Voorbeeld van een Design of Experiment

In dit artikel vind je een voorbeeld van een Design of Experiment. Met Lean en Six Sigma kun je makkelijk processen makkelijker, beter, sneller en goedkoper maken. Easier, Better, Faster and Cheaper is een uitspraak van Shigeo Shingo en is de kern van de opleidingen van 5ST3PS.  

Maar behalve dat je processen kunt verbeteren, kun je ze ook ontwerpen. Dan stel je van tevoren de instellingen vast voor de optimale proces prestatie. In zowel Lean als Six Sigma stel je de klant en wat waarde is centraal. Een Critical-to-Quality CTQ is de meetbare eigenschap waar je aan werkt. Je kunt ook door slim met data te werken veel tijd besparen door een experiment op te zetten.

In dit artikel lees je meer over een praktische toepassing van een Design of Experiment afgekort DoE om je te inspireren. En je een idee te geven wat je met een DOE kunt. Eerst vertellen we je nog wat hoofdlijnen over experimenten. Een en ander is gebaseerd op het boek Lean Six Sigma van Noordhoff van onze hoofdtrainer Willem Salentijn. Dit boek wordt het meest gebruikt in het hoger onderwijs.

Design of Experiment

In een Doe stel je de optimale instellingen vast om een bepaald resultaat te bereiken. Eigenlijk kun je koken ook beschouwen als een experiment. Je hebt een aantal ingrediënten, je hebt de kooktijd en je hebt het resultaat. Bijvoorbeeld voor een cake heb je bloem, boter, suiker, mengtijd en baktijd op een bepaalde temperatuur. Al deze componenten hebben een optimale instelling. Bijvoorbeeld de verhouding tussen de ingrediënten, de optimale baktijd en de optimale temperatuur. En deze componenten hebben ook een wisselwerking. Daarmee kun je spelen en het optimale resultaat bepalen zodat je de ultieme cake hebt. Het cake voorbeeld is een heel simpel voorbeeld om de kern van elk experiment uit te leggen. Maar er zijn wel wat regels.

Opzetten van een DoE

De eerste stap is dat je bepaalt wat je wilt weten. En of je het kunt meten. Een begrip als klanttevredenheid is meetbaar, maar als je het effect van een bepaalde instelling wilt meten hierop, kan dat lastig worden. Stel dat je een call center hebt en je weet dat afhandeltijd een factor is in klanttevredenheid, dan is afhandeltijd een betere meetbare factor dan de hoog over klanttevredenheid die door meerdere factoren wordt beïnvloed.

Als je de uitkomst weet, moet je de variabelen die van invloed zijn in kaart hebben. En in staat zijn hieraan te kunnen draaien. Feitelijk meet je het effect van de onafhankelijke variabelen op de uitkomst. De onafhankelijke variabelen zijn de inputfactoren en de uitkomst de CTQ. Dit lijkt heel erg op wat je doet met de Ishikawa of Cause-and-Effect diagram, alleen dan met historische data.

De tweede stap is dat je bepaalt wat je wilt weten. Een mooi woord daarvoor is een hypothese. Als je namelijk experimenteert zonder duidelijk doel, krijg je alleen maar ruis. En dan zet je in de derde stap het experiment op zodat je zorgvuldig bent in de procedure. Zorgt dat je meet wat je wilt weten. Dit nauwkeurig is en gereproduceerd kan worden. Zonder goede meetresultaten, kun je nooit de variantie vaststellen en ben je maar wat aan het doen. Tenslotte en dat is de vierde stap voer je het experiment uit en stel je het model vast wat de variantie verklaart. En daarmee de optimale instellingen van de parameters.

Experimenten behoren tot de competenties van de Lean Six Sigma Black Belt en bij 5ST3PS komt dit uitgebreid terug in zowel onze klassikale trainingen als onze elearnings.

Voorbeeld van een Design of Experiment Bederftijd verkorten

In ons voorbeeld een simpele toepassing van het verkorten van de bederftijd. Vloeibare medicijnen zullen op zeker moment bederven. De vraag was of we door ander materiaal ervoor konden zorgen dat de medicijnen langer konden blijven staan. Factoren die dit beïnvloeden zijn de fles zelf uiteraard. Een doorzichtige fles heeft een ander effect dan een gekleurde fles. Glas heeft mogelijk een ander effect dan plastic. Mate van licht in de ruimte waar de medicijnen bewaard worden zijn van invloed. De temperatuur is uiteraard van invloed. Een medewerker zei dat regelmatig omdraaien van de flessen effect heeft. Hoe de flessen zijn afgesloten heeft effect, siliconen of een rubber. Of de flessen recht staan of liggen of schuin bewaard worden kan invloed hebben.

Zo heb je 7 factoren die effect hebben, maar ook onderling effect. Nu kun je uiteraard trial and error doen, maar het risico is dan dat je heel lang bezig bent. Of dat je een brainstorm doet, samen bepaalt wat het beste is, dat uitprobeert en dat meet. Met een t-test kun je dan eenvoudig effect vaststellen. Vraag is dan alleen of je de meest optimale instellingen hebt. Dus in dit geval zijn letterlijk alle ingrediënten aanwezig voor een experiment.

Soorten experimenten

Je hebt verschillende soorten designs voor experimenten. Een design geeft aan onder welke voorwaarden je een experiment uitvoert om een model te maken. Je kunt een volledig experiment doen en dat is een Full Factorial Design. Je kunt ook een gedeeltelijk design doen ook wel een screening design genoemd en dat is een fractional factorial design. Black Belts zijn geen wetenschappers en vaak zie je dat een gedeeltelijk design al voldoende informatie geeft om de optimale instellingen te bepalen.

Andere type designs zijn onder andere de Mixture Design en de Taguchi Design. Experimenten zijn onderdeel van innoveren met Six Sigma oftewel Design for Six Sigma DfSS. Meer daarover kun je lezen in dit artikel: https://www.5st3ps.nl/design-for-six-sigma/ 

Resultaten

In 3 rondes werd een experiment uitgevoerd, waarbij eigenlijk de derde ronde niet nodig was. Van de 7 factoren bleken er 3 echt van invloed te zijn en ook elkaar te beïnvloeden. Met deze 3 factoren bleek er een optimale waarde te zijn waarbij je zag dat tot op een zeker moment de bederftijd verkortte en daarna weer langer werd. Uiteindelijk is dit vrij simpel geïmplementeerd in 2 weken tijd. Het meest verrassende voor de deelnemers was dat maar 3 van de 7 factoren ‘echt’ meededen en dat je een zeker optimum hebt.

Zelf leren doe je in onze Black Belt opleidingen. Als je in jouw organisatie wilt toepassen, dan kun je uiteraard ook onze consultants om hulp vragen.

Vond je dit artikel Voorbeeld van een Design of Experiment interessant, lees dan verder over experimenten en de Lean Startup: https://www.5st3ps.nl/lean-startup-methode-van-eric-ries/