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试验设计(DOE)技术的基本概念

作者:    分类:六西格玛工具    时间:2018-01-23 09:44:12

试验设计( DOE)技术是半导体工艺设备和电路系统统计表征和优化的核心技术。理论上,它是数理统计学最重要的分支之一,也是最早、最有影响的分支之一。


试验设计(DOE)技术的基本概念


R.现代统计学的主要奠基人之一A.Fisher在英国农业实验站工作时,从田野试验设计研究中发展了统计学试验设计的基本思想和方法,推动了整个数理统计的发展。此后,试验设计成为了数理统计中非常活跃的一个分支。试验设计技术的研发始终与其在科学研究、工农业生产技术改进等方面的应用紧密相连。到目前为止,已经形成了广泛的理论和应用体系。


试验设计是相关统计理论和实验技术的结合,使研究人员能够发现好的实验,有效地分析数据,并在分析结论和最初的研究目标之间建立联系。由于试验设计是一个统计理论,这里有一些关于试验设计理论的基本概念:


1.指示器


试验设计,过程结果参数所需的目标值称为“指标”,有时也称为“响应变量”。


2.因素


试验设计,影响过程结果参数的过程输入变量称为“因素”,也称为“因子”。其实过程中有可控因素和不可控因素,对应的因素也分为“可控因素”和“不可控因素”,其中不可控因素又称为“噪声因素”或“随机因素”。


3.水平


试验设计,可用于受控因子的数值称为水平。“级别”的可能值的数目称为“级别数”。因此,有些因素可能是多层次的因素。例如,对于氧化过程,“温度”是影响氧化层厚度指数的可控因素。如果试验设计中允许950℃、975℃和1000℃三个值,则温度为三级因子。


4.测试方案


也可以称之为“测试型”。在确定测试指标、因素和水平后,可以根据一定的统计原理选择测试方案,制定测试方案。一个糟糕的设计可能只得到很少的信息(这些信息可能对分析没有帮助),而一个精心安排的试验设计可能会使结果清晰明了,不需要进行太复杂的分析。如何选择试验设计类型,构建测试方案是试验设计技术的核心。


5.试验设计矩阵


试验设计矩阵是实验的矩阵描述。它不是为特定因素设置的,而是基于通用代码构建的矩阵。因此,与具体的测试方案相比,具有更广泛的意义,是制定具体测试方案的关键,对测试结构和分析非常有用。


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