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. -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 D（处理时间）/h 表1-1 (2) 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) (4) 按计划表完成试验并将试验结果填入表中。 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： 因子 水平 (a)强度主效应图A(热处理温度）℃550545540535B(升温时间）/min点类型角点中心均值5308205505455405355301.41.51.6505560840C（处理时间）/h8602.02.53.0D（恒温时间）/min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2.02.53.01.41.51.6505560560A(热处理温度）℃540A(热处理温度）℃820840860B(升温时间）/min2.02.53.0C（处理时间）/h1.41.51.6点类型角点中心角点点类型角点中心角点点类型角点中心角点520560B(升温时间）/min540520560C（处理时间）/h540520D（恒温时间）/min从(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。 这个值最大 强度MPa 的立方图（数据均值）中心点因子点531.5553.0550.2574.53526.8549.8549.0561.8543.3B(升温时间）/min528.3536.21.6522.52820860A(热处理温度）℃50D（恒温时间）/min60C（处理时间）/h536.51.4518.3549.1523.8548.3从(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860℃、处理时间、升温时间3min、恒温时间60min；即：当选择热热处理温度860℃、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) 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)2.365ABDBD因子ABCD名称A(热处理温度）℃B(升温时间）/minC（处理时间）/hD（恒温时间）/min项CADBCCDABAC01234(b)标准化效应567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。 (6) 作残差图，如图1-3所示。
DOE案例minitab实验设计
