آشنایی با طراحی آزمایش ها Design Of Experiments

[تعداد: ۸   میانگین: ۳.۵/۵]

روز یک شنبه در کارخانه ایمن خودرو شرق که تولید کننده کمربندهای ایمنی می باشد پیرو اجرای یک پروژه بهبود در فرآیند تولید قطعات پلاستیکی در این کارخانه ،‌کلاس درس طراحی آزمایشها بعنوان پیش مقدمه اجرای پروژه برگزار شد.

یکی از مباحث مورد علاقه شخصی مبحث فعالیتهای مهندسی و فرآیندهای کاری مربوطه به آن می باشد که چیزی جدود ۵ سال در واحدهای مهندسی کارخانجات مشاوره پیاده سازی ابزارهای مهندسی و فعالیتهای مورد نیاز یک واحد مهندسی در کارخانجات صنعتی را داشته ، و در سه حوزه کلیدی مهندسی فرآیند ، مهندسی محصول و مهندسی کیفیت فعالیتها شده است.

یکی از ابزارهای کلید و اصلی در بهبود فرآیندهای تولید ابزار طراحی آزمایشها DOE Design Of Experiments می باشد که تقریبا” بیش از ۷ سال است که تدریسش می کنم.

استفاده آمار پیشرفته در این ابزار و دیدگاه کیفی آن؛ برای صنعت کشور ما که در حال گذر به مهندسی معکوس فرآیندها و تجهیزات می باشیم ، بسیار مهم و کاربردی می باشد.در اینجا سعی شده است شرحی مختصر از این ابزار برای آشنایی همکاران ارائه شود:

کیفیت یکی از قدیمی تر ین مباحث در جوامع مختلف است که سابقه آن به عصر انسان نخستین باز می گردد . در عصر حاضر کیفیت مترادف رضایت مشتری از محصول یا خدمت مورد نظر است .مبحث کیفیت در مسیر طولانی و تاریخی خویش ، در دهه های اخیر ، مباحث جدیدی چون مدیریت کیفیت جامع( TQM ) ، مهندسی مجدد (BPR) ، بهبود مستمر ژاپنی ( کایزن ) ، ترجمان خواسته کیفیت ( QFD ) ، تحلیل حالات بالقوه نقص ( FMEA )، تحلیل هزینه های کیفیت ( COQ ) ، بهین گزینی ( Benchmarking ) و . . . را به خود دیده است . این ابزارها می توانند باعث افزایش کیفیت و کاهش هزینه ها شوند . کنتــرل کیفیت نیز به عنوان یک ابزار جهت دستیابی به کیفیت مطلوب ، به ویژه در محیطهای تولیدی ، می تواند مفید واقع شود .

امروزه در بحث کنتـرل کیفیت ، بازرسی محصول نهایی و تعیین محصولات سالم و معیوب ، جای خویش را به کنترل فرایند آماری داده است. در واقع تفکر « بازرسی محصول » منسوخ شده و تفکر حاکم بر موسسات پیشرو صنعتی « کنترل حین فرایند » به کمک تکنیکها و علوم آماری است . تاکنون پیشرفتهای زیادی در زمینه کنترل فرایند حین تولید حاصل شده است تا آنجا که یکی از مباحث اصلی در استانداردهایی چون QS 9000 و ISO / TS 16949 می باشد .

فلسفه کنترل حین فرایند مبتنی بر « پیشگیــری » به جای « درمــان » است . کنترل حین فرایند معتقد است که چرا باید محصول معیوب تولید شود تا بعدا نیاز به بازرسی داشته باشد . با چنین نگـرش و طرز فکری کنترل حیــن فرایند باعث افزایش چشمگیر کیفیت و بهــره وری خواهد شد .

بهبود کیفیت با طراحی آزمایشها

بهبود کیفیت و بهره وری زمانی می تواند به بهترین نحو مؤثر واقع گردد که بخش لاینفکی از چرخه طراحی و توسعه فرایند و محصول باشد . علی الخصوص استفاده از روشهای طراحی آزمایشها در مراحل اولیه چرخه توسعه جایی که محصولات جدید طراحی و محصولات موجود طراحی شده بهبود می یابند و فرایندهای تولید بهینه می گردند، می تواند راز موفقیت محصول باشد. این اصول در اغلب صنایع نظیر صنایع الکترونیک و نیمه هادی ،هوا فضا،اتومبیل،تجهیزات پزشکی،غذایی،دارو سازی و صنایع شیمیایـی و فراینـدی به کار گرفته شده اند. استفاده صحیح از روشهای طراحی آزمایشهای آماری می توانـد باعث سهولت در مراحل طراحی و تولیـد محصولات گـردد. همچنین استفاده از این روشها باعث ارتقاء سطح قابلیت اطمینان و بهبود عملکرد محصولات تولید شده می گردد.

روشهای طراحی آزمایشها می تواند طراحی و توسعه محصولات و فعالیتهای مرتبط با حل مشکلات را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد. در دنیای امروز تولید کنندگان برای بقاء و استمرار حضور خود در بازارها ناچارند که فنون و تکنیکهای مورد استفاده خود را به روز کنند. خصوصا تکنیکهای کنترل و بهبود کیفیت در این مورد از اهمیت خاصی برخوردارند. تکنیک طراحی آزمایشها (DOE) نیز یکی از تکنیکهای بهبود کیفیت است که در دهه های ۱۹۹۰ , ۱۹۸۰به عنوان یک مزیت رقابتی درکشورهای غربی و ژاپن مطرح شد ، به طوری که بصورت یکی ازالزامات گواهینامه QS 9000 پذیرفته شد . در کشور ما نیز در سالهای اخیر گامهایی در راستای اجرای DOE برداشته شده است .باید به این نکته توجه داشت که ابزار های کیفیت فقط دارای توانایی اعلام عیب و خرابی بوده و کاربران آنها با استفاده صحیح و بجا می توانند اقدام به بهبود کیفیت فرایندهای تحت کنترل خود کنند. اگر هدف استفاده از این ابزارها فراموش شود و خود ابزارها به عنوان هدف مورد توجه قرار گیرند، نه تنها بهبودی در کیفیت مشاهده نخواهد شد، بلکه عدم تاثیر این ابزارها باعث نارضایتی شده و خطرات جدی برای مدیریت فرایند در پی خواهد داشت.

هنگامی که صحبت از DOE می شـود منظور انجام یک تحقیق است ، ولـی یک تحقیق خاص . یک تحقیق فعالیتـی است که بـرای یک محقق ایجاد آگاهی های بیشتری می کند . تحقیق در واقع یک نوع کنجکاوی است . کنجکاوی در ارتباط با یافتن حقیقت. معمولا دو نوع تحقیق وجود دارد.در نوع اول محقق سعی بر ایجاد مفاهیم و اثبات علوم و در نتیجه ارائه یک روش دارد. در نوع دوم تحقیق ها کاربردی هستند. در تحقیق های کاربردی محقق تلاش در پاسخ به یک پرسش مشخص دارد. لذا در این گونه موارد محقق فرضیه ای دارد که سعی می کند آن را آزمایش کند.

در واقع DOE شامل یک برنامه منظم در انجام بررسی هایـی است که با استفاده از تکنیکهـای آماری انجـام می شود. در این آزمونها فاکتورها یا عواملی که دریک فرایند نقش دارند درشرایط مختلف به کارگرفته شده و از وضعیت نهایی محصول یا اثرآن در محصول نهایی ویا فرایند، اطلاعاتی جمع آوری می شود.

طراحی آزمایشها (DOE ) چیست ؟

بسیارمشاهده شده است که دانشمندان برای شناخت پدیده ها ، آزمایشهایی را انجام می دهنـد تا حقیقتی را در مورد سیستم یا فراینـدی کشف کنند. انجام آزمایش همواره متضمن هزینـه و زمان است. از این رو انجام آزمایشهای مؤثـر که با صرف حداقل هزینه و زمان بیشترین اطلاعات را بدست بدهد آرمان هر مهندس یا محقق است . در واقع هدف DOE حل مساله زیر است :

۱-کسب حداکثر اطلاعات و شناخت از فرآیندها

۲-صرف حداقل هزینه ها

۳-کسب حداقل زمان برای اجرای فرآیندها

مهندسان و دانشمندان برای شناخت پدیده ها از آزمایش استفاده می کنند. محقق با اجـرای هـر آزمایش در صدد است که با بکارگیـری نتایج حاصله فرضیه خـود را مورد آزمون قرار دهد. این نوع آزمایشها نه تنها در تحقیقات پایه بلکه در بررسی های مهندسان برای بهبـود کیفیت نیـز بارها به کار گرفته می شوند.

در واقع آزمایش یک آزمون است. آزمایش طرح شده یک آزمون یا دنباله ای از آزمونهاست که در آنها تغییرات مورد نظر در متغیر ورودی فرایند یا سیستم اعمال می شوند به قسمی که می توانیم علل تغییرات در پاسخ خروجی را مشاهده و مشخص کنیم .روش طراحی آزمایشها (DOE) یکی از روشهای آماری بهبود کیفیت است که در مقالات و کتابهای متعدد ارائه شده است. ولی پیچیدگی مباحث آماری سبب نشده است که از این ابزار مفید استفاده ای مناسب و درخور صورت نگیرد.روش طراحی آزمایشها یکی از روشهای مفیدی است که بوسیله آن می توان متغیرهای کلیدی که برمشخصه کیفی موردنظر فرایند اثر می گذارد را شناسایی نمود. با بکارگیری این روش می توان عاملهای ورودی قابل کنترل رابطور سیستماتیک تغییر داد و اثر آنها را بروی پارامترهای محصول خروجی ارزیابی نمود.آزمایشهایی که بطور آماری طراحی می گردنـد می توانند به میزان قابل توجهی از میزان تغییرات در مشخصات کیفـی بکاهنـد، همچنین سطوح متغیرهای قابل کنترل که باعث بهینه کردن عملکرد فرایندمی شوند را تعیین نمایند. طراحی آزمایشها یکی از عمده ترین روشهای کنترل کیفیت قبل از تولید می باشد که غالبا در فعالیتهای توسعه و مراحل اولیه تولید کار می روند.

روشهای کنترل فرایند آماری و طراحی آزمایشها که دو ابـزار خیلی مهم و مفیـد برای بهبـود و بهینه سازی فراینـدها هستند رابطـه نزدیکـی با یکدیگر دارند. به عنوان مثال، اگر فرایندی تحت کنترل آماری باشد ولی کارائی آن مطلوب نباشد آنگاه تغییرات در فراینـد باید کاهش پیدا کند تا عملکرد آن بهبود یابد. روشهای طراحی آزمایشها می تواند این کار را مؤثرتر از SPC انجام دهد. همچنین روشهای DOE می توانند در استقرار SPC مفید واقع گردند. به عنوان مثال فرض کنید یک نمودار کنترل حالت خارج ازکنترل را نشان می دهد و فرایند چندین متغیر ورودی قابل کنترل دارد. اگر بدانیم کدامیک از متغیرهای ورودی مهم هستند آنگاه می توان فرایند را به حالت تحت کنترل برگردانیـد در غیر این صورت برگرداندن فرایند به حالت تحت کنترل بسیار مشکل خواهد بود. DOE را می توان جهت شناسایـی متغیرهایـی که بر فراینـد اثر می گذارند استفاده نمود.

استفاده از طراحی آزمایشها به مهندسین کمک می کند تا تولید را توسعه و تکامل داده و فرایندهایی را که مقابل عوامل محیطی و منابع دیگـر تغییر مقاومند ایجاد کنند. کاربرد به موقع و موفقیت آمیز طرح آزمایش در حرفه توسعه فرایند تولید می تواند اساسا زمان تولید و هزینه ها راتقلیل داده و به فرایندها و فراورده هایی منتهی شود که در نوع خود عملکرد بهتر و اعتماد پذیری بالاتر از آنهایی دارند که با کاربـرد شیوه های دیگر بدست آمده اند.

در اغلب صنایع ، کاربـرد صحیح و مؤثر طراحی آزمایشهای آماری کلید افزایش بازدهـی، کاهش تغییر پذیری، کاهش زمانهای تأخیـر در طراحی و توسعه محصولات بهتر و در نتیجه رضایت مشتری محسوب می شود. با توجه به آنچه گذشت می توان دریافت که تکنیک DOE را می توان در اغلب فرایندها جهت بهبود کیفیت مورد استفاده قرار داد . فرایندهایـی که در خروجی آن ها یک مشخصه کیفی، یک خواسته مشتری یا هر مشخصه دیگری مورد نیاز است . قطعا تعدادی عوامل روی این مشخصه اثر می گذارند. اینکه این عوامل چگونه باشنـد تا بهترین مشخصه خروجـی بدست آیـد امری مهم تلقـی می شود. پاسخ به این سوالات توسط DOE انجام می شود.

تکنیک DOE محدود به محیطهای صنعتی و تولیدی نمی شود. در تمام فرایندها و سیستم ها می توان از DOE بهره گرفت و کیفیت خروجـی را افزایش داد. در سیستمهای اجتماعی که فرایندها انسان هستند، در کشاورزی که فرایندها گیاهان هستند،درسیستمهای اقتصادی که فراینـدها مبادلاتی هستند و … می توان از DOE برای بهبود آنچه از این سیستم ها می خواهیم استفاده کرد

دانلود کارگاه آموزش روش طراحی آزمایشها .

15 پاسخ
  1. reza
    reza گفته:

    ۰۹۱۲۱۸۳۸۷٫٫ Sistani yek kare doe daram baminitab komak mikhan

    پاسخ
    • ناصر جلالي
      ناصر جلالي گفته:

      سلام وقت بخیر فعلا در زمینه طراحی آزمایشات خدماتی نداریم
      موفق باشید

      پاسخ
  2. علی
    علی گفته:

    دوستان عزیز خواهشمندم اگر مطلب یا کتابی در باره ی طراحی آزمایشها(doe) داریدبرام میل کنید

    پاسخ
  3. helia ziaei
    helia ziaei گفته:

    salam ozr mikham soali dashtam darbareye tarahie azmayesh.inke sharayete azmayeshate mokhtalef vali shabih be ham ro be ham tamim dad. idie man heliaaa_cute@yahoo.com hastesh.mamnoonam ag rahnamaeim konid

    پاسخ
  4. reza
    reza گفته:

    سلام خسته نباشید ببخشید پروژه ای راجب doeکه در محیط کارخانه انجام شده باشه دارین ؟نیاز مبرم دارم مرسی

    پاسخ
  5. sara
    sara گفته:

    دوستان عزیز خواهشمندم اگر مطلب یا کتابی در باره ی طراحی آزمایشها(doe) داریدبرام میل کنید

    پاسخ
  6. اسماعیل
    اسماعیل گفته:

    سلام.خسته نباشید.

    آیا مطلبی در مورد بهینه سازی فرآیند توسط الگوریتم های

    ژنتیکی دارید؟اگر میشه به ایمیل من بفرستید.

    با تشکر خیلی زیاد.

    پاسخ
  7. حمید
    حمید گفته:

    با سلام و تشکر از لطف شما و تمام مروجان دانش در دنیا

    پاسخ
  8. سولماز
    سولماز گفته:

    سلام
    میگن عالیه ولی من نمی تونم دانلود کنم. من رشتم عمرانه و برای بخشی از کارم به شدت نیاز به این روش دارم.ممکنه راهنماییم کنین؟اگه لطف کنین برام یه رفرنس فارسی معرفی کنین ممنون می شم.

    پاسخ
  9. parisa
    parisa گفته:

    vaghean mamnoon kheili donbale in mtlab gashtam omidvaram ostadam razi beshe:D

    پاسخ
  10. آرمین
    آرمین گفته:

    لطفا جزوه اموزشی و فایل کارگاه مربوط به طراحی آزمایشات را برای من ایمیل کنیر.با تشکر

    پاسخ:
    سلام
    لطف کنید در سایت بگردید و از امکانات دانلود سایت استفاده کنید من تمامی مطالب و امکاناتی که دارم به صورت رایگان به دوستان تقدیم کرده ام.
    موفق باشید
    جلالی

    پاسخ
  11. رنجبر
    رنجبر گفته:

    بسیار عالی بود. دقیقا مطلبی بود که مدتها بدنبالش بودم

    پاسخ
  12. اصغری
    اصغری گفته:

    خیلی عالی بود
    باتشکرازشما

    پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *