Conception d'expériences

introduction

La conception des expériences (DOE) fait référence à une méthode structurée et planifiée, qui est utilisée pour trouver la relation entre différents facteurs (disons, variables X) qui affectent un projet et les différents résultats d'un projet (disons, variables Y).

La méthode a été inventée par Sir Ronald A. Fisher dans les années 1920 et 1930.

Dix à vingt expériences sont conçues où les facteurs applicables variaient méthodiquement. Les résultats des expériences sont ensuite analysés pour classer les conditions optimales afin de trouver les facteurs qui ont le plus d'influence sur les résultats ainsi que ceux qui n'en ont pas et pour identifier les interfaces et les synergies entre les facteurs.

Les DOE sont principalement utilisés dans le département de recherche et développement d'une organisation où la majorité des ressources est consacrée à des problèmes d'optimisation.

Afin de minimiser les problèmes d'optimisation, il est important de maintenir les coûts bas en menant peu d'expériences. La conception des expériences est utile dans ce cas, car elle ne nécessite qu'un petit nombre d'expériences, contribuant ainsi à réduire les coûts.

Concepts fondamentaux du DoE

Afin d'utiliser avec succès la conception d'expériences, il est important de respecter huit concepts fondamentaux.

Une fois que les huit étapes suivantes sont suivies séquentiellement, vous serez en mesure de recevoir un résultat positif de la conception des expériences.

Étape 1

Set Good Objectives:Avant de commencer à concevoir une expérience, il est important de définir son objectif. Avec un objectif défini, il est facile de filtrer les facteurs non pertinents pour l'expérience. De cette façon, on optimise les facteurs critiques clés.

Dans les premières étapes du développement du projet, il est recommandé d'utiliser un plan d'expérience, le choix d'une factorielle fractionnaire à deux niveaux. Cette conception d'expériences analyse un grand nombre de facteurs dans des séries minimales.

Cependant, lorsque l'on fixe un ensemble de bons objectifs, de nombreux facteurs non pertinents sont éliminés. Avec des objectifs bien définis, les gestionnaires peuvent utiliser une conception de surface de réponse de l'expérience qui explore peu de facteurs, bien qu'à plusieurs niveaux.

L'élaboration de bons objectifs au début permet également de construire une solide compréhension du projet et de créer des attentes réalistes quant à son résultat.

Étape 2

Measure Responses Quantitatively: De nombreuses conceptions d'expériences se terminent par un échec car leurs réponses ne peuvent être mesurées quantitativement.

Par exemple, les inspecteurs de produits utilisent une méthode qualitative pour déterminer si un produit passe ou non l'assurance qualité. Ce n'est pas efficace dans les conceptions d'expériences car une réussite / échec n'est pas assez précise.

Étape 3

Répliquer pour amortir la variation incontrôlable: répliquer plusieurs fois un ensemble donné de conditions donne plus de possibilités d'estimer précisément les réponses.

La réplication donne également la possibilité de détecter des effets significatifs tels que des signaux au milieu des variations incontrôlables du processus naturel, comme le bruit.

Pour certains projets, des variations telles que le bruit étouffent le signal, il est donc utile de trouver le rapport signal sur bruit avant de concevoir une expérience.

Étape 4

Randomize the Run Order: Afin d'échapper à des influences incontrôlables telles que les changements de matière première et l'usure des outils, il est nécessaire de mener des expériences dans un ordre aléatoire.

Ces influences variables peuvent avoir un effet significatif sur la variable sélectionnée. Si une expérience n'est pas exécutée dans un ordre aléatoire, la conception de l'expérience spécifiera les effets de facteur qui sont en fait de ces influences variables.

Étape 5

Bloquer les sources de variation connues: grâce au blocage, on peut filtrer les effets de variables connues telles que les changements de quart de travail ou les différences de machine.

On peut diviser les essais expérimentaux en blocs homogènes puis éliminer mathématiquement les différences. Cela augmente la sensibilité de la conception de l'expérience. Cependant, il est important de ne pas bloquer tout ce que l'on souhaite étudier.

Étape 6

Know Which Effects (if any) Will be Aliased: Un alias signifie que l'on a changé une ou plusieurs choses de la même manière en même temps.

Étape 7

Do a Sequential Series of Experiments: Lors de la réalisation d'un plan d'expérience, il est important de le mener de manière chronologique, c'est-à-dire que les informations glanées dans une expérience devraient pouvoir être appliquées à la suivante.

Étape 8

Always Confirm Critical Findings: À la fin d'un plan d'expérience, il est facile de supposer que les résultats sont exacts.

Cependant, il est important de confirmer ses conclusions et de vérifier les résultats. Cette validation peut se faire à l'aide de nombreux autres outils de gestion disponibles.

Conclusion

La conception d'expériences est un outil important qui peut être utilisé dans la plupart des industries manufacturières. Les managers, qui utilisent la méthode, non seulement économiseront sur les coûts, mais amélioreront également la qualité de leur produit et assureront l'efficacité des processus.

Une fois la conception des expériences terminée, les gestionnaires doivent faire un effort supplémentaire pour valider les résultats et effectuer une analyse plus approfondie des résultats.