2025年7月,是一个记得单独记录的月份,因为有三个重要事情都围绕DoE展开。我整理在此,等到今年年底和数年后回顾。

两天DoE入门培训

七月底,我参加了公司组织的外部咨询老师授课的两天DoE培训,主要五个部分:

  1. 基础知识

  2. 因子设计

  3. 响应面设计

  4. 混料设计

  5. 混料-过程设计

因为很多同事对DoE的了解不多,培训以入门介绍为主,特别是前四部分,很多概念都是点到为止;只有第五部分“组合设计(combined design)”算是进阶内容,面向研究产品配方和工艺参数的TD同事。

课程的一个不足之处是,每一部分内缺少一个强有力的逻辑线,特别是前两部分,显得知识点堆砌,容易让学员迷失,难以搭建出知识地图。

培训结束,我对自己当前的DoE水平还算满意,自认为能达到培训老师九成以上的水平,对有些关键概念和统计工具的理解还更深刻一些。一方面是之前跟随欧立威老师系统学习六西格玛黑带课程打下的基础,另一方面是工作实践和内部DoE讨论。

更重要的体会是,万变不离其宗,掌握DoE最核心的概念,是精进DOE的前提和基础。所以我现在还在深耕“完全析因试验”,以期一通百通,不急于学习和分享部分析因试验、响应曲面设计、混料设计等。


在R&D seminar上做DoE入门分享

八月初,我在R&D Seminar做了1h分享,题目是"A Practical Introduction to DoE: Logic and values",我很喜欢Deepseek推荐的"practical"一词,因为我不想分享干巴巴的理论知识,而是通过分享工作实践中的一些案例和思考。

虽然分享时长只有1h,但是我花了很多时间构思分享逻辑,讲什么(最重要的是不讲什么),收集工作例子以更简洁的解释DoE关键概念和DOE流程。

草稿80多页,一直精简到了27页,印象深刻的一个纠结是,介绍变异(variability)和DoE三大原则之一的重复(replication)时,是否提及“中心极限定理(central limit theorem)”,最后还是决定放弃,避免入门学习的负担。

分享包括四个部分,中间穿插Design Expert案例分享,最后用几个关键词做总结。

1. the problem: variability 波动/变异

2. planning of experiments 如何计划试验

3. the values of DoE 优势

4. the statisitical analysis  统计分析

第一部分介绍variability(变动,变异),因为这是统计、六西格玛和DoE的核心,DoE解决的难题大都是“变异问题”;在这一部分中介绍了几个与变异有关的工作案例,进而引出了t 检验和F检验以及比较本质——信噪比(signal/noise)。

The need to develop a statistical theory for designing experiments, like the need for statistical analysis of numerical information, stems from inherent variability.

《The design of experiments》 R.MEAD

之后引出DOE的定义和两个主要组成:试验计划和统计分析。

第二部分“试验计划”,先提及DOE的定义和历史,然后从Fisher的农业科学实验引出DOE三大原则和析因设计。

第三部分介绍DoE的优势,因为优势源自“试验计划”的原则和具体方法,这一部分只展开介绍两个核心优点:更高的实验效率,揭示交互作用。

最后一部分介绍统计分析的流程,这一部分很容易入门,因为在Design Expert依次点击即可,当然要进阶,还要深入掌握ANOVA方差分析和回归分析。

这次分享最大的受益人不是我的研发同事,而是我自己。首先,参加这次内部分享,主要是倒逼自己借此机会梳理一遍知识体系,以及我对每个知识点的理解程度;其次,“教是最好的学”,不论是讲出来还是写出来,用自己的语言重新表达一遍,才是真的理解透彻,这也是我写公众号文章的原则,按照自己的理解分享知识,而不是做简单的“搬运工”。

ppt分享的内容,大都分享在过去的公众号文章中,有些内容写得不深入透彻,比如DoE的优势和交互作用的定义和计算方法,以后我会重新分享。


产品质量问题解决

第三件事情是,参与一个量产产品的质量问题解决项目,使用六西格玛和DoE分析该问题。

这个问题很有挑战性,已经困扰工厂两年,每年都有不少报废。

一开始我并不确定自己能否解决问题,但是我很兴奋,因为这是真刀真枪的实践机会,我很想亲自实践《世界级质量管理工具》中的谢恩DoE(又译作谢宁DoE,或扩展为Red-X问题解决框架)的威力,这也是我向领导申请参与质量问题项目的初衷。

阅读本书可以先行一步,但只是一个开端。只有通过实践、实践、再实践,才能真正学会并领悟DoE的真谛。

《世界级质量管理工具》

我六月底正式参与项目讨论,首先了解之前TD/PD/PE/QA等同事都做了什么试验,然后我自己重复一遍问题,七月做了很多探索试验,提出初始假设,推翻旧假设,再提出新假设,七月底就找到了根原因(root cause),并在实验室中制备样品验证了该假设。

虽然还没彻底解决问题,但清晰的root cause对应了更深一层的问题定义,找到解决方案只是时间问题,此时信心是十足的。

这个案例,我会脱敏后分享,介绍《世界级质量管理工具》中”线索生成工具“&”思路创新工具“,敬请期待~


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