DoE的整個(gè)過程可以分為三個(gè)階段，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃階段；實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)執(zhí)行階段和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析階段。
階段一：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃階段
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃階段主要包括四步：問題的識別與表述，響應(yīng)變量的選擇，因子和水平的選擇以及設(shè)計(jì)的選擇。
1. 問題的識別與表述
在設(shè)計(jì)和分析一個(gè)實(shí)驗(yàn)之前，研究者必須要對所研究的問題究竟是什么，要有清晰的認(rèn)知，至少要有一些定性的了解。
一般我們會將需要研究的問題分為幾類，比如采用序貫策略方法，將其分為因子篩選研究，因子回歸研究，穩(wěn)健性研究，混料研究等等。
因子篩選研究是在相當(dāng)多的因子中，確定哪些因子顯著或者不顯著的影響響應(yīng)，應(yīng)予以保留還是予以刪除。
因子回歸研究是確定因子與響應(yīng)之間的關(guān)系式，找出響應(yīng)與因子之間的回歸方程，建立數(shù)學(xué)模型。
穩(wěn)健性研究則是確定控制因子的某種水平的組合來使得過程或系統(tǒng)對噪聲變化不敏感，即過程或系統(tǒng)受到難以控制的噪聲因子影響時(shí)，系統(tǒng)輸出的變異性能夠足夠的小。
混料研究主要用來解決在整個(gè)產(chǎn)品中各個(gè)分量所占的比率問題，其中所有比率的總和是一定的。
2. 響應(yīng)變量的選擇
響應(yīng)變量的選擇，應(yīng)當(dāng)確信該變量能夠真正的會對所研究的過程提供有用的信息。
響應(yīng)變量最優(yōu)選擇一個(gè)連續(xù)型（比如收率，純度等）的指標(biāo)，因?yàn)橛?jì)量型數(shù)據(jù)要比離散型（比如合格/不合格，質(zhì)量級別等）提供更多的信息。
選擇響應(yīng)變量時(shí)，很重要的一點(diǎn)是要考慮響應(yīng)變量的測量系統(tǒng)（分析方法），測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，精確性和穩(wěn)定性要好。因?yàn)檫^程和系統(tǒng)的誤差會涵蓋測量系統(tǒng)的誤差，測量系統(tǒng)誤差過大會掩蓋真實(shí)的因子效應(yīng)的顯著性。此時(shí)，建議有一定的測量系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)作為參考。
響應(yīng)變量的選擇可以采用團(tuán)隊(duì)的方法，比如頭腦風(fēng)暴，盡可能的確定該過程或系統(tǒng)的相應(yīng)質(zhì)量特性，后續(xù)可以采用風(fēng)險(xiǎn)評估的方法（比如風(fēng)險(xiǎn)排序和分級（RRF）和帕累托圖）對這些質(zhì)量特性進(jìn)行篩選，找到關(guān)鍵質(zhì)量特性，并以此作為響應(yīng)變量。
3. 因子和水平的選擇
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的因子是指對響應(yīng)變量有影響的變量。就實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)而言，通常將因子分為設(shè)計(jì)因子，討厭因子和噪聲因子。
設(shè)計(jì)因子是在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中被實(shí)際選擇用來研究的變量，可以是連續(xù)型（比如，pH，Cond等），也可以是離散型（比如緩沖液種類等），但是都是可控的。
討厭因子是可能有較大的效應(yīng)，但是在目前的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，我們對比并不但興趣，但是必須要要考慮這種效應(yīng)，比如不同批次的原材料，不同的操作儀器等。對于此類討厭因子，可以采用區(qū)組的方法處理（后面會講區(qū)組化的原則）。
噪聲因子則是一種不可控因子，一般假設(shè)它們的效應(yīng)會比較小。對于此類因子，我們一般使用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)尋找可控的設(shè)計(jì)因子的取值范圍，來最小化噪聲因子引起的變異，這屬于穩(wěn)健性研究的內(nèi)容。
我們不可能對特定過程或系統(tǒng)的所有因子來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究，只能篩選其中我們認(rèn)為感興趣的，或者經(jīng)驗(yàn)性認(rèn)為比較重要的因子作為設(shè)計(jì)因子來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。從眾多的過程因子中選擇設(shè)計(jì)因子，也可以使用風(fēng)險(xiǎn)評估的方法，比如魚骨圖，因果效應(yīng)矩陣分析等。
因子水平的選擇
一旦確定了設(shè)計(jì)因子，還需要選擇這些設(shè)計(jì)因子的范圍及其特定水平，同時(shí)還要考慮如何控制這些因子在所希望的水平上以及如何進(jìn)行測量。
因子水平的選擇需要一定的過程知識，包括過程的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)還要考慮研究的目的以及資源的限制（包括時(shí)間，物料，儀器，成本等）。
科學(xué)的因子水平水平，可以基于產(chǎn)品的相關(guān)信息，先前的經(jīng)驗(yàn)或者平臺性知識，預(yù)實(shí)驗(yàn)的信息，比如OFAT實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對于因子水平的選擇都會很有幫助。
前面三個(gè)步驟是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃階段中非常重要的步驟，對后續(xù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的成功起到非常重要的作用。很多情況，一個(gè)人可能沒辦法擁有所需的全部知識，團(tuán)隊(duì)的方法則顯得尤為重要。
4. 設(shè)計(jì)的選擇
前三個(gè)步驟如果做出了正確而合適的決定，那這一步就相對容易一些。
我們需要了解和學(xué)習(xí)一些重要的設(shè)計(jì)類型，以及它們能夠解決的問題和適用條件。對于大多數(shù)的問題，我們都可以從中選擇到合適的設(shè)計(jì)類型。如果輸入因子，因子數(shù)，水平等信息，一些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的軟件還會給出一些可供考慮的設(shè)計(jì)選擇或者推薦一個(gè)特定的設(shè)計(jì)，同時(shí)還會提供一個(gè)工作表來指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。
大多數(shù)時(shí)候，這些常規(guī)的設(shè)計(jì)類型就能幫我們解決大多數(shù)的問題，如果遇到特殊的考量，比如極度的原料限制或者成本限制，也可以自己選擇定制設(shè)計(jì)。
階段二：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)執(zhí)行階段
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，需要仔細(xì)的監(jiān)控實(shí)驗(yàn)的過程以確保每件事情都在按計(jì)劃進(jìn)行。這一階段，實(shí)驗(yàn)程序中的錯(cuò)誤通常會破壞實(shí)驗(yàn)的有效性，所以前期的計(jì)劃和準(zhǔn)備是至關(guān)重要的。
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之，做少數(shù)的預(yù)實(shí)驗(yàn)或者嘗試性實(shí)驗(yàn)通常會有所幫助，可以提供實(shí)驗(yàn)材料一致性的信息，檢查測量系統(tǒng)，對實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差有一個(gè)粗略的估計(jì)，同時(shí)還可以回顧審視前面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)劃階段中的決定的合理性。
階段三：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析階段
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析階段，該階段主要包括數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)論和建議。
6. 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)分析應(yīng)基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，這樣可以增加決策過程的客觀性。
很多實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的軟件已經(jīng)內(nèi)涵了所需要的統(tǒng)計(jì)分析方法，可以為第四步中選擇設(shè)計(jì)的程序提供直接的統(tǒng)計(jì)分析。
因子篩選研究可以通過假設(shè)檢驗(yàn)和方差分析來確定對響應(yīng)具有顯著性影響的因子。因子回歸設(shè)計(jì)可以通過方差分析和回歸分析來獲得因子與響應(yīng)之間的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑏砻枋鏊鼈冎g的關(guān)系。殘差分析和模型的合適性檢測也是用來評估模型的重要的分析方法。
雖然說實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的軟件可以解決很多統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算的問題，但是最終模型（回歸方程）的選擇和確定，還是需要實(shí)驗(yàn)者來決定的?；诖耍瑢?shí)驗(yàn)者還是需要去了解和掌握模型分析和評估的一些統(tǒng)計(jì)學(xué)知識及其所代表的的含義，以便做出最合適的選擇。
這一點(diǎn)可能是學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的童鞋們感覺最為痛苦的地方。
7. 結(jié)論和建議
分析完數(shù)據(jù)之后，實(shí)驗(yàn)者需要做出有關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的“真實(shí)”結(jié)論，即能否對我們提到的四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模―oE學(xué)習(xí)筆記1）做出回答，或者提出后續(xù)的實(shí)驗(yàn)處理方法，是否可以結(jié)束實(shí)驗(yàn)，還是需要繼續(xù)進(jìn)行下一輪的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
最后，所有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)論都需要跟蹤實(shí)驗(yàn)或者確認(rèn)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證結(jié)論的正確性。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的流程
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