“DOE是照亮前進(jìn)路徑明燈”

人類(lèi)在認(rèn)識(shí)自然界的過(guò)程中，進(jìn)行著多方面的探索。實(shí)驗(yàn)是構(gòu)成學(xué)習(xí)過(guò)程的一個(gè)要素。通過(guò)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，是一種綜合了人們的期望，需要，知識(shí)和資源的復(fù)雜過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)方法開(kāi)始形成的20實(shí)際20年代以前，科技工作者在實(shí)驗(yàn)中走了不少?gòu)澛贰?/p>

發(fā)明家愛(ài)迪生醫(yī)生艱苦奮斗，經(jīng)歷了無(wú)數(shù)次的失敗之后，為人類(lèi)發(fā)明了許多重要科技產(chǎn)品。它的座右銘是“天才靠的是拜恩之一的靈感和99的汗水”。他的助手telsa在紀(jì)念評(píng)論中寫(xiě)道，如果在愛(ài)迪生工作的黑霧中能有一支蠟燭照亮它前進(jìn)的方向的化，以他密封板的辛勤，他將會(huì)獲得遠(yuǎn)比他已發(fā)明的東西多得多的成果。我非常同情地觀察到他的工作狀況，但凡有一點(diǎn)點(diǎn)理論和計(jì)算能幫助他的化，將節(jié)省他90的精力。愛(ài)迪生所采用的方法，就是最原始的試錯(cuò)法，他只能從已經(jīng)得到的，偶然出現(xiàn)的好結(jié)果出發(fā)，摸索著繼續(xù)前進(jìn)，無(wú)法形成理論上的知識(shí)，無(wú)法預(yù)測(cè)何處將有更好的成果。這種方法無(wú)法適應(yīng)當(dāng)代快速發(fā)展的需求，更無(wú)法適應(yīng)傳感器行業(yè)。

可控因子和非可控因子

一般實(shí)際問(wèn)題都是比較復(fù)雜的，任何數(shù)學(xué)模型都知識(shí)它的某種抽象概括，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)也不例外，我們先給出一些有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單基本概念的描述，稍后在討論一些更心如的概念的定義。

之前我們已經(jīng)了解過(guò)過(guò)程的模型，進(jìn)入設(shè)計(jì)階段，我們需要更加細(xì)致的了解過(guò)程。在這個(gè)模型中，Y是我們關(guān)心的輸入變量，稱(chēng)為響應(yīng)變量或指標(biāo)。一般情況下，常需要考慮多方面的指標(biāo)。但是在介紹這個(gè)方法的時(shí)候，我們只考慮單個(gè)響應(yīng)變量的情況。我們將影響響應(yīng)變量的那些變量稱(chēng)為實(shí)驗(yàn)問(wèn)題中的因子。假定X是我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中可以加以控制或者精確測(cè)量的因子，我們就稱(chēng)之為可控因子。大多數(shù)情況下，過(guò)程除了受可控因子的影響外，還受一些不可控因素的影響，例如大地的震動(dòng)，電壓的波動(dòng)，作業(yè)員精神狀態(tài)的波動(dòng)，等等，我們稱(chēng)這些因素為非可控因子，或者稱(chēng)為噪聲因子。通常情況下把他們當(dāng)作誤差來(lái)處理。

這里需要特別指出的是DOE實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)產(chǎn)生或形成最佳改進(jìn)方案的作用。許多項(xiàng)目在形成改進(jìn)方案時(shí)，面臨的一個(gè)重要問(wèn)題時(shí)；那些自變量顯著的影響這因變量，怎樣去改變這些自變量或者這些自變量取什么值時(shí)，將會(huì)使得因變量達(dá)到最佳值。這是，我們可以使用的最主要的手段和工具就是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。計(jì)劃安排一批實(shí)驗(yàn)，并嚴(yán)格按計(jì)劃在設(shè)定的條件下進(jìn)行這些實(shí)驗(yàn)，獲得新數(shù)據(jù)，然后對(duì)其進(jìn)行分析，獲得我們所需要的信息，從而獲得改進(jìn)的途徑。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是這樣一門(mén)科學(xué)。它是研究如何以最有效的方式安排實(shí)驗(yàn)，以獲得含有最大信息量的數(shù)據(jù)。