情境
你用田口法做了 DOE,確認了料溫和射速是最重要的兩個因子。下一個問題是:料溫設多少、射速設多少,能讓製品強度最高同時縮水最小?田口法給你的是「哪個水準比較好」,但不是精確的最佳值。
這就是 RSM 要解決的問題。
RSM 是什麼
RSM(Response Surface Methodology,反應曲面法)一系列統計和數學方法,用來:
結果是一個曲面圖,顯示在不同 X 組合下 Y 的預測值,讓你找到「最高峰」(最大化)或「最低谷」(最小化)。
常用 RSM 設計
Central Composite Design(CCD,中心合成設計)最常用的 RSM 設計。在全因子設計的基礎上,加入中心點和星形點,能估計二次項(彎曲效應)。
適合:已知重要因子 2-5 個,要找精確最佳值
Box-Behnken Design(BBB)不包含全因子的角點,實驗效率高。
適合:因子水準組合有物理限制(如兩個因子都設最高值會損壞設備)
RSM 的三階段使用邏輯
Stage 1(篩選): Fractional Factorial 或田口法→ 目標:從 10 個因子中找出 3-4 個重要因子
Stage 2(陡升法 Path of Steepest Ascent):→ 從當前操作點出發,沿著改善最快的方向移動,快速接近最佳區域
Stage 3(RSM 精確優化):→ 在最佳區域附近做 CCD 或 Box-Behnken
→ 建立二次模型,找到精確最佳值
解讀等高線圖(Contour Plot)
RSM 的主要輸出是等高線圖:
多目標優化(Desirability Function)
真實製程通常有多個輸出(如:強度要最高,縮水要最小,成型週期要最短)。
Desirability Function(滿意度函數) 把多個目標合併成一個 0-1 的綜合指標,1 = 所有目標都達到,0 = 至少一個目標完全不達標。軟體會找到讓綜合滿意度最大的 X 組合。
什麼時候用 RSM
金句
「田口法告訴你往哪個方向走,RSM 告訴你走到哪裡停——兩個一起用,你才能找到真正的甜蜜點。」