在生产石英陶瓷制品熔融石英浆料的生产制备工艺中，影响浆料性能的因素有很多种，如水分含量、pH、粘度、流变特性、颗粒度以及环境温湿度等。在这些影响因素中，哪一种因素起到最主要的作用？或者是哪几种因素会交互作用相互影响？我们会通过各种图表如控制图、推移图、C&E、FMEA、CPK等来反映问题，这些图表会得出一些关键的问题点，但是有时我们运用一些简单的方法无法解决各因素间的相互作用，这就需要运用6 SIGMA管理中的试验设计来解决。
对此分析熔融石英浆料（以下简称浆料）特性之间的相互关系，运用Minitab DOE的方法，对于解决问题有很好的改善。试验设计本身需要花费成本，如何选取试验，如何确定范围，如何更精益的减少试验成本来达到试验目的，这些都需要在最初计划时考虑；因此，我们在范围的选取以及目标确定上事先商讨决定，计算每一步需要采取的试验方法，DOE是一个小组的成果。

图1 Minitab 17

首先在试验设计中选取因子，也就是前面提到的影响浆料的因素：水分含量、pH、粘度、流变特性、颗粒度共5个因子。这里需要介绍一下各因子对浆料的作用。
浆料的制备是由熔融石英砂经与去离子水按照一定比例混合研磨后形成浆料，水分含量会影响浆料的特性，可以理解成砂水比例即为水分含量及固相含量；pH可以干预浆料的酸碱度，从而影响到浆料的内部结构；粘度表征浆料的粘稠度；流变性能表征浆料在非牛顿流体下的触变行为；粒度大小取决于研磨时间长短并决定了浆料在成型时的走向趋势，大颗粒趋向于沉积，随着成型时间对浆料造成底部偏厚壁部偏薄等情况。

图2 熔融石英砂

其中有些因素是可以通过人为干预调节的，有些因素不可控，如pH无法直接调节，需加入辅助剂如草酸或氨水来调节酸碱度，因生产量大，此调节很难实现；另外，还有其他因素如环境因素是可以控制的，在一定环境下温湿度是恒定的，可以看做稳定因素。

图3 创建DOE

图4 确定流程

确定流程后，我们可以知道从哪里入手分析，然后定义因子水平，即确定各因子的范围；这些因子中到第一哪一个是重要的呢？通过筛选因子，我们最终确定5个因子为关键因子，即以上所述水分含量、pH、粘度、流变特性、颗粒度。

图5 选择因子

图6 定义因子水平

在定义因子水平时我们需要从日常的范围中选取典型范围，如下表：

我们可以应用一些历史数据，或者完全可靠的经验理论分析，来减少我们的试验因子，为了试验的可靠，也可以现场试验选定可靠的数据。筛选因素的结果，使得我们掌握了影响指标的主要因素，这一步尤为关键，往往我们在现实中是通过完全的经验分析得出，甚至抱着可能是的态度。

由此我们通过筛选因子找到了关键的因素，可以通过Minitab得到下表：

其中，响应值是最后输出的结果Y，对应各个因子X，我们从一些历史数据中找到了相应的Y值，当时定义响应值目标为0.8，即大于0.8的值为理想值；

一切就绪后运行DOE，ABCDE分别为5个因子，从图表中我们不难发现，各因子之间的相互作用，以及可以找到最关键的几个因子，这对改进工艺有很大的帮助。试验设计的目的就是通过我们设计的可以调控的关键因素来达到控制指标的目的，设计试验提供了这种可控的手段。其中A(固相含量)及E（流变特性）对浆料性能的影响很大，两者的交互作用也很大，96.17%的变量可以被此模型解释，是比较合理的。