آموزش طراحی آزمایش ها با نرم افزار design expert

مقدمه

رشد روزافزون فعاليت هاي تحقيق و توسعه اي در واحدهاي صنعتي، به كارگيري روش هايي جهت كاهش آزمايش هاي لازم – براي تسريع در امر نتيجه گيري منطقي – را ضروري ساخته است. در كارخانه ها نيز جهت افزايش بهره وري و بهينه سازي عمليات، مي توان از اين روش ها استفاده نمود. طراحي صحيح آزمايش ها، علاوه بر كاهش هزينه ها، راه را براي دست يابي به نتايج قابل اطمينان هموار مي كند. نكته قابل تأمل در اين خصوص، تحليل آسان تر و دقيق تر نتايج به دست آمده از آزمايش هاي طراحي شده است كه ارزش آن كمتر از نحوه انجام آزمايش ها نيست. در نتيجه، استفاده از نرم افزارهايي كه كار طراحي و تحليل آزمايش ها را تسهيل نمايند، مي تواند سودمند باشد. اما مطمئناً استفاده از نرم افزارهاي طراحي آزمايش بايد با درک درست از فيزيک مسئله مورد بررسي همراه باشد. علاوه بر اين، يک طراح و تحليل گر خوب، بايد بداند كه هر يک از نتايج نرم افزار كه از تحليل داده هاي آزمايشي در اختيار وي قرار مي گيرد، چه مفهوم و مهم تر از آن چه كاربردي دارد تا بتواند تفسيري منطقي و مطمئن از نتايج نرم افزار داشته باشد.

در این ویدیو روش آماری سطح پاسخ در طراحی آزمایش ها و بهینه سازی متغیرها در نرم افزار دیزاین اکسپرت (Design Expert) آموزش داده می شود. همچنین فایل نصبی نرم افزار دیزاین اکسپرت مخصوص ویندوزهای 32 بیت و 64 بیتی با کرک سالم و آموزش نصب نیز قرار داده شده است. مدت زمان این آموزش 1 ساعت و به زبان فارسی می باشد و به صورت کارگاهی آموزش داده شده است.

طراحی آزمایش ها (DOE)

آزمايش طراحي شده آزموني است كه در آن تغييرات هدف داري در متغيرهاي ورودي فرآيند اعمال مي شود، به طوري كه بتوان تغيير در عكس العمل پاسخ را مشاهده و دلايل آن را شناسايي كرد. طراحی آزمایش ها یکی از مهم ترین ابزارهای مدیریت کیفیت و بهره وری است که باعث می شود محصول با بالاترین کیفیت و کمترین هزینه طراحی و تولید شود. امروزه شرکت هایی موفق هستند که در دنیای رقابت بتوانند باقی بمانند و این نیازمند ایجاد کیفیت در محصولات خود است. یکی از گامهایی که می توان در جهت ایجاد بهترین کیفیت در محصول شد طراحی مناسب محصول است که می توان به وسیله ابزار طراحی آزمایش ها (DOE) به آن دست پیدا کرد. در طراحی آزمایش ها تعدادی از متغیرهای اولیه را دستکاری نموده تا تاثیر آن بر روی متغیر پاسخ را ارزیابی کنیم. به عنوان مثال در یک شرکت تولید کمربند ایمنی، متغیرهایی که بر روی عملکرد کمربندی ایمنی تاثیردارند از جمله فشار گاز، طول کمربند، جنس کمربند است. در طراحی آزمایش در هر بار این سه متغیر را تغییراتی اعمال میکنیم مثلا فشار گاز را کمتر یا بیشتر میکنیم و آزمایش را انجام میدهیم تا بدانیم کدام حالت از همه بهتر است.

شكل فوق مراحل تكامل روش ها را در سازمان هاي توليدي نشان مي دهد. در پايين ترين مرحله تكامل، مديريت اغلب در مورد مسائل كيفيت اطلاع و آگاهي ندارد و احتمالاً هيچ گونه فعاليت مؤثر و سازمان دهي شده اي در زمينه تضمين كيفيت وجود نخواهد داشت. با اين حال، گاهگاهي به ميزان نسبتاً كم از روش هاي نمونه گيري جهت پذيرش براي بازرسي مواد ورودي استفاده مي گردد. با رشد سازمان، فعاليت هاي بازرسي افزايش مي يابد. روش نمونه گيري جهت پذيرش تا زماني كه پي برده شود كه ديگر نمي توان به وسيله بازرسي، كيفيت محصولات را افزايش داد، استفاده مي شود.

درميان سه روش بهبود كيفيت، استفاده از طراحي آزمايشها(DOE) در كنار كنترل فرايند آماري باعث خواهد شد تا تغييرپذيري فرايند به حداقل ميزان خود برسد و در نتيجه، محصولات توليد شده فاقد هر گونه عيب گردند. شكل زیر اين ارجحيت را نشان مي دهد .

تاریخچه

در اين قسمت به تحقيقات گذشتگان در زمينه تكنيك DOE به صورت كلي و به صورت خاص اشاره شده است.
بت(1992) در تحقيقات خود نشان داده شركت هايي كه براي بهبود محصولات، سهم بازار، سود و بازگشت سرمايه شان اشتياق نشان مي دهند از اصول مديريت كيفيت كمك میگيرند  و DOE ابزار قدرتمندي در بهبود كيفيت است. پینکرتن(1993) نشان داده كه DOE راهي براي دستيابي كيفيت در كلاس جهاني است. كندا، راجوركار،بیشا ، گوها و پارسون(1999) در تحقيقات خود نشان داده اند كه DOE ابزاري كيفيتي است كه در مباحثي چون كشف عوامل معنادار در فرايند، تأثير هر عامل بر خروجي، واريانس(پراكندگي) فرايند، عيب يابي مشكلات ماشين، بررسي و نمايش پارامترها و مدلسازي فرايند به كار مي رود و بسياري از صنايع از DOE براي باقي ماندن در دنياي رقابتي به وسيله طراحي محصول پايدار با قابليت اطمينان بالا استفاده مي كنند و اثر چندين متغير را به صورت همزمان و همچنين ارتباطات و تعاملات بين متغيرها را بررسي مي كنند؛ كاري كه ساير تكنيكهاي آماري با حجم پايين مورد نياز درDOE قادر به انجام آن نيستند. آنتني (2001) بهبود كيفيت فرايند ساخت و توليد از طريق DOE را درقالب مطالعه موردي نشان داد. وي به همراه گروهي از مهندسين واحد تضمين كيفيت (2004 ) در تحقيقات خود نشان داد بهبود كارايي فرايند و همچنين كاهش هزينه هاي كيفيتي همچون ضايعات، دوباره كاري و ساير هزينه هاي شكست از طريق تكنيك DOE قابل بررسي است. ككس و ردمن (2007) DOE را به عنوان يكي از ابزارهاي فلسفه كيفيتي شش سيگما در مرحله بهبود از چرخه DMAIC معرفي كرده اند.
در ادامه، واتسن( 2007 ) DOE را به عنوان راهي براي مديريت تحول در شش سیگما ارائه داده است. 

کاربردهای طراحی آزمایش ها

این روش کاربردهای فراوانی در صنعت دارد از جمله این کاربردها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• تعیین پارامترهای کلیدی که بر روی محصول تاثیر دارند.
• انتخاب بهترین حالات طرح که بهترین نتیجه را داشته باشد.
• نتایجی که از فرایند حاصل می شود را می تواند بهبود دهد.
• زمان را کاهش می دهد.
• باعث کاهش هزینه می شود.

نرم افزار دیزاین اکسپرت (Design expert)

يک نرم افزار طراحي و تحليل آزمايش هاست كه در سال هاي ابتدايي انتشار آن، بيشتر مورد استفاده مهندسين شيمي قرار مي گرفت؛ اما امروزه محققين بيشتر شاخه ها از اين نرم افزار استفاده مي كنند. اين نرم افزار در بخش تحليل خود، ارايه مدل و طيف وسيعي از منحني ها را جاي داده است. این نرم افزار یکی از نرم افزارهای تخصصی طراحی آزمایش ها است که توسط Stat-Ease, Inc ارائه شده است. آخرین نسخه فعلی این نرم افزار نسخه 11 است. در فایل زیر نسخه 10.3 این نرم افزار با کرک معتبر ارائه شده است. این نرم افزار امکان ایجاد نمودارهای دو بعدی و سه بعدی با کیفیت را دارا است. از جمله قابلیت های این نرم افزار می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انجام فرایندهای طراحی و بهینه‌سازی محصولات
• دارای ابزار سه بعدی ساز قدرتمند
• امکان خلق طراحی‌های دو بعدی- حل عددی معادلات
• دارای ابزار ورودی و خروجی پیشرفته
• امکان Flag گذاری و Plot پیشرفته
• امکانات رسم نمودار (منبع: ویکی پدیا)