DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)五步曲
實(shí)踐證明,DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)是我們解決問題的好幫手,其應(yīng)用可以說涵蓋了包括機(jī)械、電子、化工、汽車、煙草、醫(yī)藥、食品、銀行、電信、物流等所有的行業(yè)。基本上可以概括為五大步驟:

第一步 確定問題
無論在什么企業(yè)中,都可能存在一些質(zhì)量問題,它可以具體地量化為某個(gè)KPI指標(biāo)不能夠達(dá)到我們事先規(guī)定的要求。針對(duì)這樣的問題,一些簡單的方法很可能無法解決,這時(shí)我們就會(huì)想到試驗(yàn)設(shè)計(jì)。
對(duì)于運(yùn)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)解決的問題,首先要定義好試驗(yàn)的目的,也就是解決一個(gè)什么樣的問題,問題的危害(即嚴(yán)重性)如何,是否有充足的理由來應(yīng)用試驗(yàn)設(shè)計(jì),等等。因?yàn)樵囼?yàn)設(shè)計(jì)雖然比盲目的試驗(yàn)分析節(jié)省了很多資源,但畢竟還是要花費(fèi)一定的資源才能進(jìn)行的。特別是對(duì)于生產(chǎn)型企業(yè),試驗(yàn)設(shè)計(jì)的進(jìn)行必然會(huì)打亂原有的生產(chǎn)穩(wěn)定秩序,所以確定試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)的可行性是首要的任務(wù)。隨著試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的確定,還必須明確地定義試驗(yàn)的指標(biāo)和接受的規(guī)格,這樣試驗(yàn)設(shè)計(jì)才有推進(jìn)的方向,試驗(yàn)的成功與否也有檢驗(yàn)的度量尺度。

第二步 流程解析
很多人(包括某些領(lǐng)導(dǎo))常常會(huì)有一個(gè)誤區(qū):那就是只將關(guān)注點(diǎn)放在結(jié)果上,而忽略了產(chǎn)生結(jié)果的那個(gè)流程。其實(shí)任何一個(gè)問題的產(chǎn)生,都有它的原因,特性的欠缺、良率的波動(dòng)、周期的變化等等都有這個(gè)特點(diǎn)。從本質(zhì)上講,真正的原因一定存在于產(chǎn)生問題的流程當(dāng)中。有很多的方式來解析流程,但有一點(diǎn)必須做到,那就是盡可能詳盡地列出可能的因素。其實(shí)對(duì)于流程的剖析和認(rèn)識(shí),就是我們了解問題的開始,因?yàn)椴⒉皇敲總€(gè)人都能掌握好我們所關(guān)注的問題及其流程的。
第三步 篩選試驗(yàn)
流程解析的輸出是使我們能夠了解問題的可能因素在哪里,雖然不能確定哪個(gè)是重要的,但至少可以確定一個(gè)總的方向。但是如果我們逐一仔細(xì)調(diào)查,對(duì)于一些微小的影響因素也進(jìn)行全面試驗(yàn)分析,無疑形成了一種浪費(fèi),而且還可能導(dǎo)致試驗(yàn)的誤差。
這時(shí),對(duì)可能的因素進(jìn)行篩選就顯得十分必要。雖然不需要確認(rèn)交互作用、高階效應(yīng)等專業(yè)問題,但需要確認(rèn)哪個(gè)因素的影響是顯著的??梢允褂靡恍┑头纸饴实膬伤皆囼?yàn)或者一系列專門的篩選試驗(yàn)(如圖 1 所示)來完成這個(gè)任務(wù),這樣的試驗(yàn)成本會(huì)盡可能地達(dá)到最小。而且,對(duì)于這一步任務(wù)的完成,可以應(yīng)用一些歷史數(shù)據(jù),或者完全可靠的經(jīng)驗(yàn)理論分析,來減少試驗(yàn)因子。篩選因素的結(jié)果,使得我們掌握了影響指標(biāo)的主要因素,這一步尤為關(guān)鍵。而在現(xiàn)實(shí)中,這樣的結(jié)果卻往往是通過純粹的經(jīng)驗(yàn)主義,甚至是得過且過、不求甚解的態(tài)度得出的。

第四步 析因試驗(yàn)
在篩選試驗(yàn)時(shí)不強(qiáng)調(diào)因素間的交互作用等影響,但給出了主要的影響因素,這時(shí)主要因素的數(shù)量不會(huì)太多,可以進(jìn)一步度量因素的主效應(yīng)和交互作用。
析因試驗(yàn)主要選擇各因素構(gòu)造的幾何體的頂點(diǎn)來完成(如圖 2 所示)。這樣的試驗(yàn)構(gòu)造,可以幫助我們確定對(duì)于指標(biāo)的影響:是否存在主效應(yīng)或者哪些主效應(yīng)是顯著的,是否存在交互作用或者哪些交互作用是顯著的,試驗(yàn)的最終是通過方差分析來檢定這些效應(yīng)是否顯著,同時(shí)對(duì)以往的篩選試驗(yàn)也是一個(gè)驗(yàn)證。

第五步 優(yōu)化試驗(yàn)
在析因試驗(yàn)中,確定了所有因素與指標(biāo)間的主要影響項(xiàng)??焖俳咏姆椒?,使我們確定了主要因素的大致取值水平。但是考慮到功效問題,需要進(jìn)一步地安排一些試驗(yàn)來最終確定因素的最佳影響水平??梢哉f,此時(shí)的試驗(yàn)是一個(gè)對(duì)析因試驗(yàn)的試驗(yàn)點(diǎn)的補(bǔ)充,也就是利用已有的析因試驗(yàn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)來最終優(yōu)化指標(biāo),或者說增加一些試驗(yàn)點(diǎn)來完成這個(gè)任務(wù)。