六西格瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

Thepurposeofanexperimentistobetterunderstandtherealworld,nottounderstandtheexperimentaldata.進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的是為了更好的了解真實(shí)的世界，而不是了解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。WilliamDiamondIBM-已退休的統(tǒng)計(jì)員結(jié)束對(duì)本章的學(xué)習(xí)后，學(xué)員將能夠：解釋什么是DOE理解為什么使用DOE解釋一些DOE的術(shù)語描述DOE的基本步驟描述有效實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一些阻礙了解OFAT實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的局限性學(xué)習(xí)目的試驗(yàn)設(shè)計(jì)通過有目的地改變一個(gè)流程(或活動(dòng))的輸入變量(因子)，以觀察輸出變量(響應(yīng)量)的相應(yīng)變化。它是一種科學(xué)的方法，使研究者更好地了解一個(gè)流程并確定輸入(因子)是如何影響輸出(響應(yīng)量)。什么是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品或流程因子(可控制的變量)X1X2:Xn響應(yīng)變量(可測(cè)量的輸出)Y噪音(非可控制變量)

~NID(0,2)^Y=Y+^什么是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)是識(shí)別關(guān)鍵輸入因子的最有效方法。試驗(yàn)設(shè)計(jì)是幫助我們了解輸入因子和響應(yīng)變量關(guān)系的最高效途徑。試驗(yàn)設(shè)計(jì)是建立響應(yīng)變量與輸入因子之間的數(shù)學(xué)關(guān)系模型的方法。試驗(yàn)設(shè)計(jì)是確定優(yōu)化輸出并減少成本的輸入設(shè)定值的途徑。試驗(yàn)設(shè)計(jì)是設(shè)定公差的科學(xué)方法。為什么使用試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的益處如下:改善流程績(jī)效水平；降低成本；縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間和生產(chǎn)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的益處基本術(shù)語響應(yīng)變量：所關(guān)注的可測(cè)量的輸出結(jié)果，如良率、強(qiáng)度等。因子：可控的變量，通過有意的變動(dòng)，可確定其對(duì)響應(yīng)變量的影響，

如溫度、時(shí)間等。水平：因子的取值或設(shè)定，如： 舉例： 時(shí)間因子的水平1＝2小時(shí) 時(shí)間因子的水平2＝3小時(shí)處理：某次實(shí)驗(yàn)的整套因子 舉例： 處理1：時(shí)間＝2小時(shí)，溫度＝175℃

處理2：時(shí)間＝3小時(shí)，溫度＝225℃基本術(shù)語重復(fù)：指在不重新組合實(shí)驗(yàn)設(shè)定的情況下，連續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)。復(fù)制：意謂每個(gè)數(shù)據(jù)值在重新設(shè)定測(cè)試組合之后收集。隨機(jī)化：適當(dāng)安排實(shí)驗(yàn)次序，使每個(gè)實(shí)施被選出的機(jī)會(huì)都相等。陳述問題設(shè)立目標(biāo)確定輸出變量識(shí)別輸入因子(可控因子/噪聲因子)選定每個(gè)因子的水平選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型計(jì)劃并為實(shí)施實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備實(shí)施實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論必要時(shí)進(jìn)行確認(rèn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟盡量使用連續(xù)數(shù)據(jù)作輸出變量連續(xù)數(shù)據(jù)提供更多的信息計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)需要大樣本量盡量使用可精確，穩(wěn)定測(cè)量的輸出變量步驟3：確定響應(yīng)變量通?？赏ㄟ^以下工具識(shí)別輸入因子:魚骨圖因果矩陣潛在失效模式及效果分析

步驟4：識(shí)別輸入因子可控(控制)因子是我們?cè)诠ば虻恼２僮鲿r(shí)能設(shè)定并且維持在期望水平的因子。噪音因子是在正常的操作期間變化的因子，而且我們不能夠控制它們；或者我們寧愿不控制它們，因?yàn)檫@么做會(huì)很昂貴。可控因子與噪聲因子因子水平可以是定量的，也可是定性的。定量舉例溫度：100℃和120℃壓力：20psi

和25psi

旋轉(zhuǎn)度：3000RPMvs.3500RPM定性舉例機(jī)器A和機(jī)器B曲線A、B、C材料類型：新和舊步驟5:選擇輸入因子的水平因子水平的選擇是基于實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。目?biāo)1:從大量的變量中確定出重要的少數(shù)輸入因子（篩選）將當(dāng)前能力的極限值設(shè)定為“大膽”水準(zhǔn)；目標(biāo)2:了解因素關(guān)系及交互作用一旦確定重要的輸入因子，通過減小水平間距來確定輸入因子間的交互作用目標(biāo)3:確定一組輸入變量的操作窗口（流程最優(yōu)化）水平設(shè)定進(jìn)一步接近步驟5:選擇輸入因子的水平

實(shí)驗(yàn)的常用類型目的可控因子個(gè)數(shù)全因子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)提供最好結(jié)果的因子和水平建立數(shù)學(xué)模型(可評(píng)價(jià)所有交互作用)4或更少部分因子實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)提供最好結(jié)果的因子和水平建立數(shù)學(xué)模型(評(píng)價(jià)部分交互作用)5個(gè)或更多步驟6：選擇DOE類型

實(shí)驗(yàn)的常用類型目的可控因子個(gè)數(shù)篩選實(shí)驗(yàn)通過測(cè)試大量的因子來發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵的因子(不評(píng)價(jià)交互作用)7個(gè)或更多響應(yīng)曲面法最優(yōu)化當(dāng)存在非線性影響時(shí)建立數(shù)學(xué)模型（經(jīng)常使用向應(yīng)面方法）3或更多步驟6：選擇DOE類型步驟7：實(shí)施實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃實(shí)施實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃應(yīng)解決以下問題:費(fèi)用如何？我們已經(jīng)與內(nèi)部客戶討論過嗎？需要多長(zhǎng)時(shí)間？有必要做試運(yùn)行嗎？我們需要提案及許可嗎？誰來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？步驟8和9：實(shí)施實(shí)驗(yàn),獲取數(shù)據(jù)并分析數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)確認(rèn)數(shù)據(jù)收集與數(shù)據(jù)值確認(rèn)特別情況不會(huì)產(chǎn)生影響用Minitab分析數(shù)據(jù)我們將在接下來的課程里講解實(shí)施實(shí)驗(yàn)的阻礙問題不清目標(biāo)不明集體討論不充分實(shí)驗(yàn)結(jié)果不清實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)費(fèi)用過高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)耗時(shí)過長(zhǎng)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)策略缺乏理解實(shí)驗(yàn)初期缺乏信心缺乏管理支持過于迫切的需要結(jié)果缺乏足夠的指導(dǎo)/支持通常固定所有其他因子不變，而只變動(dòng)一個(gè)因子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；然后變動(dòng)第二個(gè)因子(固定其他因子)，以此類推。這樣確定的“最優(yōu)點(diǎn)”常常有誤導(dǎo)性。單次單因子（OFAT）方法因子B因子A關(guān)注區(qū)域單因子實(shí)驗(yàn)vs

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟1因子A因子B保持因子B不變，就因子A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)估的最大反應(yīng)量單因子實(shí)驗(yàn)vs

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟1步驟2因子