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案例分析,讓你更快了解DOE試驗設計!

DOE試驗設計並不是試驗,DOE試驗設計是在設計試驗(Design Of Experiment),以達到節約時間,提高試驗效率的目的。哪怕沒有DOE,也有試驗,也有試驗的設計,DOE試驗設計就是一種節約型的設計而已。如何以最少的試驗,就能得到準確的結論,這就是DOE試驗設計的藝術。

以下案例分享,讓你更快了解DOE試驗設計!

舉個生活中的例子,相信大家都吃過爆米花,但是大家是否都瞭解爆米花的製作過程?在品嚐爆米花的時候,不知道您是否注意到有很多爆米花沒有爆開,也有很多被爆焦。這兩種情況都是生產過程中的質量缺陷。

主要因子:1 )加工爆玉米花的時間(介於 3 至 5 分鐘之間); 2 )微波爐使用的火力(介於 5 至 10 檔之間); 3 )使用的玉米品牌( A 或 B )。

響應:玉米的 " 爆開個數 " 或“爆開率”。

在爆玉米花時,我們希望所有(或幾乎所有)的玉米粒都爆開了,沒有(或很少)玉米粒未爆開,這是最終關注的重點。

試驗設計的主線是根據因子的取值範圍,進行多種引數組合,如下圖為兩水平試驗組合,形成多次試驗的方案,依次進行試驗後,通過試驗結果分析,確定哪一種引數組合是最優的。

在這裡插入圖片描述

利用最小二乘法等擬合方法,建立響應與多個因子之間的數學模型,亦稱響應面模型。
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最終通過試驗設計確定:使用 A 品牌,加工 5 分鐘,並將火力調為 6.96 級。試驗預測在此種設定下加工,產出的玉米粒 445 個全部都爆開了。

本文的試驗既可以是實物試驗,也可以是模擬,在可靠性設計分析中,試驗設計常用於解決無法建立顯式的可靠性模型等問題,起到事半功倍的作用。

DOE試驗設計固然是一種高階的質量工具,也的確有著非常複雜和龐大的理論系統和統計知識,要說懂,絕非易事。但我們沒有必要去懼怕它,在品質管理的過程中,我們的目的是為了解決問題,而不是做學問搞研究,只要結合實際的需求,把握住其應用本質,在荊棘叢生的路,也終究會豁然開朗,柳暗花明。