浅谈DOE-实验设计五步法

在六西格玛方法论的发展过程中，随着科技水平的发展，大量科学的思维方式与方法也被开发出来。其中DOE（Design of Experiment）-实验设计方法的形成，无疑是其中最重要的方法之一。 总结步骤如下：

  

第一步：设定目标

团队确认试验设计的目标是因子设计（确定哪些因子是显著因子）、还是回归设计（建立X与Y的关系式，找出X最佳设置使得Y达到最佳值）；亦或者是其他类型

第二步：选择过程变量。 过程变量包括输入和输出，即因子与响应。注意事项如下：

包含所有的重要因子（根据各种原因分析工具或分析阶段的结果进行判断）

在选择因子水平时，需要大胆一些，否则因子取值范围太小影响Y达到最优值；在因子设计中，又可以按因子水平的个数而分为二水平因子设计、三水平因子设计和混合水平因子设计几类。而实践证明：在因子设计中，使用二水平正交试验法，再加若干中心点的设计方法最简单有效。在因子设计中，又可分为全因子试验设计和部分因子设计两大类

避免不切实际或者出现约束条件外的因子水平设置

包括所以相关的响应，Y尽量选取连续型数据（相同功效下需要样本较少）

避免使用联合响应（即在DOE设计中指定1个Y输出进行试验）

第三步：选择实验设计

需要考虑如下关键因素：

试验限制条件

试验设计方法

噪声变量

随机化和分组

重复

样本容量

第四步：执行实验设计

选定了试验设计的类型，应用minitab进行试验计划矩阵，严格按照计划矩阵进行试验，除了记录响应变量的数据，其他环境的数据也需要记录以供后续分析使用。

第五步：分析并解释结果

将第四步中收集的数据（因子与响应）应用minitab选定对应的拟合模型、残差诊断、评估模型的适用性并设法改进模型，如果实验已达到目标，给出验证实验的预测值，然后进行试验验证。