Thiết kế thực nghiệm giai thừa là gì? Một số lợi ích của công cụ này đối với doanh nghiệp

Như chúng ta đã biết, DOE hay thiết kế thử nghiệm, là một phương pháp thử nghiệm được thiết kế trong đó bạn thao tác các yếu tố có thể kiểm soát trong quy trình của mình ở các cấp độ khác nhau để xem ảnh hưởng của chúng đến một số biến phản hồi.

Bài viết này sẽ khám phá các cách tiếp cận khác nhau đối với DOE với trọng tâm cụ thể là Thiết kế thực nghiệm giai thừa. Hãy cùng IPQ tìm hiểu về những lợi ích của việc sử dụng Thiết kế thực nghiệm giai thừa.

TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM GIAI THỪA

Như đã nêu ở trên, tThiết kế thực nghiệm giai thừa hay Fractional Factorial Experiments là một trong một số cách tiếp cận để thiết kế và thực hiện một thử nghiệm nhằm xác định ảnh hưởng của các mức đầu vào khác nhau đối với kết quả đầu ra của bạn. Mục đích là xác định xem bạn sẽ tối ưu hóa kết quả đầu ra của mình ở cấp độ nào.

Ví dụ: nếu đầu ra của bạn là độ dày lớp phủ được áp dụng cho một tấm kim loại và các biến quy trình chính của bạn là tốc độ, nhiệt độ và độ nhớt của lớp phủ, thì bạn nên sử dụng kết hợp tốc độ, nhiệt độ và độ nhớt nào để có được độ dày tối ưu và nhất quán trên tấm kim loại?

NỘI DUNG CỦA THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM GIAI THỪA

Thiết kế thực nghiệm giai thừa sử dụng tất cả các kết hợp yếu tố có thể có được gọi là thiết kế giai thừa đầy đủ và số thử nghiệm tối thiểu bạn phải thực hiện được gọi là Runs.

Chúng ta có thể tính tổng số kết hợp nhân tố duy nhất bằng công thức đơn giản là Runs = 2^k, trong đó k là số biến và 2 là số cấp, chẳng hạn như (Cao/Thấp) hoặc (400 vòng/phút/800 vòng/phút).

Nhưng, điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có một Thiết kế thực nghiệm giai thừa đầy đủ 2 cấp, 7 yếu tố? Sau đó, chúng tôi sẽ có 2^7 lần chạy hoặc 128 lần chạy.

Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn không thể chạy toàn bộ tập hợp các kết hợp của một giai thừa đầy đủ? Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn gặp khó khăn về tiền tệ hoặc thời gian, hoặc quá nhiều biến số? Đây là lúc bạn có thể chọn chạy Thiết kế thực nghiệm giai thừacòn được gọi là DOE sàng lọc, chỉ sử dụng một phần nhỏ trong tổng số lần chạy. đó có thể là một nửa, một phần tư, một phần tám, v.v. tùy thuộc vào số lượng nhân tố hoặc biến.

Hoặc, trong ví dụ của chúng tôi, bạn có thể chạy 64, 32 hoặc 16 lần chạy. Mặc dù có một công thức để tính số lần chạy, nhưng chỉ cần bạn có thể tính toàn bộ số lần chạy theo giai thừa và chia cho phần mà bạn và Đai đen hoặc Đai đen bậc thầy xác định là tốt nhất cho thử nghiệm của bạn.

2.1. Sự quan trọng của Thiết kế thực nghiệm giai thừa

Điều quan trọng là phải hiểu rằng, trong khi Thiết kế thực nghiệm giai thừa sẽ giúp bạn tiết kiệm thời gian và tiền bạc, vì bạn đang sử dụng ít lần chạy hơn, bạn phải cân bằng điều đó với thông tin tương tác mà bạn sẽ mất.

Bạn cần biết tác động đầy đủ của các biến số của bạn đối với quá trình. Các biến quy trình của bạn có các tác động khác nhau đến kết quả đầu ra của bạn. Bạn cần toàn bộ bức tranh.

Thế giới không chỉ được tạo nên bởi những hiệu ứng chính. Tác động chính là những tác động riêng lẻ của từng yếu tố đến kết quả đầu ra. Nhưng thế giới phức tạp hơn thế, và hầu hết các kết quả là một hàm của các tương tác, không chỉ là các tác động chính. Bạn phải quyết định lượng thông tin về các tương tác mà bạn sẵn sàng cung cấp bằng cách thực hiện thử nghiệm giai thừa .

Kết luận có thể được đưa ra một cách chắc chắn về mặt thống kê. Bạn có thể xác định các tác động chính, một số Tương tác và các kết quả khác từ Thiết kế thực nghiệm giai thừa bằng cách sử dụng số liệu thống kê, do đó, các quyết định dựa trên ý nghĩa thống kê chứ không phải là linh cảm hoặc kết luận “sơ sài”.

Một ví dụ trong ngành về Thiết kế thực nghiệm giai thừa:

Một nhà sản xuất nước giải khát muốn giảm số lượng chai chứa quá nhiều trong dây chuyền sản xuất của mình. Ban lãnh đạo công ty cho rằng các yếu tố chính trong quá trình này là tốc độ chạy của máy, ca sản xuất, kích thước của chai, loại máy cụ thể được sử dụng, loại sản phẩm, áp suất vòi phun, tốc độ phân phối chất lỏng và mức độ cacbonat mong muốn. Đối với thử nghiệm 2 cấp, 8 yếu tố, số lần chạy bắt buộc sẽ là 256 lần chạy.

Thiết kế ban đầu của Master Black Belt bao gồm 100 chai mỗi lần chạy. Anh ta dự định lấy mức lấp đầy của 100 cái đó và sử dụng giá trị trung bình trong các phép tính. Chạy một chai duy nhất sẽ không thực tế. Sau khi suy nghĩ lại về thiết kế của mình, MBB quyết định chạy giai thừa 1/8 để sàng lọc bất kỳ yếu tố nào có vẻ không quan trọng. Điều này chỉ yêu cầu 32 lần chạy.

Họ xác định rằng, sau khi tính toán và phân tích, chỉ có ba yếu tố là có ý nghĩa thống kê, nhưng do độ phân giải thấp nên họ không thể học được gì về các tương tác. Sau đó, một giai thừa đầy đủ đã được chạy bằng cách sử dụng ba yếu tố.

Cài đặt tối ưu do thử nghiệm đề xuất đã được sử dụng trong một lần chạy xác nhận để xem liệu các thay đổi có thực sự cải thiện mức lấp đầy hay không. Nó đã làm được, và họ đã sao chép các cài đặt mới trên phần còn lại của máy.

Nói chung, các thử nghiệm được thiết kế là công cụ thống kê mạnh mẽ để hiểu quy trình của bạn và tối ưu hóa kết quả đầu ra của bạn. Bạn phải cẩn thận thực hiện Thiết kế thực nghiệm giai thừa với kế hoạch và kỷ luật để kết quả có ý nghĩa.

Trong Thiết kế thực nghiệm giai thừa, bạn sẽ xác định đầu ra thích hợp mà bạn muốn cải thiện và các yếu tố hoặc biến mà bạn tin rằng sẽ ảnh hưởng đến đầu ra đó. Khi bạn đã xác định được các yếu tố, bạn sẽ muốn xác định các cấp độ hoặc cài đặt bạn muốn khám phá và phần kết hợp duy nhất của các yếu tố và cấp độ. Phần này có thể được sử dụng để sàng lọc các yếu tố không liên quan, giúp bạn tiết kiệm thời gian và tiền bạc.

Thiết kế thực nghiệm giai thừa đầy đủ có thể được thực hiện sau đó với số lượng yếu tố có thể giảm đi.

Sau khi chạy thử nghiệm, bạn thường sẽ sử dụng gói phần mềm thống kê để phân tích kết quả của mình. Từ đó, bạn có thể thống kê các tác động chính của các yếu tố, tương tác giữa các yếu tố và các mức hoặc cài đặt tối ưu.

NHỮNG LỢI ÍCH VÀ BẤT LỢI KHI ÁP DỤNG THIẾT KẾ THỰC NGHIỆM GIAI THỪA

Thiết kế thực nghiệm giai thừa hoặc thiết kế sàng lọc khác có một số lợi ích nhưng cũng có nhược điểm, một số lợi ích như:

Chi phí thấp hơn: Có ít lần chạy hơn sẽ giảm chi phí thử nghiệm của bạn.
Tốc độ nhanh hơn: Nếu bạn đang sử dụng ít lần chạy hơn thì bạn sẽ có thể hoàn thành thử nghiệm của mình trong thời gian ngắn hơn.

Bên cạnh đó có một số bất lợi của Thiết kế thực nghiệm giai thừa như:

Mất thông tin: Vì bạn không chạy mọi kết hợp có thể có, bạn sẽ mất thông tin về các tương tác. Điều này cũng có nghĩa là bạn có độ phân giải thấp hơn.
Chạy phức tạp hơn: Việc biết những kết hợp nào để chọn cho thử nghiệm của bạn phức tạp hơn một giai thừa đầy đủ. Bạn phải cân bằng giữa độ phân giải và tính trực giao của bạn.

DỊCH VỤ CỦA IPQ

Hiện nay, Thiết kế thực nghiệm giai thừa 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