Identificación de los efectos de los factores sobre la respuesta del producto.
Los diseños experimentales consisten en definir y ordenar las pruebas para identificar, a menor costo, los efectos de los factores sobre la respuesta del producto. Se trata de métodos estadísticos que comprenden varias etapas: definición de la respuesta y el objetivo de esta respuesta, definición de los factores y los rangos de variación asociados, elección del modelo matemático que vincula la respuesta a los factores; elección del diseño experimental, es decir, de la serie de pruebas que permiten identificar los coeficientes del modelo, implementación de las pruebas, identificación de los factores de influencia, optimización y luego posible extrapolación.
La calidad de un producto industrial es una función de muchas características que frecuentemente son interdependientes. Para controlar el nivel de calidad, por ejemplo, en el marco del enfoque Six Sigma DMAIC, la relación entre calidad y características debe modelarse mediante pruebas experimentales, y la validez de los resultados de estas pruebas depende de los modelos desarrollados.
En el contexto del diseño (Design for Six Sigma) o rediseño de un producto industrial, estos modelos involucran características medibles que se pueden modificar y que se denominan factores controlados. El objetivo del experimentador es encontrar la configuración de estos factores que dan al producto la calidad deseada. Esto requiere identificar las influencias de factores e interacciones entre estos factores, sobre la calidad del producto. Se trata de estudios experimentales que consisten en fijar diferentes valores de estos factores y medir las respuestas obtenidas.
Estas pruebas son caras, y más aún cuando el número de factores a modificar se vuelve grande. Por ejemplo, cambiar un factor puede requerir desmontar el producto, detener la producción, cambiar de alta temperatura a baja temperatura en un horno y luego volver a temperatura alta. Por tanto, el coste de un estudio experimental depende del número y el orden en que se realicen las pruebas.