تصميم التجارب (DOE) هو منهج إحصائي منظم لتخطيط الاختبارات التي تُقدّر مدى تأثير مدخلات العملية على استجابة مقاسة، بما في ذلك التفاعلات بين المدخلات. يحدث التفاعل عندما يعتمد تأثير أحد المدخلات على إعداد مدخل آخر.
في عملية الختم والتغليف، قد يختبر الفريق درجة الحرارة والضغط عند مستويين لكل منهما، مما ينتج أربع مجموعات معالجة في تصميم عاملي كامل. يتيح اختبار كل مجموعة للفريق تقييم ما إذا كانت درجة الحرارة الأعلى تحسن قوة الختم بشكل مختلف عند الضغط المنخفض والضغط العالي. اختبار عامل واحد في كل مرة لا يحل ذلك التفاعل عبر الإعدادات المقترحة. يتعلق القرار التشغيلي بمزيج من الإعدادات، لذلك يجب أن يدعم التجريب هذا الاختيار.
تحدد خطة تصميم التجارب (DOE) الاستجابة وإجراءات قياسها قبل تخصيص تشغيلات الإنتاج. يوفر التكرار تقديراً للخطأ التجريبي. يقلل الترتيب العشوائي للتشغيل من خطر الخلط بين تأثيرات المدخلات والتغييرات المرتبطة بالوقت، بينما يراعي التجميع (blocking) المتغيرات المزعجة المعروفة مثل دفعات المواد. لذلك، فإن أربع مجموعات معالجة لا تعني بالضرورة أربع تشغيلات إنتاجية. تقلل التصميمات العاملية الجزئية من عدد التشغيلات الأولية، ولكن التداخل (aliasing) يمكن أن يمنع التقدير المنفصل للتأثيرات ويطلب اختبارات متابعة.
ضمن DMAIC، يدعم تصميم التجارب (DOE) عادةً قرارات مرحلة التحسين (Improve) بعد أن تحليل السبب الجذري قد حدد المدخلات المرشحة. دراسة التكرار والتكاثر لأجهزة القياس Gage R&R يساعد في تقييم مدى ملاءمة القياس عندما قد تؤثر اختلافات المشغلين أو القراءات المتكررة على النتائج. تختبر تشغيلات التأكيد الإعدادات المقترحة مقابل توقعات النموذج قبل التنفيذ. ثم تقوم خطة تحكم بتوثيق الإعدادات المؤكدة والنطاق المختبر، بينما تقوم خرائط التحكم بمراقبة سلوك العملية اللاحق.
