如何规划实验设计DOE?
好的规划能可以确保实验的成功，错误的规划或是没有规划实验必定坎坷。经常看到工程师们只凭一张数据收集计划表毫无章法就开始做实验，没有全盘考虑达到最佳解所需要的细节，包括从实际的问题中找出重要的响应参数，如何决定因子与水平的设置条件，如何处理实验噪音，测量系统的规划，数据排列的方式等等细节。
制定计划与设计实验方案是探究过程中不可缺少的重要环节，它承上启下,决定着猜想与假设能否得到验证， 对制定计划与设计实验方案, 要有完整的步骤。
实验五大步骤
1，阐述实验的问题和目的。
2，设计实验和数据收集计划。
3，进行实验。
4，分析结果。
5，诠释结果。
前面两个步骤就是属于【实验规划】的阶段，规划阶段决定了实验的成功。统计实验设计(DOE)的主要贡献是强化了对实验的规划及实验方案的选择。
步骤 1 – 阐述实验的问题及目的。
*陈述明确的持续改善目标。
*收集现有的背景信息。
*汇总适用于该问题范围的数据。(问题有多严重，其制程能力或不良率为何?)
*如果有改善团队参与该项目，则全体团队成员必须就实验计划的书面目标达成一致的意见。
*首要需完成: MSA测量系统分析, 流程能力研究和程控的执行
需要收集上面各项的讯息，再开始我们的规划。
步骤2 – 设计实验和数据收集计划。
2，1 召集全体相关人员参加会议。参与运行的人员必须理解实验的目的、重要性及可能性以避免实验中的失误。
*审查本实验的目标。
*确定响应项及其范围。
*确定拟研究的因子、取值范围、运行水平及任何无法运行的因子水平组合。
*确认时间、成本、原料、人员、仪器、设施等方面的资源限制。
*考虑可能存在的因子之间的交互作用。明确实际不可能发生的任何交互作用。
*确定是否存在已知的可能影响实验的干扰因子。
*考虑与实验相关的人为因子。
A，如何决定响应Y?
确定Y选择与设定的考虑要点，才能有效规画你的实验:
1)如何选定响值(Y)? (你的依据为何) 客户要求/工业标准/工程师经验，通常Y多选取自主要的失效模式。
2)选定的Y是否具有有效性及完整性? (可以有效的解决问题)
3)Y的改善幅度是多少? 你的项目响应(Y)需要改善到哪个等级(改善目标)。
4)Y是连续型还是离散型数据?
*如果Y是离散型数据，可否转换为连续型数据?
*响应改善幅度与每一个运行所需的样本数(鉴别能力)。
B，如何决定因子X及水平?
要详列所有实验因子的选定与设置依据。
1)如何选定因子? 适从分析阶段验证过的因子，现有的过程参数，还是其他条件选出因子都要说明，以便溯源。
2)因子X的设置是否足以影响Y的波动? 范围设置过窄可能导致因子不显著，丧失改善机会。
3)如何设置因子X的范围? (设置根据通常由下列各途径获得)
*原设置值的+/- ~20%或更小的范围
*设备的极端限制
*供货商的建议
*产品(零件)的质量限制，如温度过高会破坏零件特性。
*工程师的知识与经验(比较不可靠)
*其他: 请说明之。
C，如何处理实验噪音?
降低噪音影响可以增加实验分析与建模的精确性，通常使用随机化、区组化、仿行(减少标准偏差)、中心点配置、交互作用图、稳健设计等来降低实验噪音。。
1) 区组化考虑要点:
*区组化是一种利用隔离已知系统干扰，以避免重要输入因子作用受到屏蔽的实验设计技巧。
*一个区组是流程中的一项属于多余因子的可控因子或变数。它不是研究所关注的因子也不能或不应固定在一个水平上。
*区组化可以隔离噪声因子的干扰，提高R-sqare。
*通常考虑的区组因子: Time, Shift, Machine, Line…等等。
2) 其他方法: 请说明之。例如仿行以缩小标准偏差、中心点配置、交互作用图、稳健设计等。
D，MSA测量系统的规划
1)为增加DOE的精确度，所有的Y与X都需要验证其测量系统(MSA)。
2)请详述你的MSA计划与认证结果。
3)MSA及格要求:
4)请详列你的每个DOE响应Y与因子X的MSA结果。
E. 数据收集计划表
检查要点:
1.实验的顺序是否随机化?
2.中心点的安排是不是随机分布在实验的前中后?
3.针对缩小变异的实验是否安排重复实验(和其他方法)?以便进行标准偏差最小化的研究。
2，2 起草初始实验设计程序。
准备完整全面的时间表并附应急计划。
通过对研究范围外的变量的控制、区组化或随机化处理消除或减少干扰。
完成实验设计。
2，3 与各有关方一起评审设计
-各有关方签字，包括主管。
完成了上述的各项规划与准备，就是一个完善的实验规划，你可以开始进行你的实验了。
祝你实验成功!
更多信息:
http://www.musigmagroup.com/tw/showser-123.html