田口玄一著　実験計画法　上　第３版　演習問題６の解説　

みかも様
　回答がすっかり遅くなり、申し訳ありませんでした。年一度の学会が近づいていて、いろいろあったものですから。

ご質問についてですが、田口玄一氏の実験計画法が手もとにないものですから、詳細な説明はできません。田口氏の基本方針では、演習問題には解答や解説はつけませんので、どこを探してもないでしょう。
その理由は、実験には教科書のような回答がないからです。自分で考えなさいということです。
実験には何か目的があるはずです。その目的に沿ったデータ=技術情報が得られるように工夫するのです。したがって目的が明確でない実験や質問に関して、一般的な回答はありません。

直交表を使う目的は、制御因子間に相互作用があるかどうかを検証するためです。再現性があれば、交互作用がなかったことになりますから、安心できるのです。交互作用がないことが分かっているなら、直交表を積極的に使う意味はありません。たとえば、4因子3水準の実験なら、他の因子の水準を固定して、それぞれの因子を3回ずつ実験しても、12回の実験でで最適条件を見つけられます。L9の9回と再現実験の2回で計11回の実験数と変わりません。直交表を積極的に使う必要はありません。

繰り返し数についても自由です。何のために繰り返すのか、理由が重要です。
ばらつきが心配だからという理由なら、5回程度の繰り返しでは少なすぎます。平均値やσが信用できるためには、20~30個のデータ数は必要でしょう。単に同じ条件での繰り返しは止めて、極端な水準に振った誤差因子（ノイズ因子）を活用することを勧めます。

ご質問の背景には、品質工学が勧めている直交表の実験方法なら、成功するのではないかという期待があるようですね。それは間違っています。問題解決など実験が成功するかどうかは、良い制御因子のアイデアがあるかどうかです。良いアイデアがない状態では、どんな方法で実験しても良い結果は期待できないでしょう。自信をもって実験してください。そして、結果を真剣に考察すれば、道が開けると思います。サプリメントに頼るように、ツールに頼らないでください。成功を祈念しております。

長谷部光雄