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1.定義目標(biāo)
目標(biāo)必須是可定義和可衡量的。在這個(gè)例子中，我們需要知道現(xiàn)有的不良率，以及如何在不改變?cè)O(shè)計(jì)的情況下，通過(guò)工程調(diào)整來(lái)提高電機(jī)良率。這個(gè)目標(biāo)對(duì)于改進(jìn)來(lái)說(shuō)應(yīng)該是具有挑戰(zhàn)性的(高投資回報(bào))，并且在改進(jìn)后能夠滿足其他性能和安全要求。這個(gè)例子是為了提高電機(jī)的振動(dòng)值。改進(jìn)前的缺陷率是5000ppm，目標(biāo)是減少50%，3500ppm是這個(gè)參數(shù)的測(cè)試系統(tǒng)。
2.選擇因子的響應(yīng)值Y。
Y可能經(jīng)常是多個(gè)，單個(gè)Y很難完全代表定義的目標(biāo)和需求。然而，在該示例中，為了簡(jiǎn)化討論，僅將Y和Y1中的一個(gè)作為電機(jī)振動(dòng)值，并且該值越小越好。另外，測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單，已經(jīng)通過(guò)了測(cè)量系統(tǒng)的分析，所以不會(huì)重新評(píng)估。
3.選擇因素
特別是那些可能對(duì)Y有影響的因素或它們的交互作用對(duì)Y有影響，尋找因素一般可以通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖、工藝流程圖、頭腦風(fēng)暴等找到。在這個(gè)例子中，因?yàn)槲覀儾幌敫淖儺a(chǎn)品設(shè)計(jì)，所以我們使用流程圖來(lái)尋找因素，建議在初始階段記錄盡可能多的影響因素。
共發(fā)現(xiàn)12個(gè)影響因素。12因子的DOE需要大規(guī)模的測(cè)試和更多的資源，所以我們通常會(huì)做一些篩選。比如我們不打算改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)，盡可能的改變產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能會(huì)對(duì)y有更好的影響，但是由于實(shí)際的限制，我們無(wú)法改變，所以可以將一些因素納入DOE。
4.定義因素的級(jí)別。
選擇因子后，下一步是定義因子的級(jí)別。因子的水平可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值、限制甚至先前的測(cè)試結(jié)果來(lái)定義。同時(shí)，要避免層次之間過(guò)寬或過(guò)窄。如果某一因素在兩個(gè)層次之間的定義過(guò)于寬泛，就會(huì)掩蓋其他因素的作用；如果太窄，它對(duì)結(jié)果的影響可能會(huì)被忽略。
看看這個(gè)例子中的五個(gè)因素。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，五個(gè)因素設(shè)置為兩個(gè)級(jí)別，“-”和“+”；如果螺釘由兩家供應(yīng)商使用，它們是S1和S2；S1是“-”級(jí)，S2是“+”級(jí)；
5.分析和預(yù)測(cè)因素與因素之間相互作用的結(jié)果。
在確定因素水平后，需要預(yù)測(cè)因素的影響和因素之間的相互作用對(duì)每個(gè)y的影響，當(dāng)結(jié)果和可以相互比較時(shí)，如果DOE的測(cè)試和分析結(jié)果與預(yù)測(cè)一致，則置信度較高。相反，可能需要再次檢查測(cè)試，以確定當(dāng)前的理論是否有問題。
6.制定適當(dāng)?shù)牟呗裕缓笫占瘮?shù)據(jù)。
在采集數(shù)據(jù)之前，需要制定采集策略，主要看干擾情況。總共有5個(gè)因子，可以用分辨率IV做16次DOE。16度判別IV的DOE幾乎是最常用的，它不僅能理解單因素的作用，還能理解一些交互作用，資源實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)不如32度的DOE。16次測(cè)試的序列完全是隨機(jī)序列，可以對(duì)測(cè)試過(guò)程中的干擾進(jìn)行平均。
7.使用ROSS規(guī)則分析數(shù)據(jù)。
拿到數(shù)據(jù)后，先做實(shí)際考慮。大致觀察整體數(shù)據(jù)分布，比如整個(gè)DOE數(shù)據(jù)的差異是否足夠大，是否有符合預(yù)期的數(shù)據(jù)等。
從正態(tài)圖可以看出，B(轉(zhuǎn)子平衡)和D(墊圈高度)對(duì)Y. Y都有顯著影響，圖2的帕累托圖也證實(shí)了這一點(diǎn)。
最后，使用圖表和定量結(jié)果。通過(guò)選取顯著因子B(轉(zhuǎn)子平衡)和D(洗衣機(jī)高端)，并繪制方框圖，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)D為“+”B為“-”時(shí)，Y很小，結(jié)果穩(wěn)定，很好，結(jié)果與預(yù)期不相悖。
8.確定目標(biāo)是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，并制定下一步計(jì)劃。
理論上，轉(zhuǎn)子平衡越小越好，墊圈高度越高，振動(dòng)值越好。但實(shí)際上轉(zhuǎn)子平衡是有極限的，墊圈的高度不能做得太大，需要通過(guò)多輪的DOE找出最佳匹配參數(shù)。同時(shí)，將仍有疑問的參數(shù)保留給下一個(gè)DOE進(jìn)行驗(yàn)證。
通過(guò)多輪DOE，我們可以逐一定義對(duì)改進(jìn)目標(biāo)有影響的參數(shù)及其最優(yōu)配置，從而保證最終結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，盡可能獲得最佳的洗滌性能。在這種情況下，實(shí)際改進(jìn)后的不良率為1600ppm。
綜上所述，DOE( 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))是運(yùn)營(yíng)管理中提高產(chǎn)品良率的一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的應(yīng)用。在實(shí)踐中，往往會(huì)有更多的干擾，比如平衡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這時(shí)候結(jié)合DOE的干擾策略會(huì)非常復(fù)雜，測(cè)試量也會(huì)增加。然而，如果使用得當(dāng)，DOE仍然是幫助獲得參數(shù)設(shè)計(jì)的非常有效的工具。
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