基于Minitab的DOE试验设计全解析

上文说到了试验设计DOE 很多基本概念，也知道DOE与概率统计学有着千丝万缕的联系，同时，这门手艺也是十分实用的。但是，我并不想引入复杂的数学公式或者数学模型，顺便说一句，本人看到复杂的公式和满满一纸的演算过程，心里就只剩下一种念头：“合上书，准备睡觉吧！”。 感谢世界上那些无数的大牛，创造了多达几百种的统计类的软件，比如SPSS、Minitab 、R、SAS、Matlab、甚至Excel等等。SPSS通常是文科生在用，通常不强调有很多的统计数理知识基础，甚至，你从它的旧名字就可以看出来这个端倪，Statistical Package for the Social Sciences，即“社会科学统计软件包”，因此，我辈堂堂汽车行业工程师自然不屑用这个了。SAS和SPSS都是全球三大专业统计软件之一，非常通用于银行、证券、保险以及政府等等。而R和Matlab常见于科研院校等，通常是数学大拿的最爱， R语言还是开源免费的，反正，工程师都不太喜欢了。铺垫够多了，还是隆重推荐这个系列文章的主角---Minitab吧，这个软件有很多好处：

1.与Excel完美兼容，意味着很多工程师用Excel录入的原始数据很轻松的可以被Minitab使用，不错哦。

2.简单易学，对统计基础要求低，贴近汽车行业实际需求，也是六西格玛管理中使用的最多的软件，DOE模块功能足够强大。

3.R15之后有中文简体版，培训文档较常见，看起来不费劲。而且，很容易下载试用版。

4.能画出很多漂亮的曲线，出个高大上的图文并茂的报告不再遥远，升职加薪在向你招手哦。

因此，本系列都以Minitab为蓝本来解释，有兴趣的话，下载一个吧。并不复杂，看看那中文教程入门不是大问题。下面，我就用最简单的两因子两水平的例子来认识如何计算主效应和交互效应。

作为资深的信奉炒黄豆补脑的吃货，我积攒了丰富的干炒黄豆的经验，今天决定以十余年的炒黄豆为例子以飨各位食客。想必各位食客都知道，黄豆以被炒至微微炸开外壳，使得外面的盐或者佐料渗入黄豆自身，则色香味俱全。火候过来或者时间过长，则外表发黑，食之发苦。如果火候不到或者时间过短，则味道发涩。此乃食豆之道也。

咽口口水，好了，我们的炒黄豆的响应output出来了，也就是黄豆炸开的百分比。而两个因子就是炉子的大小火，还有炒的时间的长短。不要问我，大火是多大，你就理解成大火是煤气灶拧到最大，小火拧到一半之类的吧。Just for fun！也就是同样多的黄豆2X2总共炒四次，无非分别是火小加时间短、火大时间长等。Let’s 炒起来！炒完了，您就费点事，数下多少个黄豆炸开了。

假设，结果如下：

黄豆炸开率

火小

火大

时间短

71%

79%

时间长

81%

89%

输入到Minitab大概会是这个样子，我随手输进去的，其中1，2可以改成其他数据，比如1，-1等等。对计算效应并无影响。

我们该如何知道火力大小对黄豆炸开率的效应呢？那就在相同的小火力情况下，计算时间长短带来的平均值，也就是，（71+81）/ 2 = 76. 同样在相同的大火力情况下，计算时间长短带来的平均值，也就是， （79+89）/2= 84， 这两个数字说明什么呢？ 不管时间长短是多少， 火大的时候的黄豆炸开率84就是比火小的时候76要高。我们认为这个数字的变化完全是因为火力的因子的影响，因此，因子火力的主效应main effect就是84-76=8。

同理，我们也可以计算时间的主效应是10。好了，我们用Minitab来搞定这件事情吧。因为是DOE系列的第一篇用Minitab，所以我将贴几个菜单过程。截图都来自R15。也都是最简单的操作。

接下来：

你以为这样就结束了吗？当然还没有，点击此处阅读原文

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