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质量管理工具DOE之试验设计DOE的需求2021-01-06 17:06:46

质量管理工具DOE之试验设计DOE的需求(图1)

试验设计,也称为实验设计。数理统计的一个分支。关于如何按照预定目标制订适当的实验方案,以利于对实验结果进行有效的统计分析的数学原理和实施方法。一个实验的设计,即对实验的一种安排,需要考虑实验所要解决的问题类型、对结论赋予何种程度的普遍性、希望以多大功效作检验、试验单元的齐性、每次试验的耗资耗时等方面,选取适当的因子和相应的水平,从而给出实验实施的具体程序和数据分析的框架。从以下6个方面可以看出企业对试验设计DOE需求的迫切性以及其适用范围的广泛性。

1.美国工厂中90%不知道如何解决长期性的质量问题。

这种 说法不是针对所有问题而言的。有些最简单的问题能用质量控制 (QC)的7种工具、工程判断、头脑风暴法、统计过程控制或凯普纳一特拉格方法解决。但是,也有这些传统工 具无法解决的长期的质量问题,即已存在了数天、数星期、数月甚 至数年的质量问题。试验设计正好能解决这些问题。

2.公司利用的是生产线上工人的体力而不是其智慧。

利用试 验设计的第二个迫切原因是其应用的广泛性:所有工人,包括计时 工人、维修工人、技师、工程师和专家都可以使用。在某些公司 中,只安排工程师去解决问题,对工人则仅利用其体力,而将其智 慧拒之门外,这是巨大的浪费。在咨询了几百家公司后,我们得出 这样的结论:领班工人的智商与工程师-样高,他们只不过没有工程师那样的崭露头角的机会而已。如果将DOE技术的简单工具传 授给工人,予以培训、鼓励和指导,他们会做得特别好。我们曾看过许多工厂在解决质量问题后人人轻松的场面。天行健咨询一家专注于精益生产管理,六西格玛管理培训与项目辅导的管理顾问公司。

3.90%的技术规范和容差是错的。

工程师对技术规范和容差的制定有脱离实际的倾向。其中一些规范和公差是基于过去的图纸、 供应商的推荐、传统的规则和类似的信息而制定,很少使用最坏情 况下的容差或几何容差。然而,儿乎所有的工程师都忽视了利用 DOE来确定实际的技术规范和实际的公差,而这样做可以取得产 品质量方面的突破,避免了产品延期交付,并节省大量费用。

4.不知道对产品工艺参数进行优化。

在产品或工艺的设计阶段,工程师通过公式、计算机模拟、电路分析、供应商信息或者仅凭经验来猜测重要的参数。如果猜测是正确的,那么就会生产出百分之百的 生产率。但是这种情况极少发生。从不重要的参数中挑选出重要参数的最好工具就是试验设计。利用这种方法,重要参数的容差被用于保持高产,而非重要参数容差则用于节省费用,甚至节省一半。

5.认为缺陷和偏差是不可避免的。

工厂与缺陷为伴的生活如此之长,以至于它们认为缺陷是生活中的一部分,就像呼吸一样。 分类和筛选、检测和纠错已成为惯例。这就导致了产品费用的增 加,交给客户的只能是高价产品,类似地,偏差也被视为是不可避免的。“既然自然界有偏差,产品为什么就没有理由有偏差呢?”这 样的看法成了合理的推断。

过去,我们没有消除产品和工艺的缺陷并减少其偏差的工具。现 在,利用DOE就有能力把缺陷从百分之几降低到百万分之几,甚至 十亿分之几;并且通过减少客户返修、摩擦、分析、重复工作、检验 和测试、我们可以向目标价值推进,继而节省大量的费用,而旦偏差 可减少到工序能力指数G为2.0,甚至更好。

6.强化可靠性试验只是对不可靠的互换。

可靠性也许比质量更重要,因为它有两个附加的条件--时间和应力。传统的可靠性设计利用的工具有可靠性预计研究、故障模式影响分析(FMEA)、 故障树分析(FTA)。这些工具对产品的可靠性设计就像质量管理 的7种工具对质量管理一样有效。换句话说,最多不过是勉强有效。美国国防部长期利用大量的寿命试验来改进可靠性,正像工厂利用大量的检验来改进质量一样,但结果是没有用!甚至到今天, 耗费在外场维修、保障军事装备方面的成本竟是其采办费的11倍! 现在巳有一种较好的办法,即在设计阶段,通过综合利用DOE和MEOST,能够模拟并防止外场失效,从而达到极大地改进外场可靠性的级别的目的。

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