dod培训？doe课程目的及必要性！

如果你是工业界的工程师，并为 DOE 实验设计所苦，那么我必须恭喜你，你来对地方了。

长久以来，培训机构和国外软件总是把所有人都当成统计学家或科学家，导致实验设计这个好东西在工业界一直难以落实。如果实验设计对工程师的你，高不可攀，很难理解，其实不是你的问题。因为你只要用对的方法，选对的工具，也可以轻松驾驭它。本案例能帮助你快速正确运用『田口实验设计』方法，并搭配『易得太田口实验设计』软件神器，让你从深奥的统计学里解放出来，不须复杂的理论和计算，只须专注于你的行业专业，从工程师的角度出发，直观简单的解决问题。

以下用一个案例来说明。

某磁砖制造公司买了一套制造磁砖的烧窑设备。使用一段时间后，发现磁砖有很多不良品。原因是烧窑设备的温度分布不均匀，造成了磁砖厚度的不良。设备商说可以修改设备的设计就能解决，不过需另外再花一笔大钱。这家磁砖制造公司决定研究看能否透过优化磁砖制程的方法，来降低磁砖不良品。

首先，尽可能列出影响磁砖尺寸的所有因素，主要有以下 9 个可能因素：

1. 石灰石含量
2. 寿山石含量
3. 寿山石种类
4. 烧粉含量
5. 添加物粒径
6. 窑烧程序
7. 长石含量
8. 黏土种类
9. 磁砖在台车的位置

前面 8 个因素属于磁砖制造的配方因素，是工程师能够控制的，暂且称它为可控因素，工程师希望找到可控因素的某个条件，这时的磁砖不良品会最少。但最后一个因素『磁砖在台车的位置』，则是工程师不能够控制的。

为了分析每个配方因素对磁砖尺寸的影响情况，需要先决定每个配方因素的变动条件。每个配方因素的变动条件，则考虑其实际机能的最大范围。

例如，『石灰石含量』目前的生产条件是『1%』，实际最小可以到『0%』，最大可以到『63%』。但已知减少『石灰石含量』对降低磁砖尺寸不良没有帮助，所以不考虑『0%』。因此，『石灰石含量』就有『1%』和『5%』两种变动条件。

『寿山石含量』目前的生产条件是『53%』，实际最小可以到『43%』，最大可以到『63%』。因此，『寿山石含量』就有『43%』、『53%』和『63%』三种变动条件。

『寿山石种类』目前的生产条件是『S-type』，实际最极端可以选择『M-type』和『T-type』。因此，『寿山石种类』就有『M-type』、『S-type』和『T-type』三种变动条件。

『烧粉含量』目前的生产条件是『1%』，实际最小可以到『0%』，最大可以到『3%』。因此，『烧粉含量』就有『0%』、『1%』和『3%』三种变动条件。

『添加物粒径』目前的生产条件是『Standard』，实际最小可以到『Smaller』，最大可以到『Larger』。因此，『添加物粒径』就有『Smaller』、『Standard』和『Larger』三种变动条件。

『窑烧程序』目前的生产条件是『Type-2』，实际最极端可以选择『Type-1』和『Type-3』。因此，『窑烧程序』就有『Type-1』、『Type-2』和『Type-3』三种变动条件。

『长石含量』目前的生产条件是『4%』，实际最小可以到『0%』，最大可以到『7%』。因此，『长石含量』就有『0%』、『4%』和『7%』三种变动条件。

『黏土种类』目前的生产条件是『K+G』，实际最极端可以选择『K-type』和『G-type』。因此，『黏土种类』就有『K-type』、『K+G』和『G-type』三种变动条件。

上面 8 个配方因素的变动条件总共有 2x3x3x3x3x3x3x3 = 4374 种组合条件。

例如，第 1 种条件：

• 石灰石含量 = 1%
• 寿山石含量 = 43%
• 寿山石种类 = M-type
• 烧粉含量 = 0%
• 添加物粒径 = Smaller
• 窑烧程序 = Type-1
• 长石含量 = 0%
• 黏土种类 = K-type

第 4374 种条件：

• 石灰石含量 = 5%
• 寿山石含量 = 63%
• 寿山石种类 = T-type
• 烧粉含量 = 3%
• 添加物粒径 = Larger
• 窑烧程序 = Type-3
• 长石含量 = 7%
• 黏土种类 = G-type

磁砖厚度的规格范围是 10 ± 0.15 mm，假定现在生产出来 1000 块磁砖，希望不良品越少越好，这 1000 块磁砖厚度的均值须尽量接近 10 mm，而且这 1000 块磁砖厚度的变异（波动）越小越好，也就是这 1000 块磁砖的厚度大家都十分接近 10 mm，而不是有些磁砖的厚度很靠近 10 mm，有些磁砖的厚度很大，有些磁砖的厚度很小。

好比人体的血压，希望控制在某个理想值，不光血压的均值接近理想值，还不要有太大波动。

又譬如射箭比赛中，弓箭射到越接近靶心位置，分数越高。如两支箭射到左右两旁掉落地上，虽然两支箭的平均位置落在靶心附近，但仍是零分。

最后一个因素『磁砖在台车的位置』虽然不是工程师能够控制的，不属于配方因素，但却可用来衡量、计算 8 个配方因素 4374 种变动条件的每一种条件磁砖厚度的不良状况。我们评估磁砖厚度的不良状况，不用不良率，而改用均值和信噪比（初学者可以先不管『信噪比』背后的理论，只需要知道『信噪比』越大越好即可）这两种指标，因为后者更能准确有效的优化磁砖厚度的整体表现。

所以，工程师的目标很明确，同时也是我们后面实验的目的，就是从 8 个配方因素共 4374 种条件当中，找到一组最优配方，它的均值最接近目标值 10 mm，而且它的信噪比最大，信噪比最大表示变异（波动）最小。因此，这组最优配方的不良率将会最小。

针对『磁砖在台车的位置』工程师选定了 7 个位置。一种配方因素的条件，需要做 1 次实验，1 次实验可以获得 7 个位置的磁砖厚度数据，由此可以计算这 7 个数据的均值和信噪比。

8 个配方因素共 4374 种条件，就需要做 4374 次实验。当然不可能做这么多实验，因此，才需要田口实验设计，让实验次数尽量少，同时又能获得最多优化的信息。经由『易得太田口实验设计』软件的建议，只需要做 18 次实验。原来要做 4374 次实验，现在只要 18 次实验，18/4374 = 1/243，节省了大量的时间和成本。

做完 18 次实验，将实验数据输入到『易得太田口实验设计』软件当中，可立即获得配方因素的最优条件如下表：

上表中，将配方因素分成『降低变异』、『调整均值』和『降低成本』三类。

属于『降低变异』这类的配方因素有『添加物粒径』、『石灰石含量』和『黏土种类』，表示只有这三种配方因素对『降低变异』有明显影响，同时将其条件分别设置在『Smaller』、『5%』和『K+G』，这样会使变异最小。

属于『调整均值』这类的配方因素有『窑烧程序』和『寿山石含量』，表示只有这两种配方因素对『调整均值』有明显影响，同时将其条件分别设置在『Type-2』和『53%』，这样会使均值最接近目标值 10 mm。

最后，属于『降低成本』这类的配方因素有『烧粉含量』和『长石含量』，表示这两种配方因素对『降低变异』和『调整均值』都没有明显影响，也就是和磁砖厚度的优化没有半毛钱关系，可以设置成任意条件，例如，最低成本的条件。并不是所有的配方因素最后都一定需要设置成某个条件，与优化无关的配方因素，可以不用管它。

一般国外软件如 Ｍx 和 Jx，只能做到半成品，无法获得最终结果。然而『易得太田口实验设计』能直接智能产生最终结果。

有没有很简单？如此简单高效的实验设计神器，你一定要试试喔。