doe五步法_DOE试验设计的五大步骤

DOE

试验设计的五大步骤

无论是在工程技术、

质量管理、

产品研发等方面，还是在近来热门的六西格玛领域，试

验设计

DOE

都是我们解决问题的好帮手，其应用可以说涵盖了包括机械、电子、化工、汽

车、烟草、医药、食品、银行、电信、物流等所有的行业。众所周知，各类高科技公司的产

品本身及其制造工艺千差万别，小到英特尔公司生产的

CPU

芯片，大到乔治亚宇航中心研

制的火箭系统。如果说这些产品之间有什么共同点的话，其中之一就是都采用了基于

JMP

统计软件的试验设计改进方案。

如果除去各行业的专业知识，

这些知名企业应用试验设计的

步骤也是类似的，基本上可以概括为五大步骤，即试验设计的五步曲。

第一步

确定问题

无论在什么企业中，都可能存在一些质量问题，它可以具体地量化为某个

KPI

指标不

能够达到我们事先规定的要求。

针对这样的问题，

一些简单的方法很可能无法解决，

这时我

们就会想到试验设计。

对于运用试验设计解决的问题，首先要定义好试验的目的，也就是解决一个什么样的

问题，问题的危害(即严重性)如何，是否有充足的理由来应用试验设计，等等。因为试验

设计虽然比盲目的试验分析节省了很多资源，

但毕竟还是要花费一定的资源才能进行的。

特

别是对于生产型企业，

试验设计的进行必然会打乱原有的生产稳定秩序，

所以确定试验目的

和试验的可行性是首要的任务。

随着试验目标的确定，

还必须明确地定义试验的指标和接受

的规格，这样试验设计才有推进的方向，试验的成功与否也有检验的度量尺度。

第二步

流程解析

很多人

(包括某些领导)常常会有一个误区：

那就是只将关注点放在结果上，

而忽略了

产生结果的那个流程。

其实任何一个问题的产生，

都有它的原因，

特性的欠缺、

良率的波动、

周期的变化等等都有这个特点。从本质上讲，真正的原因一定存在于产生问题的流程当中。

有很多的方式来解析流程，

但有一点必须做到，

那就是尽可能详尽地列出可能的因素。

其实

对于流程的剖析和认识，

就是我们了解问题的开始，

因为并不是每个人都能掌握好我们所关

注的问题及其流程的。

第三步

筛选试验

流程解析的输出是使我们能够了解问题的可能因素在哪里，虽然不能确定哪个是重要

的，

但至少可以确定一个总的方向。

但是如果我们逐一仔细调查，

对于一些微小的影响因素

也进行全面试验分析，无疑形成了一种浪费，而且还可能导致试验的误差。

这时，对可能的因素进行筛选就显得十分必要。虽然不需要确认交互作用、高阶效应等专

业问题，

但需要确认哪个因素的影响是显著的。

可以使用一些低分解率的两水平试验或者一

系列专门的筛选试验

(如下图所示)

来完成这个任务，

这样的试验成本会尽可能地达到最小。

而且，

对于这一步任务的完成，

可以应用一些历史数据，

或者完全可靠的经验理论分析，来

减少试验因子。筛选因素的结果，使得我们掌握了影响指标的主要因素，这一步尤为关键。

而在现实中，

这样的结果却往往是通过纯粹的经验主义，

甚至是得过且过、

不求甚解的态度

得出的。

第四步

析因试验

在筛选试验时不强调因素间的交互作用等影响，

但给出了主要的影响因素，

这时主要因

素的数量不会太多，可以进一步度量因素的主效应和交互作用。

析因试验主要选择各因素构造的几何体的顶点来完成

(如上图所示)

。

这样的试验构造，

可

以帮助我们确定对于指标的影响：

是否存在主效应或者哪些主效应是显著的，

是否存在交互

作用或者哪些交互作用是显著的，

试验的最终是通过方差分析来检定这些效应是否显著，

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