本文主要想和大家一起探討DOE的正確實施步驟，及為什么DOE比較難推廣應用？或者說，我們需要克服那些障礙，才能讓實驗設計DOE這么好的工具被大家熟知并使用？

提起DOE，很多人會說太難學了，沒有比較深厚的統(tǒng)計基礎根本學不會；我們公司做試驗很少，不需要DOE。試驗設計DOE方法是基于統(tǒng)計學的一個質(zhì)量管理工具，其原理對于沒有數(shù)理統(tǒng)計基礎的人來說，比較難以理解掌握；試驗設計DOE方法在使用過程中，有大量復雜運算，出錯幾率較高。

然而，以上種種，在當前已經(jīng)都不是問題。DOE應用過程中的各種步驟、方法按部就班，逐步完成。DOE的運算部分有了MINITAB軟件的幫助，更是變得超出想象的便捷。

DOE的正確實施步驟

**步：確定目標

通過控制圖、故障分析、因果分析、失效分析、能力分析等工具的運用，或者是直接實際工作的反映，會得出一些關鍵的問題點，它反映了某個指標或參數(shù)不能滿足需求，但是針對這樣的問題，可能運用一些簡單的方法根本就無法解決，這時候可能就會想到試驗設計。對于運用試驗設計解決的問題，首先要定義好試驗的目的，也就是解決一個什么樣的問題，問題帶來了什么樣的危害，是否有足夠的理由支持試驗設計方法的運作，試驗設計必須花費較多的資源才能進行，而且對于生產(chǎn)型企業(yè)，試驗設計的進行會打亂原有的生產(chǎn)穩(wěn)定次序，所以確定試驗目的和試驗必要性是首要的任務。隨著試驗目標的確定，還必須定義試驗的指標和接受的規(guī)格，這樣的試驗才有方向和檢驗試驗成功的度量指標。這里的指標和規(guī)格是試驗目的的延伸和具體化，也就是對問題解決的著眼點，指標的達成就能夠意味著問題的解決。

第二步：剖析流程

關注流程，應該具備的習慣，就像很多企業(yè)做水平對比一樣，經(jīng)常會有一個誤區(qū)，就是只講關注點放在利益點上，而忽略了對流程特色的對比，試驗設計的展開同樣必須建立在流程的深層剖析基礎之上。任何一個問題的產(chǎn)生，都有它的原因，事物的好壞、參數(shù)的便宜、特性的欠缺等等都有這個特點，而諸多原因一般就存在于產(chǎn)生問題的流程當中。流程的定義非常的關鍵，過短的流程可能會拋棄掉顯著的原因，過長的流程必將導致資源的浪費。有很多的方式來展開流程，但有一點必須做到，那就是盡可能詳盡的列出可能的因素，詳盡的因素來自于對每個步驟地詳細分解，確認其輸入和輸出。其實對于流程的剖析和認識，就是改善人員了解問題的開始，因為并不是每個人都能掌握好我們所關注的問題。這一步的輸出，使企業(yè)的改善人員能夠了解問題的可能因素在哪里，雖然不能確定哪個是重要的，但至少確定一個總的方向。

第三步：篩選因素

流程的充分分析，使有了非常寶貴的資料，那就是可能影響關注指標的因素，但是到底哪個是重要的呢？對一些根本就不或微小影響因素的全面試驗分析，其實就是一種浪費，而且還可能導致試驗的誤差。因此將可能的因素的篩選就有必要性，這時，不需要確認交互作用、高階效應等問題，目的是確認哪個因素的影響是顯著的?？梢允褂靡恍┑徒馕龆鹊膬伤皆囼灮蛘邔ｉT的篩選試驗來完成這個任務，這時的試驗成本也將*小處理。而且對于這一步任務的完成，可以應用一些歷史數(shù)據(jù)，或者完全可靠的經(jīng)驗理論分析，來減少試驗因子，當然要注意一點就是，只要對這些數(shù)據(jù)或分析有很小的懷疑，為了試驗結(jié)果的可靠，可以放棄。篩選因素的結(jié)果，掌握了影響指標的主要因素，這一步尤為關鍵，往往在現(xiàn)實中是通過完全的經(jīng)驗分析得出，甚至抱著可能是的態(tài)度。

第四步：快速接近

通過篩選試驗找到了關鍵的因素，同時篩選試驗還包含一些很重要的信息，那就是主要因素對指標的影響趨勢，這是必須充分利用的信息，它可以快速的找到試驗目的的可能區(qū)域，雖然不是很確定，縮小了包圍圈。這時一般使用試驗設計中的快速上升（下降）方法，它是根據(jù)篩選試驗所揭示的主要因素的影響趨勢來確定一些水平，進行試驗，試驗的目的就像我們在尋找罪犯一樣的縮小嫌疑范圍，得出的一個結(jié)論就是，企業(yè)的改善*優(yōu)點就在因素的*終反映的水平范圍內(nèi)，離成功更近了一步。

第五步：析因試驗

在篩選試驗時沒有強調(diào)因素間的交互作用等的影響，但給出了主要的影響因素，而且快速接近的方法，使我們確定了主要因素的大致取值水平，這時就可以進一步的度量因素的主效應、交互作用以及高階效應，這些試驗是在快速接近的水平區(qū)間內(nèi)選取得，所以對于*終的優(yōu)化有顯著的成效，析因試驗主要選擇各因素構(gòu)造的幾何體的頂點以及中心點來完成，這樣的試驗構(gòu)造，可以確定對于指標的影響，是否存在交互作用或者那些交互作用，是否存在高階效應或者哪些高階效應，試驗的*終是通過方差分析來檢定這些效應是否顯著，同時對以往的篩選、快速接近試驗也是一個驗證，但不宜就在這樣的試驗基礎上就來描述指標與諸主效應的詳細關系，因為對于3個水平點的選取，試驗功效會有不足的可能性。

第六步：回歸試驗

在析因試驗中，確定了所有因素與指標間的主要影響項，但是考慮到功效問題，我們需要進一步的安排一些試驗來*終確定因素的*佳影響水平，這時的試驗只是一個對析因試驗的試驗點的補充，也就是還可以利用析因試驗的試驗數(shù)據(jù)，只是為了*終能夠優(yōu)化我們的指標，或者說有效全面的構(gòu)建因素與水平的相應曲面和等高線，我們增加一些試驗點來完成這個任務。試驗點一般根據(jù)回歸試驗的旋轉(zhuǎn)性來選取，而且它的水平應該根據(jù)功效、因子數(shù)、中心點數(shù)等方面的合理設置，以確?；貧w模型的可靠性和有效性。這些試驗的完成，我們就可以分析和建立起因素和指標間的回歸模型，而且可以通過優(yōu)化的手段來確定*終的因子水平設定。當然為了保險起見，我們*后在得到*佳參數(shù)水平組合后進行一些驗證試驗來檢驗結(jié)果。

第七步：穩(wěn)健設計

試驗設計的目的就是希望通過設置可以調(diào)控的一些關鍵因素來達到控制指標的目的，因為對于指標來講是無法直接控制的，試驗設計提供了這種可能和途徑，但是在現(xiàn)實中卻還存在一類這樣的因素，它對指標影響同樣的顯著，但是它很難通過人為的控制來確保其影響*優(yōu)，這類因素一般稱為噪聲因素，它的存在往往會使試驗成果功虧一簣，所以對待它的方法，除了盡量的控制之外可以選用穩(wěn)健設計的方法，目的是這些因素的影響降低至*小，從而保證指標的高優(yōu)性能。事實上這些因素是普遍存在的，例如汽車行駛的路面，不可能保證都是在高級公路上，那么對于一些差的路面，怎樣來設計出高性能呢？這時會選擇出一些抗干擾的因素來緩解干擾因素的影響，這就是穩(wěn)健設計的意圖和途徑。通常會經(jīng)常使用在設計和研發(fā)階段，但有時也會隨著問題的產(chǎn)生而暴露出來，但提出一個問題了，重新選定主要因素的水平會不會帶來指標的振蕩和劣化，這是完全有可能的，可以通過EVOP等途徑來重新設定以保證因素更改后的輸出效果。

DOE為什么難推行？

試驗設計DOE的應用，為企業(yè)的突破性改進提供了有力的工具和支持?；蛟S您公司流程穩(wěn)定沒變化很久了，但是這個流程是不是您滿意的流程呢？有沒有改善的空間呢？即使沒有新產(chǎn)品的開發(fā)，各種制造過程的改善也可以借助于DOE方法。所以說，“DOE不適合你們組織”，或者“DOE在你們公司沒有用”，這些觀念都是錯誤的。

在我們學習了DOE試驗設計工具，也覺得它是非常好的方法，打算在您的工作中開始使用的時候，也還會碰到很多障礙，而這些障礙常常讓DOE的應用又回到了原點。所以克服下面的這些障礙也至關重要。

障礙1：相關部門不配合工作。

很多人認為DOE是研發(fā)部門，甚至是個別改善工程師自己的工作。我不會DOE，所以我不想?yún)⑴cDOE的任何工作，這是很多一線員工的真實想法。只有調(diào)動他們的積極性，指導他們?nèi)ネ瓿梢淮未蔚脑囼?，收集?shù)據(jù)，然后工程師進行數(shù)據(jù)分析，得出改進報告等。DOE的項目負責人除了懂DOE技術外，也需要有工作凝聚力和權(quán)限，能夠制定清晰的工作計劃，發(fā)動研發(fā)、生產(chǎn)、品質(zhì)等各部門的相關員工積極加入。另外，DOE技術非常需要領導層的支持。很多公司的科研和生產(chǎn)設備是在一起的，在做試驗時，無疑會打亂、影響生產(chǎn)節(jié)奏，這就需要生產(chǎn)部門的配合，而這種配合，有時是一線員工無法決定的。領導層對DOE 改進工作的支持，是他們勇于試驗，從而做出成績的基礎。

障礙2：DOE工程師個性妥協(xié)不堅持。

很多公司的DOE工作是員工本職工作以外，額外增加的工作，因此在進行過程中難免會遇到一些障礙。這些都需要工程師不斷地去清晰各部門需要配合的具體工作內(nèi)容，跟蹤并促進工作進度，有的DOE項目工程師靠自己的努力就可以順利完成，更多的項目則需要工程師能夠像個項目經(jīng)理一樣，除了自己堅持完成自己的工作之外，協(xié)調(diào)、溝通、利用各種借力打力的方法讓試驗順利完成，任何的懶惰、不承擔，都會讓DOE停下來，半途而廢。

障礙3：工程師們脫離現(xiàn)場。

試驗的過程看似參數(shù)、方案都已經(jīng)制定完美了，但在真實工作場合還是會有各種意外的輸入影響著試驗的結(jié)果。工程師們簡單把試驗委派給基層員工，他們通常只負責按照要求完成試驗，試驗過程中很多看似微不足道的因素并不在他們考慮、收集的范圍之內(nèi)。而“現(xiàn)場”常常是蘊含了*多奧秘的地方。關注現(xiàn)場，是解決問題必不可少的環(huán)節(jié)，切忌高高在上，紙上談兵。

有個公司，他們的產(chǎn)品質(zhì)量一直非常穩(wěn)定，可是*近突然出現(xiàn)了問題，據(jù)操作人員認為所有的操作都和過去完全一樣，沒有變化。面對堆積的訂單，波動的質(zhì)量，公司上下都焦灼起來。技術經(jīng)理和老總開始一起蹲現(xiàn)場。他們一遍遍地重復流程，觀察各個過程，各個細節(jié)，像個偵探一樣，然后又一遍遍地檢驗結(jié)果，終于在現(xiàn)場找到了答案。而影響工藝穩(wěn)定性的是一個非常小的操作習慣，小到他們從來沒有認為這個重要，所以都沒有在作業(yè)指導書中進行明確規(guī)定。舉這個小例子，就是告訴工程師，影響試驗結(jié)果的因素很多，除了你列出的因子和你認為影響較小的因子，現(xiàn)場也許也會有更多的因素存在。你可以有各種理由無法在試驗現(xiàn)場，但是這樣可能錯過發(fā)現(xiàn)“秘密”的機會。所以，一定要創(chuàng)造機會和現(xiàn)場親密接觸。