質(zhì)量控制的整個過程中扮演了非常重要的角色，它是我們產(chǎn)品質(zhì)量提高，工藝流程改善的重要保證。本文是一篇工業(yè)設(shè)計(jì)論文范文，主要論述了DOE在A公司中提供產(chǎn)品良率的應(yīng)用案例 。
　　摘 要：DOE(Design of Experience)(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)中，并發(fā)揮了很大的作用。它是全球追求卓越的企業(yè)實(shí)施六西格瑪戰(zhàn)略的核心技術(shù)。本文介紹了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)在提升洗衣機(jī)電機(jī)良率如何分步驟應(yīng)用，并最終確定生產(chǎn)過程的相關(guān)參數(shù)， 以取得電機(jī)良率的提升。

　　關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),六西格瑪

　　實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(design of experiment,DOE)是一種安排實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)主要對試驗(yàn)進(jìn)行合理安排，以較小的試驗(yàn)規(guī)模(試驗(yàn)次數(shù))、較短的試驗(yàn)周期和較低的試驗(yàn)成本，獲得理想的試驗(yàn)結(jié)果以及得出科學(xué)的結(jié)論。[1]同時DOE已廣泛應(yīng)用于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通過合理的策略和試驗(yàn)來確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，并達(dá)到最佳的結(jié)果。

　　DOE有助于實(shí)驗(yàn)者理解每種水平設(shè)置下的改善，不同設(shè)置的DOE不僅有助于計(jì)算出來主因子的響應(yīng)，還能計(jì)算出因子交互影響的響應(yīng)和知道因子的水平設(shè)置應(yīng)該是如何才能保證最佳的結(jié)果，[2]所以在許多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，它能很大程度上填補(bǔ)由于無法用模擬設(shè)計(jì)的情形。本文介紹的實(shí)例是關(guān)于如何提升洗衣機(jī)電機(jī)的良率，在不改變設(shè)計(jì)的情況下如何通過調(diào)整過程的參數(shù)而達(dá)到提升的目的。接下來介紹一下如何分步驟應(yīng)用DOE來達(dá)到提升目的。

　　一、DOE的應(yīng)用實(shí)例

　　第一步，定義目標(biāo).目標(biāo)一定要是可定義和可測量的。在這個例子中，需要了解現(xiàn)有不良率及在不改變設(shè)計(jì)的前提下如何通過工程的調(diào)整可達(dá)到提升電機(jī)良率的目的。此目標(biāo)要有改善的挑戰(zhàn)性(投資回報(bào)要高)，且改善后并能夠符合其他性能安全要求。[3]本例為改善電機(jī)的振動值，改善前不良率為5000ppm,目標(biāo)為50%減少，及3500ppm.為該參數(shù)的測試系統(tǒng)。

　　第二步，選出因子的響應(yīng)值Y。Y往往可能是多個的，單一的Y很難充分地代表定義的目標(biāo)和需求。但本例中為使論述跟簡單只取一個Y， Y1為電機(jī)振動值 ，該值越小越好。另該測量系統(tǒng)也較簡單而且通過了測量系統(tǒng)分析，因此不再重新評估。

　　第三步，選擇因子。特指那些對Y可能有影響的或其交互作用對Y有影響的因子。

　　尋找因子一般可以用產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖，加工流程圖和頭腦風(fēng)暴等來發(fā)現(xiàn)，在這個例子中，因不想改動產(chǎn)品設(shè)計(jì)，因此用加工流程圖來發(fā)現(xiàn)因子，建議在初始階段記錄盡可能多的影響因子。

　　綜上一共發(fā)現(xiàn)了12個有影響的因子。12個因子做DOE需要較大規(guī)模的測試，較多資源，一般我們會進(jìn)行一下篩選。比如我們不打算更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)，盡改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能對Y有更好影響，但由于實(shí)際限制我們無法改變，因此能把某些因子納入DOE。

　　由此，我們找了產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師和過程控制工程師等經(jīng)驗(yàn)豐富的人員進(jìn)行分析討論，最后選定了5個變化因子(螺絲，轉(zhuǎn)子平衡量，軸承內(nèi)徑，墊圈高度和葉輪跳動)準(zhǔn)備引入第一輪DOE。

　　第四步，定義因子的水平

　　選定因子后，接下來需要定義因子的水平。因子的水平可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，限制情況，甚至要以事先的試驗(yàn)結(jié)果來進(jìn)行定義。同時需要避免水平之間的過寬或過窄。某一因子的兩個水平之間定義得過寬，則會掩蓋其他因子的作用;而過窄的話，可能導(dǎo)致其對結(jié)果的影響被忽略。

　　再來看這個實(shí)例中的5個因子。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)5個因子都設(shè)為兩個水平，”-”和”+”;如螺絲用兩家供應(yīng)商的為S1,S2; S1 為”-”水平，S2為”+”的水平;

　　第五步，分析并預(yù)測因子和因子交互作用會導(dǎo)致的結(jié)果。

　　因子水平確認(rèn)完畢后需要進(jìn)行預(yù)測因子及因子之間交互作用對各個Y的影響。等有了結(jié)果和可以相互比較，如果DOE的測試分析結(jié)果與預(yù)測一致，則置信度較高;如相反的話，可能需要再次核查測試，確定是否現(xiàn)行的理論有問題。此實(shí)例的單因子影響預(yù)測具體見表1的預(yù)測結(jié)果部分。

　　第六步，制定合適的策略，然后收集數(shù)據(jù)

　　在收集數(shù)據(jù)前需要制定收集策略，主要根據(jù)所處的干擾情形來定。這里一共5個因子，可以做辨析度為IV的16次的DOE。辨析度為IV的16次的DOE幾乎是最常用的，除了可以了解單因子的作用，還可以了解部分交互作用，而且資源試驗(yàn)遠(yuǎn)小于32次DOE。16次試驗(yàn)順序使用完全隨機(jī)數(shù)列，這樣可以平均測試過程所受的干擾。

　　第七步，使用ROSS規(guī)則來分析數(shù)據(jù)(即按照6西格瑪科技公司的奠基人William Ross提出的首先用現(xiàn)實(shí)考慮，其次用圖像分析，最后量化分析的規(guī)則)。得到數(shù)據(jù)后首先做現(xiàn)實(shí)考慮。大致觀察下整體的數(shù)據(jù)分布，如整個DOE數(shù)據(jù)的差別是否足夠大，是否已經(jīng)有達(dá)到期望的數(shù)據(jù)等。

　　其次進(jìn)行圖像分析，從測試順序上看一下時間順序本身對結(jié)果有沒有影響[5]，數(shù)據(jù)分布基本與時間順序無關(guān)。

　　從圖1的Y的正態(tài)圖上都可以看到B(轉(zhuǎn)子平衡量)和D(墊圈高度)對Y都有顯著影響。圖2 的Y帕累托圖也證實(shí)了這點(diǎn)。

　　最后，同時用圖形和量化結(jié)果來看。用選出顯著因子B(轉(zhuǎn)子平衡量)，D(墊圈高端)，做出箱體圖，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)D為“+”，B為“-”時，Y很小，結(jié)果穩(wěn)定，非常不錯的結(jié)果并且結(jié)果也并不違背預(yù)期。

　　第八步，判斷是否達(dá)到了目標(biāo)，并制定下一步計(jì)劃。

　　從理論上看，轉(zhuǎn)子平衡量通過這個DOE發(fā)現(xiàn)越小越好，墊圈高度越大越好，振動值結(jié)果更好。但從實(shí)際上看轉(zhuǎn)子平衡量是有極限的，而且墊圈高度也不可能做的很大，因此要通過更多輪的DOE找出最佳配合參數(shù);同時保留仍有懷疑的參數(shù)到下一個DOE中在進(jìn)行驗(yàn)證。

　　通過幾輪DOE，可以逐一定義好對改善目標(biāo)有影響的參數(shù)及其最佳配置，保證其最終結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)并得到盡可能好的洗滌性能。本案例實(shí)際改善后不良率為1600ppm.

　　結(jié)語

　　綜上介紹了DOE(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))在運(yùn)營管理中的產(chǎn)品良率改善中的一個比較簡單的應(yīng)用。在實(shí)際中往往還會遇到更多的干擾，如平衡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這時涉及到的結(jié)合DOE干擾策略就會非常復(fù)雜，試驗(yàn)量也會增加。但如果運(yùn)用得當(dāng)，DOE依然是一種非常有效的幫助取得參數(shù)設(shè)計(jì)的工具。

　　作者簡介：李斌(1980-)， 男，山西大同人，上海理工大學(xué)管理學(xué)院MBA在讀。研究方向：運(yùn)營管理。
　　工業(yè)設(shè)計(jì)論文發(fā)表期刊推薦《莆田學(xué)院學(xué)報(bào)》(原《莆田高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào)》)是一份以反映高校科研和教學(xué)研究成果為主的綜合性學(xué)術(shù)理論雙月刊。辦刊宗旨是：堅(jiān)持社會主義辦刊方向，堅(jiān)持實(shí)事求是、理論與實(shí)際相結(jié)合;貫徹“百花齊放，百家爭鳴”和“古為今用，洋為中用”的方針;面向科技、教育工作者;并直接為莆田市地方經(jīng)濟(jì)和社會改革發(fā)展等提供學(xué)術(shù)支持。

轉(zhuǎn)載請注明來自：http://www.jinnzone.com/gongyeshejilw/53563.html