六西格玛试验设计之调优运算的基本概念和运算方法

一、调优运算的基本概念

优化操作是围绕当前的生产条件(工艺性能可能略有变化，但必须保证不会出现问题)选择和安排若干简单的重复测试，并对这些测试结果进行分析。

分析的结论可能有两种，要么断言微调生产条件会提高产量，要么断言当前的生产条件在一定精度范围内是最优的，所以目前没有必要试图提高产量。优化操作的目的是使生产过程生产出符合标准的产品，同时产生关于自身的信息。工艺因素只允许微小的改动，不需要专门的测试费用和测试人员，对生产不会有大的干扰，所以不会有风险。而且这种方法确实能发现可能改善过程性能的因素。方法通常是安排一个中心点的两水平全因素实验设计，重复多次形成循环。在对结果数据的分析比较中，判断因素效应的显著性，调整显著性因素的水平，以提高产量。重复上述步骤，直到达到最佳效果。

二、调优运算方法

我们面临的问题是如何在不扰乱生产秩序的情况下，以最小的工作量和风险提高一个过程的性能。步骤如下:

1.组织六西格玛相关人员进行员工培训。

查阅公司报告、工艺描述、制造商报告、专利和公开文件、教科书和关于该工艺的技术百科全书，研究成本、产量和生产记录等数据，在生产管理部门领导的批准和支持下，组织六西格玛黑带和绿带团队并进行培训。

2.确定响应变量，选择两到三个对这个响应变量影响最大的可控因素。

选择这些变量的变化范围和水平，变化范围要足够小，使响应变量值在这个范围内的任何一点都不会显著恶化。在此范围内选择的两个水平通常是当前生产条件两侧的对称值。

3.执行第一个循环的第一个循环。

以现有生产条件为中心点(编号为0)进行测试，按照设定的水平对其他因素进行全因素测试，并将结果记录在优化计算表中。

4.执行第一个循环的第二个循环。

重复第一个周期的步骤，将结果记录在优化计算表中，比较两个周期的平均值和标准差，计算主效应和交互效应，计算“均值变化效应”，然后计算均值、效应和均值变化(CIM)的误差限。

5.确定每个影响是否显著。

如果有显著效果，比较各水的平均值，选择较好的水平作为新的中心点，确定新的范围和水平，开始第二个周期的第一个周期(即下一个周期)；如果没有显著效果，则进入本周期的下一个周期。

虽然每一个微小的改进可能并不显著，但是在六西格玛黑带的指导下，累积的改进效果可能是巨大的，而且由于每一次改进都是渐进的，所以保证了EVOP的进程不会“掉下悬崖”。此外，六西格玛黑带应帮助建立EVOP流程，并培训需要经常使用该流程的操作员和主管。如果有问题，您还可以通过定期访问提供现场支持。六西格玛黑带及其六西格玛 team决定，在将改进后的流程传递给操作者后，要注意保持成果的方法，同时要研究基本流程，改变产品设计，实现更大的改进。

在六西格玛改进阶段，实验设计是最重要的统计工具。从设计类型看，有因子试验设计(包括全因子试验设计和部分实施因子试验设计)、响应面设计、稳健参数设计和混合设计。从六西格玛管理改进策略的角度来看，首先，要通过部分实施的因子设计筛选出大量可能影响响应变量的因子(有时候，不需要过多考虑交互作用问题，取一些二级以上的中心点就够了)；然后，当因子数不超过5时，可以进行全因子实验，更详细地考虑因子间的交互作用。如果不能确定当前测试区域是否达到最优区域，可以尝试往最快的上升方向前进，直接找到最优区域。