1.2.2 对交互作用的处理方法不同
业界对稳健参数设计法有一种误解,就是该方法不重视交互作用。其实,这种说法是错误的。事实上,在稳健参数设计法中存在两种交互作用:
1)可控因子和噪声因子之间的交互作用;
2)可控因子之间的交互作用。
根据稳健参数设计的观点,第一种交互作用是有利的,第二种交互作用是有害的。可控因子是指可以优选,并且在稳健参数设计后固定在某一名义值的因子;而噪声因子是指由于某些原因不可能控制的因子。
为了解释第一种交互作用,我们用两种材料劣化的情况作为例子。材料的类型是可控因子(A1,A2),劣化是噪声因子,如果实验结果显示材料A1的劣化非常明显,而材料A2的劣化不太显著,此时,材料的类型变了,劣化的影响也变了。
通过分析可控因子和噪声因子之间的关系,就可以得到一个相对稳健的材料A2。在稳健参数设计中,这样的发现是非常重要的。
为了发现这样的交互作用,就要计算和比较信噪比。信噪比是评定质量稳健性的最佳指标。信噪比越大,劣化就越少。这样,就很容易进行分析,只要比较可控因子两个水平的信噪比就行了。
信噪比在通信领域的应用已近一个世纪。1958年,田口博士在他的著作《实验设计法》中,应用信噪比来评定产品功能的稳健性。20世纪70年代,田口博士在稳健参数设计中引入信噪比的概念来研究可控因子和噪声因子的交互作用。交互作用的计算十分繁复,需要大量的时间,而引入信噪比可以简化数据的计算。
第二种交互作用,即可控因子之间的交互作用,在稳健参数设计中是有害的,必须设法避免。也许你会问,交互作用是客观存在的,能避免或消除吗?回答是,交互作用的存在取决于应用什么样的测量系统进行分析。换句话讲,这取决于用来分析的输出特性的类型,而传统的实验设计没有认识到这个原理。
如前所述,交互作用是不一致、不再现的同义词,稳健参数设计的目的就是预测那些可能在市场上出现的问题,从而指导技术开发或产品设计,即根据实验室的结论设计产品,而这些结论必须无交互作用,且在大型生产或用户使用时具有再现性。
那么,如何选择一个好的输出特性去避免可控因子之间的交互作用呢?用信噪比,特别是动态特性的信噪比。大量的案例研究已经证明,运用这样的信噪比,实验的结论将在下游得到很好的再现。
但是,很难确保所选择的信噪比在可控因子之间没有或只有较小的交互作用。因此,在实验室进行研究时,需要检验交互作用是否存在。为了达到这个目的,可以采用田口博士推荐的特殊正交表。