DOE實驗設計之學習心得與實際應用

壹、DOE實驗設計學習心得

　　在參加實驗設計（DOE）課程後，我對於實驗設計的概念有了更深入的了解。課程以QBQ問題作為起點，引導我們思考問題的本質，並深入探討如何透過實驗設計解決問題。以下是我對於課程各部分的心得，後續也有以上課所學應用在輔導廠商之案例介紹：

• QBQ問題背後的問題：

在這部分，我學會了如何將問題進一步分解，深入挖掘問題的根源。這有助於確定實驗設計的目標，並找出實現目標所需的關鍵因素。這種問題解決的方法不僅適用於實驗設計，在生活中也能發揮作用，讓我更有能力解決各種挑戰。

• 要因選擇：

學習如何選擇要因是這門課程中至關重要的一部分。通過了解要因的種類和影響，我們能夠更好地設計實驗，確保實驗結果的準確性和可靠性。這讓我意識到，在進行實驗前，仔細選擇要因是確保實驗成功的關鍵。

• 實驗設計概論：

在這一部分，我們深入研究了不同類型的實驗設計，包括完全隨機設計、區組設計和因子設計等。通過學習這些概念，我們能夠選擇最適合我們研究目的的設計方法，並了解如何有效地執行實驗。

• 實驗設計分析：

學習如何分析實驗結果是實驗設計的關鍵一步。通過統計方法和數據分析技術，我們能夠從實驗中獲取有價值的信息，並對結果進行解釋和驗證。這讓我更加相信實驗設計的有效性，並對其應用在不同領域的廣泛性有了更深刻的理解。

• 案例操作與練習：

通過實際操作手作直升機案例的練習，我們有機會將理論知識應用到實際情況中。這不僅加深了對實驗設計的實際操作，讓我們更熟悉如何進行實驗與分析。

　　我將課程所學應用於廠商輔導中，以下是完整的實驗計畫與實驗結果。

貳、DOE實驗設計實際應用（以射出成型機為例）

　　實驗設計是尋找最佳參數設定的統計工具，是利用整個統計領域的知識來理解流程中普遍存在的複雜關係。它不僅能識別單個因素（參數）影響，而且能識別多個因子（參數）的交互影響。實驗設計DOE通過安排最經濟的試驗次數來進行試驗，以確認各種因素X對輸出Y的影響程度，並且找出能達成品質最佳因子（參數）組合。

• STEP 1： 了解及陳述問題

在2023.12月有發生52-02P外觀（縮水）不良問題，原設備台中精機調整機台後無法改善，在新機台（發那科）參數調整後，有改善不良狀況，但希望以實驗設計手法找出設備較穩定之最佳參數，下圖為52-02P產品之縮水不良照片。

實驗範圍訂定

• 實驗日期：2024/02/20（二）
• 模具型號：HA-52-02P
• 模具組裝人員：柏領
• 機台設備：發那科（B0043）
• 設備操作人員：長泰
• 品檢人員：蘇紘緯
• 材料批號：  長春 / PBT-4115-202F + 鼎眾 / 140196
• 其他參數：溫度（固定）

• STEP 2： 確認輸出參數及目標

縮水痕不良比例（以點規卡進行量測）

• STEP 3： 確認輸入因子及水準

因子參數為 A.射出速度、B.位置切換、C.保壓壓力、D.保壓時間

因子高、低水準設定

• STEP 4： 選擇實驗設計方案

4因子2水準，中心點3次，共計19次

• STEP 5： 進行實驗及蒐集資料

　　實驗結果分析：

• 柏拉圖：結果以A、B為顯著因子，BC與AC也為顯著交互作用

（P < 0.05） 為顯著因子，（P > 0.05）不顯著。模型解釋能力 R² = 92.02 % （通常需要>85%表示很好）

• 殘差分析圖：顯示實驗符合常態性、隨機性、獨立性

• 主效應圖：表示射出速度、位置切換、保壓壓力為顯著因子，保壓時間為非顯著因子

• 交互作用效應圖：顯示射出速度*保壓壓力、位置切換*保壓壓力為顯著交互作業

• 最佳參數設定：射出速度（18）、位置切換（3.5）、保壓壓力（1100）、保壓時間（1.5）

　　後續有以此參數進行小批量產100個產品，品檢結果不良比例為0，達成改善目標。