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Design of Experiment

Uno dei problemi più diffusi nell’ambito dell’ingegneria industriale è trovare la relazione che vige tra dei risultati che si vorrebbero perseguire e i fattori che li influenzano. Questo articolo presenta i concetti base del DOE e come può diventare strumento essenziale di progettazione e ottimizzazione di processi all’interno della propria organizzazione.

Cos’è il DOE?

Per DOE sottintende Design of Experiments o, come viene spesso tradotto in italiano, Pianificazione degli Esperimenti. Un esperimento è una realtà complessa che consiste in una serie di prove svolte in maniera sistematica e volte ad aumentare la conoscenza che si ha di un problema esistente, oppure volte esplorare soluzioni alternative (sia in ambito prodotto che processo). Ciascuna prova è la riproduzione fedele di un determinato meccanismo che consente di analizzare un fenomeno nella sua natura.

Il DOE è uno strumento che si basa su regole statistiche per sviluppare una strategia di sperimentazione che massimizza la conoscenza utilizzando il minimo di risorse.

Il DOE è un metodo di sperimentazione sistematica nel quale vengono fatti cambiamenti intenzionali alle variabili di input per identificare e analizzare in che misura questi modificano od alterano la risposta (variabile di output)…

Perché il DOE è importante?

Il DOE è importante perchè grazie al suo approccio sistematico permette di strutturare un problema che potrebbe essere alquanto complesso, in una serie di fasi che sono più semplici da gestire e che sono l’una la consequenza del risultato della precedente. Tale approccio strutturato permette quindi l’identificazione dei soli fattori fondamentali separandoli dalla massa di fattori insignificanti. Essendo il DOE un processo di analisi statistica di relazioni causa-effetto, tale approccio risulta fondamentale al processo decisionale e i risultati che ne derivano possono tradursi in un risparmio economico di notevole entità.

Quando è utile il DOE?

I disegni sperimentali sono utili quando non possiamo fare affidamento ai modelli matematici o ad equazioni proprie dell’ingegneria.

Il DOE è in grado di trovare una risposta a domande poste dalla progettazione in primis ma anche dalla qualità e dalla manutenzione. Grazie al DOE possiamo stabilire il settaggio ottimale del processo e comprendere la fisica del problema conducendoci alla sua risoluzione e permettendoci di progredire in termini di qualità e affidabilità.

Applicazioni del DOE

I disegni sperimentali sono ampiamente utilizzati in ambito scientifico e si vanno sempre più diffondendo nel campo ingegneristico. Le stesse tecniche che permettono di derivare un settaggio ottimale di un processo farmaceutico, possono essere riutilizzate ed applicate in un contesto meccanico, elettrico, chimico e petrolchimico…

Indipendentemente dal suo contesto, il DOE può contribuire a:

  • Aumentare la produzione
  • Ridurre la variazione
  • Ridurre i costi
  • Paragonare e valutare soluzioni diverse
  • Identificare i fattori chiave che influenzano una determinata prestazione.

Conclusione

Da quanto discusso si evince che il DOE è una potente strategia di analisi di un problema. Fondamentale al processo decisionale per attuare miglioramenti progressivi nella qualità di un prodotto e nell’efficienza di un processo. Questo naturalmente ha come ovvia conseguenza la diminuzione dei costi e l’aumento dei margini di profitto.

Nei prossimi articoli discuteremo alcuni aspetti specifici di questa affascinante disciplina.

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