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1、,S I G M A,实验设计,实验设计介绍,S I G M A,Version Nov 2002,Page,6Sigma 实验设计课程规划 各节内容 Y1.课程介绍 Y2.实验设计介绍 Y3.全因数 Y4.部分因数 Y5.实验设计规划 Y6.案例,S I G M A,实验设计-1,全因数,S I G M A,根本原因分析的两种方法 (Two method for root cause analysis),Page,Version Nov 2002,1. 用历史数据观察流程 Y 散布图，进行图，控制图，分层(scatterplot/run chart/control chart/deplay
2、Y 相关性，差异分析，回归分析 (correlation/ANOVA/regression) 2. 流程的实验，用一个规划好的方法变流程并 衡量结果 Y 实验设计 实验设计是有效率和有效果地探究许多流程 变量（X）和产出衡量或关键量点（Y）的因 果关系的一种方法。,S I G M A,使用历史数据的一些限制 some limitation when using history data,Page,Version Nov 2002,记录常是不完整的( Y省略的变量（X） Y缺少的值或观察数据 Y包含数据惧错误 流程变量通常是有相互关系的 重要变量可能没有变化得足够充分到能了解它 们的影响的程度
3、通常来就，必要数据不是立刻可得到的，获得 正确数据是非常必要的。,识别关键变量,(Identify key variables) S I G M A 历史方法(history method),S I G M A,练习：确定最佳关键变量设 置-历史方法 目标:,Page,Version Nov 2002,了解到识别影响化学流程产量的关键变量的难点（30分钟） 说明： 用下页的信息来设置一个衡量计划，从而发现能使流程产量 最大化的各变量最好设置。 D 每个实验运行成本$2,000 D 你对初始调查的总体预算是$30,000 D 如果有足够的证据，另外有$50,000可用于将来的研究 确定在给定的不
4、同标准内可能的变量组合总数 确定在现在预算内你可作出的变量组合总数 你会检验什么组合？ 你用什么策略来识别关键变量？,S I G M A,练习：确定最佳关键变量设 置-历史方法,Page,Version Nov 2002,练习： 流程中的关键变量是： Y原料卖主。（A，B，C） Y原料放进混合桶中的温度。（高，中，低） Y在混合桶顶部的温度。 （高，中，低） Y在混合桶底部的温度。 （高，中，低） Y混合桶中的压力。（高，中，低） Y桶中的原料量。（20,50,100,150公吨） Y原料拿离混合桶的温度。（高，中，低）,S I G M A,识别关键变量-历史方法概要,Page,Version
5、 Nov 2002,Y 1.确定给定不同标准内可能的变量组合总数。 3x3x3x3x3x4x3=2,916个组合 Y 2.确定在现有预算内你可作出的变量组合数 Y 3.你会检验什么组合 Y 4.你用什么策略来识别关键变量 两个常用策略是 Y 一次一个因素 Y 一次多个因素 多数人由他们能作出的最佳猜测开始，然后一次改变一个变量。 这就是我们多数人是学习实验的方法，这也是在工程学校中所教 授的。 一次改变一个变量让你可看见这个变量的效果，但是可能导致额 处时间和成本的浪费。,S I G M A,识别关键变量-历史方法概要,Page,Version Nov 2002,同时改变多种因素 Y 一次改变
6、多种因素也是一个非常普通的实验方法 当小级做以下事时，他们常会选用这个方法 Y 集体讨论可能改进流程的方法。 Y 择优选用个人想法 Y 实施所有你一次可做到的高优先权想法。 这个方法的问题 Y 你不知道什么样变化是对结果的改进负责的 Y 你或许把变量维持在减少你效力的水平上。 Y 了解每个变化的成本/收益事项是不可能的。 这些方法是可用的，但是良好的实验设计会是更有效 率及效力的方法。,S I G M A,识别关键变量-历史方法概要 实验设计 很有代表性的，你对结果的直觉很砂会与设计 好的实验结果相一致。你将发现你经常会学习 某些高出或低于你直觉的事。 这就是6Sigma是有关什么的-使数据基
7、于如何 改进流程的决定 设计良好并以统计为基础的实验可提供高质 量，含大量信息的数据,Page,Version Nov 2002,S I G M A,全因数-介绍,实验设计,S I G M A,实验设计的介绍,Page,Version Nov 2002,实验设计是一种组织我们的思想，从而检测我们确信 对关键质量点有影响的X变量的方法。 它在6Sigma中的目标主要是识别重要的少数因素，知 道并了解关键流程变量对关键质量点的影响。 实验设计基于由以下获得的知识： Y 分析流程业绩表现 Y 了解变量间的关系 Y 制定有关根本原因的假设 实验设计帮助我们检测这些假设，以核实并了解流程 中所做的改进。
8、,S I G M A,流程的实验 对流程知识的系统追求,实验设计帮助规划，收集特殊数据并确认流程的理论。一个黑带或流程拥有者通常会自有一 套有关不同变量是如何影响关键质量点的理论。 这个方法是对流程知识的系统追求。,业务流程,客户,数据,数据,流程知识增加,计划,计划,分析,分析,理论,Page,Version Nov 2002,理论,理论,S I G M A,实验设计,Page,Version Nov 2002,确定流程和产出衡量之间的关系 识别差异的“重要少数”来源 提供“重要少数据”对回应变量（关键质量点）影响的 衡量。 提供比一次检测一个因素更有效的衡量和更高质量的 数据 最小化你必须
9、执行的检测次数 目标：提高发现“重要少数”的可能性 “为确定在你干涉流程时会发生什么事，你必须干涉流 程，非凡不是被动观察它”George Box,S I G M A,使用统计设计实验的好处 检测的系统方法 发展高质量的数据 评估大量变量 控制有损害的变量 对效果的定量估计 不确定性的衡量 有效力和有效率的数据使用,Page,Version Nov 2002,S I G M A,3个因素：一次一个的策略,2个标准,低设置 +设置,Page,Version Nov 2002,S I G M A,3个因素：一次一个的策略,少了哪些因素设置的组合？ 5 6 7 8,低设置 +设置,Page,Vers
10、ion Nov 2002,S I G M A,3个因素：一次一个的策略,Page,Version Nov 2002,5 6 7 8,低设置 +设置,S I G M A,一次改变一个因素对比实验设计,设计好的实验优点 增加两倍有关从标准A到新A产生影响的信息 增加两倍有关从标准B到新B产生影响的信息 有关A和B的影响是否是添加的信息（它们是互相影响 或是有结合在一起的影响吗？）,标准,标准,因素B,因素A,新,标准,标准,因素B,因素A,新,对两个有兴趣的因素的一次一个因素 对两个有兴趣的因素的设计实验 新 新,Page,Version Nov 2002,S I G M A,全因数,用MINIT
11、AB设计实验23范例,S I G M A,设计一个全因数23实验,一个全因数设计能检验所有标准上的全部因素。 Y 它使用整个设计空间 Y 它检测所有标准上的全部因素以及它们的相互影响 23范例 Y 2是每个因素（变量）的标准数 Y 3是因素的数量,23,因素的数量=3,因素的标准=2,Page,Version Nov 2002,S I G M A,3个因素：全因数排列,Page,Version Nov 2002,对于3个因素，每个在2个标准上，有23 =2x2x2=8个因素设置的组 合，注意标准次序内的因素的设置模型。,S I G M A,一个23因数排列范例 对三个可能影响产量的因素,Pag
12、e,Version Nov 2002,因为重复模型而容易排列 包括了整个设计空间,2k实验的模型,试验数=（2个标准）（个因素） = 2k 因此，叫做“因数设计” 注意：每额外因素加倍了所 需的运行数。,X1 X2 X3 X4,XS5 M A,I. GXGk,1 2 3 4,5 6 7 8 9 10 11,12 13 14 15 16 17 18 19,20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31,32,.,.,. 2,Std. Order,# of k factors K=1,Page,Version Nov 2002,K=2,K=3,K=4,K=5,S I G M
13、 A,概要：因数策略（2）k,Page,Version Nov 2002,当因素增加，运行次数成指数倍增加 全因数设计包括了整个设计空间 有三个因素的实验设计空间可由一个立方体来表示 因为标准次序中的重复模型，所以全因数设计容易排 列。 2个标准实验的组合数= 2k，=2x2x22(k次），这里k= 因素数目 一次一个的设计探究了设计空间一个潜在易引起误解 的部分。,S I G M A,6Sigma实验,确定,衡量,分析,实验设计,XS,识别回应衡量YS 识别因素和 选择设计和障碍 任意排列 运行,实验分析,5. 收集资料,分析资料 得出结论 核实结果,改进,控制,Page,Version N
14、ov 2002,S I G M A,实验-实验设计范例,Page,Version Nov 2002,项目声明-背景 Y 产品的高失效率造成客户投诉，为此组建一个小组 D客户心声（VOC）显示了大多数的产品失效发生在首次使用时 D一个对退回产吕的工程分析识别出不合格产品是因为微电子部件 的损坏 D小组进行了根本原因分析并确定损坏以生在产品在传送带上的时 候 Y 对传送带的调查发现因为振动产生电火花引起产品漏电，从 而造成许多接地线的损坏。 现在的任务是识别最耐用的，能支持传送带的正常振 动的接地线 Y 小级由制订石川图开始工作，来识别有关接地线耐久性的关 键因素。,S I G M A,实验-石川
15、图,接地线的耐 久性,程序,环境,原料,人,原料,电镀,铜,A,B,尺寸,16量度,24量度,仓库,购买代理 供应商,请求人,清洁,检查,保护方法,原料,收到,检查,存储,包装,原因,结果,Page,Version Nov 2002,S I G M A,实验-石川图,Page,Version Nov 2002,小组识别出三个他们相信对接地线耐久性有最 大影响的因素。所这三个因素都与材料有关： Y 1.电线量度（尺寸） D16量度 D24量度 Y 2.电线类型（原料） D铜 D电镀铁 Y 3.电线厂商（供货商） DElco工业 D齿冠螺栓,S I G M A,MINITAB设计实验的步骤,步骤,Page,Version Nov 2002,MINITAB命令,识别回应衡量YS 识别因素和因素标准XS,Y=接地线的耐久性 STAT-DOE-CREATE FACTORIAL DESIGN Type of Design: 2 level factorial; Number of factors:3,3. 选择设计和障碍,Select Designs Full or fractional Number of replicates Number of blocks,4. 任意排列 运行,Select Factors Nam
