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    六西格瑪管理工具系列:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)
 
    實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Design of Experiments, 縮寫為DOE)是研究如何制定適當(dāng)實(shí)驗(yàn)方案以便對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)學(xué)理論與方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循三個(gè)原則:隨機(jī)化,局部控制和重復(fù)。隨機(jī)化的目的是實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡量避免受到主客觀系統(tǒng)因素的影響而呈現(xiàn)偏倚性;局部控制是化分區(qū)組,使區(qū)組內(nèi)部盡可能條件一致;重復(fù)是為了降低隨機(jī)誤差的影響,目的仍在于避免可控的系統(tǒng)性因素的影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大致可以分為四種類型:析因設(shè)計(jì)、區(qū)組設(shè)計(jì)、回歸設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)。析因設(shè)計(jì)又分為全面實(shí)施法和部分實(shí)施法。析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)方法就是我們常說(shuō)的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
 
    所謂正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是利用一種規(guī)格化的表——正交表來(lái)合理地安排實(shí)驗(yàn),利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理科學(xué)地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,處理多因素實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是,能通過(guò)代表性很強(qiáng)的少數(shù)次實(shí)驗(yàn),摸清各個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的影響情況,確定因素的主次順序,找出較好的生產(chǎn)條件或最優(yōu)參數(shù)組合。經(jīng)驗(yàn)證明,正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種解決多因素優(yōu)化問(wèn)題的卓有成效的方法。正交表是運(yùn)用組合數(shù)學(xué)理論在拉丁方和正交拉丁方的基礎(chǔ)上構(gòu)造的一種表格,它是正交設(shè)計(jì)的基本工具,它具有均衡分散,整齊可比的特性。
 
    實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法DOE已有70余年的歷史,在美國(guó)和日本,被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、制藥、化工、機(jī)械、冶金、電子、汽車、航空、航天等幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域,來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量。美國(guó)汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QS 9000“質(zhì)量體系的要求”中已將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)列為必須應(yīng)用的技術(shù)之一。著名的參數(shù)設(shè)計(jì)也是在正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。另外開(kāi)展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不但可找到優(yōu)化的參數(shù)組合,在很多情況下也可通過(guò)設(shè)置誤差列,進(jìn)行方差分析,定性地判斷環(huán)境因素和加工誤差等各種誤差因素對(duì)期望的產(chǎn)品特性的影響,并采取改進(jìn)措施,消除這些誤差的影響。因此對(duì)于一些簡(jiǎn)單的工程問(wèn)題,直接應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也能獲得滿意的健壯的設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還可應(yīng)用于改進(jìn)企業(yè)管理,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),制定生產(chǎn)效益更高的生產(chǎn)計(jì)劃等。

作者:博革咨詢


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