Disegno di esperimenti

Il disegno di esperimenti (DOE – Design Of Experiments) è una tecnica sviluppata per la prima volta da R. A. Fisher nel 1920 per individuare le relazioni che possono intercorrere tra le variabili caratteristiche di un progetto e i differenti prodotti dello stesso progetto. In particolare, questo approccio si applica nella gestione della qualità di un progetto quando occorre:

• formulare ipotesi sulle motivazioni retrostanti l’andamento di alcune variabili critiche;
• effettuare alcuni test per verificare tali ipotesi;
• analizzare i risultati dei test;
• individuare le correzioni da applicare;
• effettuare ulteriori test fino a quando non viene raggiunto un risultato ritenuto affidabile.

Naturalmente tutto questo ha senso quando viene applicato su un numero limitato di casistiche, altrimenti i costi potrebbero lievitare rapidamente.

Affinché la tecnica produca i suoi effetti, è necessario seguire i seguenti otto passaggi:

1. Definire chiaramente gli obiettivi delle prove da effettuare. Questo consente di circoscrivere il campo di analisi evitando di dover analizzare troppe variabili. Il tempo e il costo dell’analisi crescono infatti esponenzialmente all’aumentare del numero di variabili da osservare.
2. Definire le misure da effettuare su base quantitativa e non qualitativa. Questo richiede di definire delle metriche specifiche da utilizzare per la misurazione. Buona parte del successo nel disegno di esperimenti consiste proprio nell’individuazione di tali metriche.
3. Replicare le prove più volte. Questo al fine di essere sicuri di trovarsi di fronte a dati stabili e non associati a fluttuazioni casuali dei valori misurati.
4. Randomizzare le sequenze di test. Ciò al fine di non introdurre fattori deterministici nel processo di analisi che potrebbero in qualche modo alterare i risultati.
5. Isolare le sorgenti conosciute di variazioni. Qualora si conoscano alcune cause che producono certi andamenti sistematici può essere conveniente organizzare gli esperimenti in blocchi di sequenze in modo da cogliere separatamente gli effetti delle cause conosciute.
6. Individuare le possibili distorsioni di campionamento e gli effetti prodotti. Ciò può essere ottenuto attraverso la ripetizione degli esperimenti a distanza di tempo e le analisi di covarianza.
7. Effettuare in modo sequenziale gli esperimenti. Questo al fine di poter verificare i risultati di un esperimento in base all’esperimento successivo.
8. Verificare sempre i risultati ottenuti dal complesso degli esperimenti effettuati. Alla fine di una sequenza è facile ritenere che i risultati raggiunti siano accurati. Occorre però non accontentarsi e svolgere ulteriori verifiche anche utilizzando altri strumenti di indagine.

Nel disegno di esperimenti le sequenze di analisi e successive verifiche devono procedere sostanzialmente attraverso una prima “scrematura” dei fattori significativi ed una successiva valutazione dell’impatto di ciascuno di tali fattori. A tal fine si procede:

• definendo la risposta che qualifica un determinato processo;
• individuando i fattori che potrebbero incidere sulla risposta;
• individuando per ogni fattore il campo di variazione con gli estremi superiore ed inferiore (v. carte di controllo);
• predisponendo un piano dei test da effettuare;
• analizzando i risultati dei test per comprendere quali siano i singoli fattori che influenzano il processo;
• valutando gli effetti prodotti da ciascuno di tali fattori.

Il disegno di esperimenti non costituisce solo una modalità per verificare se l’implementazione pratica di un nuovo processo/prodotto risponde effettivamente agli obiettivi stabiliti durante la progettazione. Il disegno di esperimenti può infatti generare valore aggiunto non solo se pensato come conferma di quanto inizialmente previsto ma anche come potenziale fonte di iniziative di miglioramento non sempre intuibili a priori.