DOE实验设计原理

1、引言
制程中复杂的自变量X与输出响应Y是怎样地发生作用的？哪些X对Y影响大？哪些对Y影响小？

制程参数应如何设定才能获得最理想的过程输出Y的最佳值？

长期的品质问题得不能解决，同类质量问题反复发生，原因到底是什么？有什么可行的方法能够解决企业质量问题的“顽疾”？

答案是肯定的，那就是DOE。

2、什么是DOE
DOE：Design of Exprements 实验设计，在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色，它是改进产品质量、产品设计开发和工艺流程改善的重要工具。

实现设计由于其强大有效的功能，已广泛运用于冶金、制造、化工、电子、医药、食品等行业，直至航天业。

3、实验设计定义
它是一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法。

计划安排一批试验，并按照计划在设定的条件下进行这些试验，通过改变过程的输入变量，获得新数据，然后对之进行分析，获得我们所需要的信息，从而得出科学的结论，并据此作出合理有效的决策。

4、DOE发展的三个里程碑
1920年，实验设计技术最早是由英国统计学大师费歇尔（R.A.Fisher)所创立，首先将其应用在农业试验，目的是为提高农业产量。

1947年印度的劳博士（Rao,D,R）发明并建议使用正交表规划具有数个参数的实验计划。

英国统计学家乔治·博克斯（George Box）发展了响应曲面方法（RSM），使得DOE的应用步入一个黄金时代。

二战后，日本质量管理大师田口玄一研究开发出“田口品质工程方法”，简称田口方法。从而极大提升了日本产品品质及日本产业界的研发设计能力，成为日本质量管理最重要的工具。

5、检测复杂的因果关系
实验设计是检测、筛选、证实原因的高级统计工具，是利用整个统计领域的知识来理解流程中普遍存在的复杂关系。

它不仅能识别单个因素影响，而且能识别多个因子的交互影响。

DOE通过安排最经济的试验次数来进行试验，以确认各种因素X对输出Y的影响程度，并且找出能达成品质最佳因子组合。

DOE是进行产品和过程改进最有效的强大武器！

6、传统实验的致命弱点
原来大学教授传授一种试验方法，至今仍被传统的工程师所沿用。在这种老式的试验中，一次只有一个变量变动，而其他变量均保持恒定。

①试验周期过长，需要花费大量时间和金钱；

②致命弱点是不能把主效应从交互效应中分离开；

③结果是不断受挫折、恶性循环和增加成本。

7、DOE的优势
①可同时变动和测试多个变量的影响；

②实验次数少 L8(2^7)=128次（全部组合）；

③效果最好最可靠；实验周期最短；成本最低。