Thiết kế thử nghiệm - DOE là gì? Các bước tiến hành Thiết kế thử nghiệm - CÔNG TY TNHH TƯ VẤN NĂNG SUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG QUỐC TẾ

TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THỬ NGHIỆM (DOE)

Thiết kế thử nghiệm hay Design Of Experiment (DOE) được định nghĩa là một nhánh của thống kê ứng dụng liên quan đến việc lập kế hoạch, tiến hành, phân tích và giải thích các thử nghiệm có kiểm soát để đánh giá các yếu tố kiểm soát giá trị của một tham số hoặc một nhóm tham số.

DOE

DOE là một công cụ thu thập và phân tích dữ liệu mạnh mẽ có thể được sử dụng trong nhiều tình huống thử nghiệm khác nhau.

Nó cho phép thao tác nhiều yếu tố đầu vào, xác định ảnh hưởng của chúng đối với đầu ra mong muốn (phản hồi). Bằng cách thao tác nhiều đầu vào cùng một lúc, DOE có thể xác định các tương tác quan trọng có thể bị bỏ sót khi thử nghiệm với một yếu tố tại một thời điểm. Tất cả các kết hợp có thể có có thể được khảo sát hoặc chỉ một phần của các kết hợp có thể có.

Một thử nghiệm được lập kế hoạch và thực hiện có chiến lược có thể cung cấp rất nhiều thông tin về tác động lên biến phản hồi do một hoặc nhiều yếu tố. Nhiều thử nghiệm liên quan đến việc giữ các yếu tố nhất định không đổi và thay đổi mức của một biến khác. Tuy nhiên, phương pháp tiếp cận “một nhân tố tại một thời điểm” (OFAT) này để xử lý tri thức, tuy nhiên, không hiệu quả khi so sánh với việc thay đổi mức nhân tố đồng thời.

NỘI DUNG CỦA CÔNG CỤ THIẾT KẾ THỬ NGHIỆM (DOE)

2.1. Các bộ phận của thiết kế thử nghiệm

Nhiều phương pháp thống kê hiện nay đối với các thí nghiệm được thiết kế bắt nguồn từ công trình nghiên cứu của R. A. Fisher vào đầu thế kỷ 20. Fisher đã chứng minh việc dành thời gian để xem xét nghiêm túc việc thiết kế và thực hiện một thử nghiệm trước khi thực hiện đã giúp tránh được các vấn đề thường gặp trong phân tích. Các khái niệm chính trong việc tạo thử nghiệm được thiết kế bao gồm chặn, ngẫu nhiên hóa và sao chép.

Chặn: Khi việc chọn ngẫu nhiên một yếu tố là không thể hoặc quá tốn kém, việc chặn cho phép bạn hạn chế ngẫu nhiên bằng cách thực hiện tất cả các thử nghiệm với một cài đặt của yếu tố và sau đó là tất cả các thử nghiệm với cài đặt khác.
Ngẫu nhiên hóa: Đề cập đến thứ tự thực hiện các thử nghiệm của một thử nghiệm. Một chuỗi ngẫu nhiên giúp loại bỏ ảnh hưởng của các biến không xác định hoặc không kiểm soát được.
Nhân rộng: Sự lặp lại của một phương pháp điều trị thử nghiệm hoàn chỉnh, bao gồm cả việc thiết lập.

Khuyến khích phương pháp tiếp cận lặp đi lặp lại để đạt được kiến thức, thường bao gồm các bước liên tiếp sau:

Một thiết kế sàng lọc thu hẹp khoảng của các biến được đánh giá.
Một thiết kế “giai thừa đầy đủ” nghiên cứu phản ứng của mọi sự kết hợp của các yếu tố và mức độ yếu tố, đồng thời cố gắng khoanh vùng vào một vùng giá trị mà quá trình gần đạt đến mức tối ưu hóa.
Bề mặt phản hồi được thiết kế để lập mô hình phản hồi.

2.2. Các trường hợp sử dụng DOE

Sử dụng DOE khi nghi ngờ có nhiều yếu tố đầu vào ảnh hưởng đến đầu ra. Ví dụ, có thể mong muốn hiểu được ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên độ bền của liên kết keo.

DOE cũng có thể được sử dụng để xác nhận các mối quan hệ đầu vào / đầu ra bị nghi ngờ và để phát triển một phương trình dự đoán phù hợp để thực hiện phân tích điều gì xảy ra.

2.3. Thiết kế mẫu và ví dụ thí nghiệm

Thiết lập DOE bắt đầu với bản đồ quy trình. ASQ đã tạo một thiết kế mẫu thử nghiệm (Excel) có sẵn để tải xuống và sử dụng miễn phí. Bắt đầu DOE của bạn với ba bước:

Có được sự hiểu biết đầy đủ về các đầu vào và đầu ra đang được điều tra. Một sơ đồ quy trình hoặc bản đồ quy trình có thể hữu ích. Tham khảo ý kiến của các chuyên gia về chủ đề khi cần thiết.
Xác định thước đo thích hợp cho đầu ra. Một biện pháp thay đổi được ưu tiên hơn. Nên tránh các biện pháp thuộc tính (đạt / không đạt). Đảm bảo hệ thống đo ổn định và có thể lặp lại.
Tạo một ma trận thiết kế cho các yếu tố đang được điều tra. Ma trận thiết kế sẽ hiển thị tất cả các kết hợp có thể có của các mức cao và thấp cho mỗi yếu tố đầu vào. Các mức cao và thấp này có thể được mã hóa là +1 và -1. Ví dụ: thử nghiệm 2 yếu tố sẽ yêu cầu 4 lần chạy thử nghiệm:

Lưu ý: Số lần chạy thử nghiệm cần thiết có thể được tính bằng công thức 2n, trong đó n là số yếu tố.

Đối với mỗi đầu vào, hãy xác định mức cao và thấp cực kỳ (nhưng thực tế) mà bạn muốn điều tra. Trong một số trường hợp, mức cực đoan có thể vượt quá mức hiện đang được sử dụng. Các mức độ cực đoan được lựa chọn phải thực tế, không vô lý. Ví dụ:

Nhập các yếu tố và cấp độ cho thử nghiệm vào ma trận thiết kế. Thực hiện từng thí nghiệm và ghi lại kết quả.

Tính ảnh hưởng của một yếu tố bằng cách lấy trung bình dữ liệu thu thập được ở cấp độ thấp và trừ nó cho giá trị trung bình của dữ liệu thu thập được ở cấp độ cao. Ví dụ:

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sức mạnh:

(51 + 57) / 2 – (21 + 42) / 2 = 22,5 lbs

Ảnh hưởng của áp lực lên sức mạnh:

(42 + 57) / 2 – (21 + 51) / 2 = 13,5 lbs

Sự tương tác giữa hai yếu tố có thể được tính toán theo cùng một kiểu. Đầu tiên, ma trận thiết kế phải được sửa đổi để thể hiện mức độ tương tác cao và thấp. Các mức được tính bằng cách nhân các mức được mã hóa cho các yếu tố đầu vào hoạt động trong tương tác. Ví dụ:

Tính ảnh hưởng của tương tác như cũ. Ảnh hưởng của tương tác lên sức mạnh:

(21 + 57) / 2 – (42 + 51) / 2 = -7,5 lbs

Tác động tiêu cực của sự tương tác dễ dàng nhận thấy nhất khi áp suất được đặt thành 50 psi và nhiệt độ được đặt thành 100 độ. Giữ nhiệt độ ở 200 độ C sẽ tránh ảnh hưởng tiêu cực của tương tác và giúp đảm bảo keo dính chặt.

LỢI ÍCH CỦA CÔNG CỤ THIẾT KẾ THỬ NGHIỆM

Một thử nghiệm được thực hiện tốt có thể cung cấp câu trả lời cho các câu hỏi như:

Các yếu tố quan trọng trong một quá trình là gì?
Ở những cài đặt nào, quá trình sẽ mang lại hiệu suất có thể chấp nhận được?
Các tác động quan trọng, chính và tương tác trong quy trình là gì?
Cài đặt nào sẽ mang lại ít biến động hơn trong kết quả đầu ra?

DỊCH VỤ CỦA IPQ

Hiện nay, Thiết kế thử nghiệm hay Design Of Experiment là một trong các công cụ của Lean Six Sigma được IPQ áp dụng vào Quy trình tư vấn năng suất của mình.

Quá trình tư vấn của IPQ sẽ giúp các giúp các doanh nghiệp cải tiến, nâng cao hiệu quả các nguồn lực Công ty, giúp khách hàng đạt được các mục tục tiêu đề ra. Khi đồng hành cùng với dịch vụ tư vấn Năng suất và Chất lượng của IPQ, quý khách hàng sẽ nhận được nhiều giá trị sau:

Dịch vụ tư vấn của IPQ được thực hiện một cách hiệu quả đáp ứng yêu cầu của khách hàng.
Khách hàng được theo dõi, giám sát và hỗ trợ quá trình tư vấn dễ dàng.
Tạo điều kiện cho thu thập, phân tích, sử dụng và chia sẻ dữ liệu/ thông tin với khách hàng.

Vì vậy, nếu quý khách hàng có nhu cầu, xin hãy liên hệ với IPQ thông qua các phương tiện sau:

☎️ Điện thoại: 0915.69.4141

📧 Email: info@ipq.com.vn

🌐 Web: www.ipq.com.vn

Facebook: IPQ – Năng suất chất lượng

BẠN CÓ THỂ QUAN TÂM