认识个朋友,小学、中学、大学、研究生,一路学霸,然后国外留学,毕业后一直在日化行业做研发。日化产品的更新换代非常快,所以这类公司都对研发非常重视。然而,他并没有用DOE方法!聊天偶尔提起工作,说到这个时,我忍不住安利了试验设计DOE,他答应有空学学看。或许他至今仍没有使用DOE。
日化行业比较特别,首先试验周期不长,试验原料成本也不是很高,自有试验室配有各种检测手段,也没有更多需要申请签字报销的额外大笔科研费用。他个人是学霸,非常聪明,又有良好的数学基础,人又勤奋,靠他过往的知识经验也能成功设置各种试验参数,不断去试验,从而优化试验结果。在整个工作流程里,他并没有觉得“试验设计DOE”有应用的必要性。任何一种新工具的使用,必然会打破以往的习惯,这种打破使他不愿意去尝试DOE。
那么,到底为什么要学习使用试验设计DOE方法呢?
下面我们思考几个问题:相同的原材料,相同的加工过程,为什么有的公司的合格率很高,有的公司却不高呢?为什么有的公司用相对比较便宜的原材料,却能生产出相同功能,品质稳定的产品呢?
影响产品质量的因素,除了原材料品质、加工方法,还有包括人机料法环的很多因素。这些因素有时会存在交互影响,它们共同作用,影响这产品的质量。
虽然通过少数几次实验,试验人员即可发现关键的因子,但较多次的试验将产生更有价值的结果。试验设计方法已经有很多成型的表格,这些表格可被快速、可靠和有效的利用。因为可在同时对大量变量进行简单和迅速的处理,统计试验设计将在解决许多问题时发挥作用。
传统试验方法存在什么不足?传统的试验分析方法是多次单因素试验将影响输出的众多输入变量在同一时间只允许有一个变量变化,其它相对固定,俗称一次一因子试验OFAT。传统试验方法需要大 的试验次数,因此试验周期长,成本高。OFAT法在试验其中一个因素时,其它因素保持不变,这样得出的结论可能和实际不符。一次一因子试验(OFAT)方法没有考虑因素之间的交互作用,所以,它确定的优化操作点常是不准确的。
下面,我们来看下实验设计的定义:试验设计(Design Of Experiment,简称DOE),是对过程或产品进行改善或优化,找出最佳关键因子的方法。试验设计是一门研究如何正确地安排试验和分析结果的科学,目的是以最少或较少的试验次数得到最佳的试验结果的方法。试验设计是把数学上优化理论、技术应用于试验设计中,科学的安排试验、处理试验结果的方法。
从以上定义不难看出,试验设计是优化产品和过程设计的非常有效的工具,应用试验设计DOE方法,能够加速设计开发周期、提高试验效率,从而降低开发成本。DOE是改善“从研发、设计到制造过程的产品转换”的有力工具,也是解决生产制造问题的有效工具。
如今,试验设计被看作一个以总成本最低取得产品卓越性能的品质技术和工具。回到文章最初朋友做研发的例子,假如他使用试验设计DOE方法,不仅能够减少试验次数,而且有利于更加准确地发现指标的优化配合,从而取得突破性的改进。但是由于人的惰性,以及他对DOE不全面的认知,他觉得DOE并没有那么大作用,或者DOE和他现在的试验方法大同小异。
试验设计DOE软件是否能直接帮我完成DOE?由于试验设计DOE方法计算复杂繁多,虽然已经有现成的经验图表和公式等,但是大量的计算,其中出错的几率太高,从而影响了试验设计的效果。这些原因也在过去阻止了DOE方法的大力传播。
随着软件技术的发展,现在各类软件非常发达,DOE的应用软件也很多,比较常用的是MINITAB软件和JMP软件,它们都让整个运算过程一键实现,非常便捷。此时,如果你还固执地不用DOE方法,多么可惜!
试验设计DOE有多种类别,如全因子试验设计、曲面响应设计、部分实施因子试验设计、参数设计、筛选因子试验设计(Plackett-Burman设计)、混料设计等,它们分别适用于不同场合,针对不同的用途。选用正确的试验设计类别是十分重要的,它直接决定了试验的效率、效果和成败。现在的软件运算能力非常强,不论你输入什么数据,它都能准确地输出计算结果,万一用错误的结果去指导实际工作,就会大相径庭。所以说,正确的输入非常关键。
正确的输入数据,不仅需要你了解DOE的软件使用方法,而且需要理解DOE的原理和基本假设,能够获得正确的输入。
综合以上,掌握DOE原理、能够判断不同场合该选用哪种DOE具体方法(或者至少能知道那种DOE方法适合您公司具体情况的需要)、DOE的软件使用,这些对试验设计DOE的应用都至关重要!全部做到了,才能让其指导实际工作,事半功倍。片面地认为自己试验的设计方法和思路和DOE差不多而不去学它,或者觉得DOE太难了,或者认为自己根本不需要DOE,这些立场都是不对的。 参加DOE试验设计培训,是最快捷的掌握DOE的方法。
徐老师 质量管理领域培训师,咨询师。提供ISO9001、IATF16949、ISO22163、AS9100、GJB9001、VDA6.3等培训及咨询辅导。提供APQP、FMEA、MSA、SPC、PPAP、DOE、QFD、FTA、新/老QC7、8D等质量工具的培训及咨询辅导。提供QCC品管圈(QC小组活动)、六西格玛管理等质量改善的培训及咨询辅导。提供可靠性、RAMS、军工装备 “六性”、可靠性统计分析等的培训及咨询辅导。提供全面质量管理TQM、零缺陷管理、质量成本管理、项目管理、卓越绩效等相关质量管理的培训及咨询辅导。
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