Plánovanie experimentov (DOE) umožňuje tímu Lean Six Sigma testovať vstupy procesu spoločne a merať, ako ich účinky závisia jeden od druhého. ASQ umiestňuje DOE do fázy Improve metodiky DMAIC, kde tímy vyhodnocujú riešenia a určujú, ktoré vstupy vyžadujú riadenie. Pred vyčlenením výrobného času sponzor potrebuje vedieť, či experiment podporí rozhodnutie o prevádzkových nastaveniach.
Testovanie po jednom faktore necháva interakcie nevyriešené
Testovanie po jednom faktore (OFAT) mení jeden vstup, zatiaľ čo ostatné drží fixné, a potom tento proces opakuje pre ďalší vstup. Necháva interakcie nevyriešené: účinok jedného faktora závisí od nastavenia iného faktora. Príručka NIST/SEMATECH vysvetľuje toto obmedzenie vo svojich pokynoch, ktoré boli prvýkrát vydané v roku 2003.
V analýze koreňových príčin v rámci Lean Six Sigma interakcia mení to, čo tím musí preukázať. Identifikácia vstupu, ktorý ovplyvňuje odozvu, je len časťou práce. Tím musí tiež určiť, ako sa tento účinok mení v rôznych kombináciách nastavení. Výsledok OFAT platí len pre hodnoty držané ako fixné počas testu; neurčuje, čo sa stane pri netestovaných kombináciách.
Trojfaktorový experiment vyžaduje viac ako osem výrobných slotov
Príklad leštenia od NIST skúma rýchlosť a posuv popri hĺbke, každý na dvoch úrovniach. Jeho úplný faktoriálny plán obsahuje osem kombinácií, čo umožňuje odhad hlavných účinkov a interakcií. Opakovanie týchto kombinácií a pridanie troch behov v stredovom bode zvyšuje celkový návrh na 19 behov. NIST to uvádza ako výučbový príklad a nenárokuje si žiadne úspory pre spoločnosť.
| Fáza návrhu | Behy v tejto fáze | Kumulatívne behy |
|---|---|---|
| Všetky kombinácie troch dvojúrovňových faktorov | 8 | 8 |
| Zopakovať každú kombináciu | 8 | 16 |
| Pridať behy v stredovom bode | 3 | 19 |
Schválenie ôsmich výrobných slotov by financovalo len počiatočné kombinácie v tomto experimente DMAIC. Opakované behy vyžadujú aj výrobnú kapacitu, rovnako ako následné potvrdenie. Preskúmanie sponzorom by malo oddeliť počet unikátnych nastavení od celkového požadovaného výrobného času.
Meranie a poradie behov patria do plánu DOE
Pokyny ASQ pre fázu Measure zahŕňajú validáciu meracieho systému pred stanovením výkonnosti procesu. V návrhu DOE vyžaduje premenná odozvy jasné prepojenie na definíciu problému projektu s definovaným postupom merania. Pre merania ovplyvnené rozdielmi medzi operátormi alebo opakovanými hodnotami zahŕňa táto príprava Gage R&R.
Plánovanie behov je súčasťou návrhu experimentu. Pokyny pre terminológiu DOE od NIST rozlišujú tri opatrenia s rôznymi účelmi:
- Randomizácia: priradenie kombinácií ošetrenia a poradia behov prostredníctvom náhodného harmonogramu.
- Replikácia: opätovné vykonanie rovnakej kombinácie ošetrenia na odhad experimentálnej chyby.
- Blokovanie: zoskupovanie behov okolo známych rušivých premenných, ako sú operátori alebo zmeny surovín, aby sa ich účinky dali oddeliť od účinkov podrobovaných skúmaniu.
Projektový Black Belt musí posúdiť, či výrobný harmonogram zachováva zamýšľaný návrh. V príklade leštenia od NIST môže spustenie nastavení v pevnom poradí zmeniť účinok hĺbky na podmienky dňa a noci. Zmena sekvencie požadovaná prevádzkou si vyžaduje preskúmanie návrhu pred začatím behov.
Čiastočné faktoriálne návrhy vymieňajú behy za predpoklady
Čiastočný faktoriálny návrh používa vybranú podmnožinu kombinácií úplného faktoriálu. Menej behov prichádza s kryním (aliasingom): odhadovaný účinok môže zahŕňať príspevky z iných účinkov. NIST ilustruje tento problém s polovičným zlomkom, v ktorom sú hlavné účinky zmiešané s dvojfaktorovými interakciami.
Pre projekt optimalizácie procesov v Lean Six Sigma musí preskúmanie návrhu identifikovať, ktoré účinky zostávajú zmiešané. Ak prevádzkové rozhodnutie závisí od oddelenia účinku vstupu od interakcie, návrh musí vysvetliť, ako tím medzi nimi rozlíši. Menší počiatočný experiment je obhájiteľný, keď sponzor vyčlenil rozpočet na nadväzujúce behy potrebné na vyriešenie týchto účinkov.
Výber povlaku a maziva v štúdii Lean Six Sigma
Štúdia v časopise Materials Science Forum z roku 2022 aplikovala DOE v rámci DMAIC na skúmanie opotrebovania raznice a raznika. Štúdia uviedla ako preferovanú kombináciu povlak AlCrN-PVD s olejom z aloe vera. Tento poznatok podporuje voľbu povlaku a maziva v podmienkach danej štúdie. Aplikácia rovnakej kombinácie na iný výrobný proces si vyžaduje testovanie v podmienkach tohto konkrétneho procesu.
Potvrdzovacie behy predchádzajú odovzdaniu do fázy Control
Vyhovujúci model DOE potrebuje potvrdenie pri navrhovaných prevádzkových nastaveniach. NIST odporúča aspoň tri potvrdzovacie behy pri navrhovaných najlepších nastaveniach, aj keď sa tieto nastavenia objavili v pôvodnom experimente. Pokyny tiež vyžadujú reprodukciu experimentálneho prostredia a preskúmanie nesúladov medzi predpovedanými a pozorovanými odozvami.
Pri odovzdaní vo fáze DMAIC by mal plán riadenia identifikovať confirmed nastavenia a ich testovaný prevádzkový rozsah. Tieto nastavenia sa potom stávajú súčasťou štandardnej práce, pričom regulačné diagramy sa používajú na monitorovanie procesu v súlade s pokynmi ASQ pre fázu Control. Akceptačné kritériá musia tiež špecifikovať, kto autorizuje zmenu nastavenia mimo testovaného rozsahu a aké dôkazy táto zmena vyžaduje.
Zdroje
- NIST/SEMATECH (príručka 2003, online edícia), "One variable at a time": https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pri/section2/pri212.htm. (itl.nist.gov)
- NIST/SEMATECH (príručka 2003, online edícia), "Full factorial example": https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pri/section3/pri3332.htm. (itl.nist.gov)
- NIST/SEMATECH (príručka 2003, online edícia), "A Glossary of DOE Terminology": https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pri/section7/pri7.htm. (itl.nist.gov)
- NIST/SEMATECH (príručka 2003, online edícia), "Confounding (also called aliasing)": https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pri/section3/pri3343.htm. (itl.nist.gov)
- Materials Science Forum (2022), “Die and Punch Wear Reduction in Stamping Process by Lean Six Sigma Approach”: https://www.scientific.net/MSF.1058.165. (scientific.net)
- NIST/SEMATECH (príručka 2003, online edícia), "How to confirm DOE results (confirmatory runs)": https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/pri/section4/pri46.htm. (itl.nist.gov)
