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六西格瑪培訓
張馳專欄
六西格瑪設計培訓之實驗設計

發布時間:2018-12-13  來源:張馳   點擊:

六西格瑪設計(DFSS)培訓之實驗設計

【一】、實驗設計的目的


通過國內外的實踐表明,實驗設計可以幫助人們有效地解決如下問題:
(1)可以科學、合理地安排實驗,減少實驗次數,縮短實驗周期,節約人力、物力,提高經濟效益,當因子水平較多時,效果尤為顯著。
(2)在產品的設計和制造中,影響指標值的因子往往很多,通過對實驗的設計和結果分析能使人們在諸多因子中分清主次,找出影響指標的主要因子;
(3)通過實驗設計可以分析因子之間交互作用影響的大小;
(4)通過方差設計,可以分析出實驗誤差影響的大小,提高實驗的精度;
(5)通過實驗設計能夠盡快找出較優的設計參數和生產工藝條件,并通過對實驗結果的分析、比較,找出最佳結果的方案,明確進一步實驗的方向;
(6)能對最優方案的指標進行預測。


【二】、實驗設計的術語闡述


1、實驗指標
在實驗設計中,根據實驗目的而選定的用來衡量實驗效果的量稱為指標,或響應.

2、實驗因子
當實驗條件改變時,指標也要發生變化。

3、因子的水平
在實驗中因子所處的狀態,稱為因子的水平。一般實驗方案是由若干個實驗組成,因子在實驗方案中變化幾種狀態,就稱為機構水平(或設置)。
 
【三】、實驗設計的基本原則

在實際問題中,雖然適用的實驗設計方法類型很多,但費希爾提出它們都應遵循三個原則:重復性原則、隨機化原則和區組化原則。

把每個實驗條件只做一次實驗,稱為不重復實驗;把每個實驗條件進行一次以上的實驗稱為重復實驗。重復實驗的目的是為了降低隨機誤差的影響,避免可控的系統性因子影響。在實驗設計中,實驗誤差是客觀存在和不可避免的。若每個實驗條件只做一次實驗,就很難估計出實驗誤差,只有設置幾次重復,才能利用同樣實驗條件下取得多個數據的差異把誤差估計出來。同一條件下的實驗重復次數越多,那么,實驗的精度也就越高,得出的結論也就越可靠。因此,在條件允許時,應盡可能地做幾次重復實驗。

隨機化就是在實驗中對實驗的順序、步驟按照隨機性原則來安排,隨機化的目的是使實驗結果盡量避免受到主客觀系統性因子的影響而呈現偏倚性。在對實驗對象和觀測工具的系統性誤差不了解或了解不多時,隨機化是消除其影響的有力手段之一。因此,隨機化這一原則始終可以作為正確估計實驗誤差的前提,但它必須在設置適當次數重復的基礎上才能發揮作用。

區組化原則又稱為局部控制原則,它是將實驗對象按照某種分類標準或某種水平加以分組,使組內部盡可能條件一致,使組與組之間的變化大些。在實驗設計中,這種組稱為區組(層)。


在制造行業,人們總是聚焦于優化產品的質量;而在服務行業,人們則是聚焦于客戶關系。

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