DOE试验设计之试验因素及水平

DOE(Design of Experiment)试验设计,一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法;试验设计主要对试验进行合理安排,以较小的试验规模(试验次数)、较短的试验周期和较低的试验成本,获得理想的试验结果以及得出科学的结论。其中关键的要素在本节介绍。


一、指标

在试验中用来衡量试验结果的量叫试验指标,在六西格玛系统中,试验指标是公司与客户共同关心的项目的CTQ'S。


下面是一个六西格玛项目组的试验设计案例:

【例1】某公司主要生产DVD-ROM用激光头,近来随着出货量的激增,客户投诉数也节节攀升,公司决定成立六西格玛项目组进行改善,经前期定义、测量、分析阶段后,项目组确定激光头SLD-BASE与激光管的粘接力过小是引起客户投诉的主因,他们得出以下试验表:


图片


在激光头材料粘接试验中,材料间的粘接力F即为指标,也称CTQ'S。


二、因素

又称因子,在试验中,影响试验考核指标的量称为因素,因素是我们前面说过的作用因素即自变量(X'S),如本例试验中的粘接时间、粘接温度、UV胶牌号,还有未列入上表的如环境温度、环境洁净度、振动、作业员等。


三、水平

水平是试验中各因素的不同取值,如本例中,因素A、B、C均有3个水平,以因素A(粘接时间)为例,其取值分别为:A1=10s,A2=8s

,A3=5s。


在实际试验中,绝大多数试验设计的因素均取2或3水平。


四、通用符号

在试验表中,一般用“+”、“-”号或“1”、“2”、“3”……来表示因素的不同水平。当因素只有高低两个水平时,用“+”号代表高,“-”号代表低水平(数值较低),当因素有3个以上水平时,用“1”、“2”、“3”来依次表示从低到高的水平,值得一提的是,在同一试验表中,只能出现同类符号,比如“+”,“-”或“1”、“2”、“3”,而不可混用,通用符号的用法表示如下:


图片



五、上例的试验设计可用框图表示如下:


图片



六、试验设计的要素总结如下表:


图片



七、选择因素水平的指引

试验设计的目的在于捕捉各试验因素对输出变量的最大影响,因此在选择试验因素的水平时,水平范围要足够宽,否则就可能缩小甚至抵消变量影响,同时也可能看不出因素间交互作用对输出的影响。当然因素水平设置也不可过宽,否则同样可能缩小此因素的影响,或将其他因素的影响掩盖掉。过宽还可能超出允许操作范围,造成意外损失。


下图显示了因素水平选择不当的两种情形。


图片



未经允许不得转载:六西格玛培训 » DOE试验设计之试验因素及水平