Fiche 06 : Le plan d'expérience

Optimiser la mise au point d'un produit

En résumé

Le plan d'expérience est une méthode d'expérimentation particulière basée sur le principe suivant : plutôt que de réaliser un nombre considérable d'essais en ne faisant varier qu'un seul paramètre à la fois, il fait varier simultanément tous les paramètres.

Le plan d'expérience est utilisable pour mettre au point un service, un produit ou un process industriel.

Il apporte un gain de temps sans entraver la qualité du produit à mettre au point.

Pourquoi l'utiliser ?

Objectif

• Déterminer des valeurs optimales de réglage de différents paramètres, pour obtenir une valeur souhaitée sur un produit ou un service à mettre au point.
• Réduire le nombre d'essais à ce qui est strictement nécessaire, avec comme effet direct de minimiser les dépenses.
• Identifier les facteurs les plus influents, les interactions éventuelles entre les facteurs, et le nombre de points de mesures minimum pour obtenir le maximum d'informations.

Contexte

Le plan d'expérience s'utilise principalement dans l'innovation aval pour caler définitivement la mise au point d'un produit à la fois sous l'angle de sa définition propre (choix des caractéristiques de conception) et de sa mise en oeuvre sur un process industriel. Il s'applique aussi à la mise au point de service dépendant de plusieurs facteurs

La méthodologie du plan d'expérience s'applique dans de nombreux processus, comme les essais cliniques dans le domaine médical, la mise au point des produits agroalimentaires ou l'optimisation des process industriels dans le secteur automobile.

Comment l'utiliser ?

Étapes

• Identifier la façon dont la qualité du " produit " à mettre au point peut se mesurer. Choisir l'indicateur le plus pertinent pour analyser la réponse pendant l'expérimentation.
• Identifier les différents paramètres qui influencent le résultat. Ils s'appellent couramment les facteurs.
• Définir le nombre de valeurs à étudier pour chaque facteur.
• En déduire le type de plans à réaliser (il dépend du nombre de facteurs, du nombre de valeurs, des interactions possibles entre les facteurs).
• Effectuer les essais en respectant les variations de facteurs et de niveaux mentionnées dans le plan.
• Analyser et interpréter les résultats (l'analyse de variance et le calcul de régression linéaire sont réalisables avec des logiciels spécifiques).
• Modéliser la réponse en fonction de tous les paramètres.
• Valider la modélisation par des expériences aléatoires de vérification.
• Ajuster les facteurs pour optimiser la réponse en fonction de la modélisation retenue.

Méthodologie et conseils

La théorie mathématique et les outils statistiques sur lesquels repose la méthodologie des plans d'expérience peuvent parfois rebuter. Les logiciels facilitent aujourd'hui l'interprétation et sont d'une grande efficacité lorsqu'on cherche à maîtriser et améliorer les processus en s'affranchissant d'une partie de la théorie.