Le plan d'expériences (DOE) est une méthode statistique structurée pour planifier des essais estimant la manière dont les entrées d'un processus affectent une réponse mesurée, y compris les interactions entre les entrées. Une interaction se produit lorsque l'effet d'une entrée dépend du réglage d'une autre entrée.
Dans un processus de scellage, une équipe peut tester la température et la pression à deux niveaux chacune, produisant quatre combinaisons de traitement dans un plan factoriel complet. Tester chaque combinaison permet à l'équipe d'évaluer si une température plus élevée améliore la résistance du scellage différemment à basse et à haute pression. Tester un facteur à la fois ne permet pas de résoudre cette interaction sur l'ensemble des réglages proposés. La décision opérationnelle concernant une combinaison de réglages, l'expérience doit étayer ce choix.
Un plan DOE définit la réponse et sa procédure de mesure avant d'attribuer les essais de production. La répétition permet d'obtenir une estimation de l'erreur expérimentale. L'ordre aléatoire des essais réduit le risque de confondre l'effet des variables d'entrée avec des variations temporelles, tandis que le blocage prend en compte les variables perturbatrices connues, comme les lots de matériaux. Quatre combinaisons de traitement ne signifient donc pas nécessairement quatre essais de production. Les plans factoriels fractionnaires réduisent le nombre d'essais initiaux, mais le confondement d'effets peut empêcher l'estimation séparée de certains d'entre eux et nécessiter des essais complémentaires.
Dans le DMAIC, les plans d'expériences soutiennent couramment les décisions de la phase Innover/Améliorer (Improve) une fois que l'analyse des causes racines a identifié les variables d'entrée potentielles. L'analyse Gage R&R aide à évaluer la pertinence du système de mesure lorsque les différences entre opérateurs ou les lectures répétées peuvent influer sur les résultats. Des essais de confirmation permettent de tester les réglages proposés par rapport aux prédictions du modèle avant leur mise en œuvre. Le plan de surveillance documente ensuite les réglages confirmés et la plage testée, tandis que les cartes de contrôle suivent le comportement ultérieur du procédé.
