Projekt eksperymentów
Wprowadzenie
Projektowanie eksperymentów (DOE) odnosi się do ustrukturyzowanej, planowanej metody, która służy do znalezienia związku między różnymi czynnikami (powiedzmy, zmiennymi X), które mają wpływ na projekt, a różnymi wynikami projektu (powiedzmy, zmiennymi Y).
Metoda została wymyślona przez Sir Ronalda A. Fishera w latach dwudziestych i trzydziestych XX wieku.
Zaplanowano od dziesięciu do dwudziestu eksperymentów, w których stosowane czynniki zmieniały się metodycznie. Wyniki eksperymentów są następnie analizowane w celu sklasyfikowania optymalnych warunków, aby znaleźć czynniki, które mają największy wpływ na wyniki, a także te, które nie mają, oraz zidentyfikować interfejsy i synergie między czynnikami.
DOE są wykorzystywane głównie w dziale badań i rozwoju organizacji, w której większość zasobów przeznaczana jest na problemy optymalizacyjne.
Aby zminimalizować problemy optymalizacyjne, ważne jest, aby koszty były niskie, przeprowadzając kilka eksperymentów. Projektowanie eksperymentów jest w tym przypadku przydatne, ponieważ wymaga tylko niewielkiej liczby eksperymentów, pomagając w ten sposób obniżyć koszty.
Podstawowe pojęcia DoE
Aby z powodzeniem stosować projektowanie eksperymentów, ważne jest przestrzeganie ośmiu podstawowych pojęć.
Po wykonaniu kolejnych ośmiu etapów, będziesz w stanie uzyskać pomyślny wynik projektowania eksperymentów.
Krok 1
Set Good Objectives:Przed przystąpieniem do projektowania eksperymentu ważne jest określenie jego celu. Mając określony cel, łatwo jest wykluczyć czynniki nieistotne dla eksperymentu. W ten sposób optymalizuje się kluczowe czynniki krytyczne.
W początkowej fazie rozwoju projektu zaleca się zastosowanie planu eksperymentu, wybór ułamkowej silni dwupoziomowej. Ten projekt eksperymentów obejmuje dużą liczbę czynników w minimalnych przebiegach.
Kiedy jednak wyznacza się zestaw dobrych celów, eliminuje się wiele nieistotnych czynników. Mając dobrze zdefiniowane cele, menedżerowie mogą wykorzystać projekt eksperymentu powierzchni odpowiedzi, który bada kilka czynników, aczkolwiek na wielu poziomach.
Również sformułowanie dobrych celów na początku pomaga zbudować solidne zrozumienie projektu, a także stworzyć realistyczne oczekiwania co do jego wyniku.
Krok 2
Measure Responses Quantitatively: Wiele projektów eksperymentów kończy się niepowodzeniem, ponieważ ich odpowiedzi nie można zmierzyć ilościowo.
Na przykład inspektorzy produktów stosują jakościową metodę określania, czy produkt przejdzie kontrolę jakości, czy nie. Nie jest to skuteczne w projektowaniu eksperymentów, ponieważ wynik pozytywny / negatywny nie jest wystarczająco dokładny.
Krok 3
Replikuj, aby tłumić niekontrolowaną zmienność: wielokrotne powtarzanie danego zestawu warunków daje więcej możliwości precyzyjnego oszacowania odpowiedzi.
Replikacja daje również możliwość wykrycia znaczących efektów, takich jak sygnały pośród niekontrolowanych zmian naturalnego procesu, takich jak szum.
W przypadku niektórych projektów zmiany, takie jak szum, zagłuszają sygnał, dlatego przed przystąpieniem do projektowania eksperymentu warto znaleźć stosunek sygnału do szumu.
Krok 4
Randomize the Run Order: Aby uniknąć niekontrolowanych wpływów, takich jak zmiany surowca i zużycia narzędzi, konieczne jest przeprowadzanie eksperymentów w losowej kolejności.
Te wpływy zmiennych mogą mieć znaczący wpływ na wybraną zmienną. Jeśli eksperyment nie jest przeprowadzany w kolejności losowej, projekt eksperymentu określi efekty czynnikowe, które w rzeczywistości pochodzą od tych zmiennych wpływów.
Krok 5
Zablokuj znane źródła zmienności: Poprzez blokowanie można wyeliminować skutki znanych zmiennych, takich jak zmiany biegów lub różnice w maszynach.
Można podzielić przebiegi eksperymentalne na jednorodne bloki, a następnie matematycznie usunąć różnice. Zwiększa to czułość projektu eksperymentu. Jednak ważne jest, aby nie blokować niczego, co chce się studiować.
Krok 6
Know Which Effects (if any) Will be Aliased: Alias oznacza, że zmieniono jedną lub więcej rzeczy w ten sam sposób w tym samym czasie.
Krok 7
Do a Sequential Series of Experiments: Przy projektowaniu eksperymentu ważne jest, aby przeprowadzić go w sposób chronologiczny, to znaczy informacje zebrane w jednym eksperymencie powinny móc być zastosowane w kolejnym.
Krok 8
Always Confirm Critical Findings: Pod koniec projektu eksperymentu można łatwo założyć, że wyniki są dokładne.
Jednak ważne jest, aby potwierdzić swoje ustalenia i zweryfikować wyniki. Tę walidację można przeprowadzić przy użyciu wielu innych dostępnych narzędzi do zarządzania.
Wniosek
Projektowanie eksperymentów jest ważnym narzędziem, które można wykorzystać w większości branż produkcyjnych. Menedżerowie, którzy stosują tę metodę, nie tylko zaoszczędzą na kosztach, ale również poprawią jakość swojego produktu i zapewnią efektywność procesu.
Po zakończeniu projektowania eksperymentów kierownicy powinni dołożyć dodatkowych starań, aby zweryfikować wyniki i przeprowadzić dalszą analizę wyników.