.53 0.7 1.3 0.3 1.39 Y3 1.56 3.8 2.42 1.53 0.7 1.31 0.29 1.39 Y4 1.5 3.5 2.46 1.53 0.7 1.31 0.3 1.39 Y5 1.44 3.87 2.42 1.53 0.71 1.3 0.3 1.39 Y均值 1.51 3.71 2.426 1.53 0.702 1.304 0.302 1.392
(response is y, Alpha = .10) A: B: C: D: E: F: 橡 投 固 投 投 底 皮 掷 定 掷 射 座 筋 球 臂 臂 仓 角
A F C D AF AD E AC BC AB B
位 置 位 置 位 置 度
0
10
20
30
40
13
DOE分析 试验影响因素方差分析
Estimated Effects and Coefficients for y (coded units) Term Constant Block
1.28825 -0.05475 0.43275 0.37475 0.16025 1.18125 0.07325 0.14675 0.18975 0.31325 0.08475
0.64412 -0.02737 0.21637 0.18738 0.08012 0.59062 0.03663 0.07337 0.09488 0.15663 0.04238
0.5
1.0
7
筛选试验 筛选试验影响因素方差分析
Estimated Effects and Coefficients for y Term Effect Coef Constant 1.60950 橡皮筋 1.30000 0.65000 投掷球 0.13500 0.06750 固定臂位置 0.39400 0.19700 投掷臂位置 0.44800 0.22400 投射仓位置 0.30700 0.15350 底座角度 1.26600 0.63300 橡皮筋*底座角度 0.35100 0.17550 Analysis of Variance for y (coded units) Source DF Seq SS Main Effects 6 7.5223 2-Way Interactions 1 0.2464 Residual Error 0 0.0000 Total 7 7.7687 (coded units)
6
筛选试验 筛选试验影响因素的排列图
Pareto Chart of the Effects
(response is y, Alpha = .10) A: B: C: D: E: F: 橡 投 固 投 投 底 皮 掷 定 掷 掷 座 筋 球 臂 臂 仓 角
A
F
位 置 位 置 位 置 度
D
C
AF
E
B
0.0
筋 球 臂 臂 仓 角
位 置 位 置 位 置 度
0
10
20
30
11
DOE分析 试验影响因素方差分析
Estimated Effects and Coefficients for y (coded units) Term Constant Effect Coef 1.62563 SE Coef 0.01888 T P 86.13 0.007
0.73 0.550
பைடு நூலகம்
2.27422 398.97 0.038 0.09706 17.03 0.185 0.00570
主因素和两因素交互作用的P值均已出 现，主交互因素的P值显著，二因素交 互作用的P值不显著。需要删除不显著 的交互作用。
12
DOE分析 删除两项交互后的排列图
Pareto Chart of the Standardized Effects
T 101.72 -1.01 40.31 -1.71 13.54 11.72 5.01 36.96 2.29 4.59 5.94 9.80 2.65
P 0.000 0.387 0.000 0.185 0.001 0.001 0.015 0.000 0.106 0.019 0.010 0.002 0.077
Block
橡皮筋 投掷球 固定臂位置 投掷臂位置 投掷仓位置 底座角度 橡皮筋*投掷球 橡皮筋*固定臂位置 橡皮筋*投掷臂位置 橡皮筋*投掷仓位置 橡皮筋*底座角度 投掷球*固定臂位置 1.28825
-0.01613
0.64412
0.01888
0.01888 0.01888 0.01888 0.01888 0.01888 0.01888 0.01888 0.01888 0.01888 0.01888 0.01888 0.01888
-0.85 0.550