建筑工程管理田口品质工程

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1、建筑工程管理田口品质工程建筑工程管理田口品质工程 田口品質工程 壹、課程宗旨壹、課程宗旨 田口先生（Taguchi）在 1985 年提出損失函數及客戶品管，受國際間重視， 並以田口品質工程聞名於世，其中數學原理複雜，近年來 SPC 流行，以實 驗計劃做變異數分析，田口工程技術又再度熱門，本課程介紹其中四大重 點內容，習修後，對 QE 品質工程有新的認知。 貳、課程大綱貳、課程大綱 一、田口品質工程的重點。 二、品質損失函數的公式及計算（附範例介紹） 。 三、客戶品管時代來臨，品質設計上應有的改進。 四、參數設計技巧及量測系統改進。 五、變異數分析（ANOVA）的理念與田口直交表的活用。 六、實

2、驗計劃與田口特殊實驗方法。 七、品質雜音分析技巧。 八、品質工程設計之程序。 九、如何將田口工程和 SPC 及六標準差整合。 十、範例介紹及研討。 導言、Taguchi 田口方法的導言、Taguchi 田口方法的 基本定義基本定義 田口玄一博士在 1985 年左右紅遍全美，在日本國內得到戴明獎，在美國因打破美式品 管理念，而受美國大公司採用其方法，他並未留學過美國，只是日本專科畢業生，後來拿 到日本九州大學博士而已，為什麼會有那麼大的成就呢？ 理由一：他有工廠實際工作經驗，知悉產品十分複雜時，傳統品管技術根本使不上力， 既使應用的相當精準，最終得到的品質結果（Outcomes） ，相當不合水準

3、。 理由二：田口博士的數學基礎非常好，應用微積分及微分方程公式代入一些品管問題， 得到許多簡化式的計算公式，最有名的是損失函數公式（Loss Function） 。 理由三：田口提出許多另類思維方式，將傳統品質管理理念重新建立成另外一套 推演方式，有別於西方社會慣用的品管名詞。 其中至少有十項新理念，可啟發從事生管及品管工作者。 新名詞一：品質工程（Quality Engineering） 。 打破過去品管方面只重視分析問題，而找不出最佳化的參數設計 （Parameter） ，這種把 KSF 關鍵成功因素做最佳的設計後，才可能實際 化的得到真正良好品質的產品。 新名詞二：損失函數（Loss F

4、unction） 。 品質做的標準並不見得可以合乎客戶口味，如客戶不滿意或品質不合客 戶個別性要求，客戶會離去，這就是損失，可藉函數來計算出金額。 新名詞三：直交表（Cross Array） 一般的變異數分析（ANOVA）會找出某些影響品質的特定因素，但是在多 因子情況下，花費成本極大，因為它必需要設計成許多不同類型的實驗 組別，直交表則可減少組別仍可同樣分析出多因子的交互影響效果。 新名詞四：雜音（Noise Factor） 。 品質不良即是由許多雜音造成，這些雜音會千擾正規品質的產生，它可 分為外部雜音，如溫度、溼度、灰塵，又有內部雜音，如零件本身材料 的劣化，第三種是產品間雜音，亦即產品

5、零件間組合不良造成的。 新名詞五：堅耐性（Robustness） 。 產品品質的體質，對於這些雜音毫不受影響的程度。 新名詞六：線外/線上品管。 指生產裝配線上造成的品質不良，而必需有製程管制，及生產線前設計 上和品質有關的設計管制。 新名詞七：三種品質設計：系統/參數/公差。 品質問題並不是只靠分析與改善就可解決，必需由最佳化設計（Optimal Design）才能得到好品質成果，在大角度方面是系統設計，中角度是選 用何種因素（參數）的設計，小角度是設計可容忍的上下限，它又稱公 差（Tolerance） 。 新名詞八：三類品質特性：計量/計數/動態。 計量值即是有平均數及標準動態數值（又稱計

6、件值） ，即是合格的件數或 百分比，動態特性則是投入（Input）與產出（Output）間的關係特性。 新名詞九：計量值的三種量測法，望目/望小/望大。 望目達到期望目標，望小是目標期望值為 0，望大則相反，期望目標值是 無限大，例如強度是愈大愈好。 新名詞十：S/N 雜音比。 正常與不正常的比值，以物理聲學理論中 db 做單位來計算品質不良對數 函數。 結論：田口品質工程有其時代價值及未來遠景，它給了人們另類定義，而且它有許多 實證數據證明其功效，最有名的是日本與美國新力產品有品質差異的範例。 壹、田口工程基本的壹、田口工程基本的 品管理念品管理念 一、一般定義品質是CZAESAR 凱撒大帝

7、模式一、一般定義品質是CZAESAR 凱撒大帝模式 1.符合性Conformance。 2.零缺點Zero Defect。 3.接納性Acceptance。 4.期望性Expectation。 5.滿意度Satisfy。 6.屬性強Attribute。 7.重複性Repeatability/Reproducibility。 二、田口定義損失（客戶角度思維）二、田口定義損失（客戶角度思維） 1.各種損失會有一天付不出這損失。 2.各種變異就是雜音內部/外部/產品間。 3.DOE 找出原因不如消除原因建立最佳參數水準。 4.品質改進由允差設計成參數設計最佳化參數組合。 好品質就是最小損失好品質就是

8、最小損失 三、那些可能的損失三、那些可能的損失 1.退貨4.修護中客戶花費時間金錢 2.保證品質所花成本5.市場佔有率 3.客戶抱怨不滿 四、品質特性四、品質特性 1.計量特性3.動態特性 2.計數特性 五、計量特性名稱五、計量特性名稱 1.望目尺寸、長度4.分析計數外觀、等級 2.望小誤差、劣化5.動態特性輸入/輸出關係 3.望大強度、壽命 六、田口立方法旋風（說明之）六、田口立方法旋風（說明之） 貳、貳、ToleranceTolerance公差並不能公差並不能 保證品質保證品質 一、第一個小故事四選一一、第一個小故事四選一 1.一半合格，一半不合格。 2.1/3 不合格，2/3 合格。 3

9、.全合格，但在邊上。 4.全合格，在中央。 二、第二個小故事日本新力與美國新力二、第二個小故事日本新力與美國新力 1.平屋頂圖與尖屋頂圖。 2.客戶可分辨公差並不能完全代表品質。 3.接近目標值多的較好。 三、當全部符合規格時，就沒有改進空間了嗎？三、當全部符合規格時，就沒有改進空間了嗎？ 1.設計時就選好參數。 2.參數群中又訂定最佳值。 3.一次就做好，最接近目標值。 4.不是在生產時以管制線再去找原因做 CI。 CI=Continual Improvement 持續改善CI=Continual Improvement 持續改善 四、膠布的故事規格中的小偷四、膠布的故事規格中的小偷 1.J

10、IS=Japan Industrial Standard。 2.膠布雖合格，但目標值故意偏一邊規格，以求降低成本。 3.膠布不良，破壞損失，農作物損失，價格上揚損失。 五、要找出評估損失 （Loss）的方法五、要找出評估損失 （Loss）的方法 1.U 型反拋物曲線。 2.損失來自客戶不滿。 3.損失來自產品特性。 4.損失則是金錢成本。 參、學田口品質工程參、學田口品質工程 損失函數損失函數 一、損失函數（Loss Function）一、損失函數（Loss Function） 1.由數學演算算出。 2.公式十分簡單。 3.L(y)=k(y-m)2。 4.m=目標值 k=係數 y=品質特性。

11、二、範例介紹電源供應器二、範例介紹電源供應器 1.L(y)=100 元。 2.公差=115 20 伏特。 3.計算出 k 值=0.25。 4.某產品=110，L(y)=2。 5.L=0.25(110-115)2=6.25。 6.又：花 2.0 元做保養，電壓？ 7.A：Y=115 3.0 (2.8)。 8.結論 ： 公差在 115 3.0 以內就不能花 2.0 元成本去修理，在此以外才值得去花費。 9.尚有更複雜例題。 三、品質要改進但是必需考量成本值不值得。三、品質要改進但是必需考量成本值不值得。 1.另有特殊望目範例。 2.望大/望小亦有範例。 四、損失函數的功能及意義（研討）四、損失函數

12、的功能及意義（研討） 肆、田口式實驗計劃肆、田口式實驗計劃 三種設計三種設計 一、三種設計一、三種設計 1.公差設計（Tolerance Design） 。 2.參數設計（Pammeter Design） 。 3.系統設計（System Design） 。 二、品質工程（Q. Eng）的精義二、品質工程（Q. Eng）的精義 1.關鍵因素偏離目標值的因素。 2.外部雜音環境因素。 3.改變環境成本太大。 4.設計製程和產品降低敏感度。 5.使產品及製程對雜音不敏感。 高品質堅耐性（Rebust）高品質堅耐性（Rebust） 6.人為失誤外部雜音。 7.材料劣化內部雜音。 8.製造缺失品間雜音。

13、 三、線外品管與線上品管三、線外品管與線上品管 1.線上On-Line QC。 2.SPC 即 OLQC。 3.線外Off-Line QC。 4.產品設計。 5.由 DOE實驗+計算產品設計+製程設計。 6.OLQC 則重視診斷及修正。 7.製程管制亦要 DOE 的幫忙。 四、田口品質工程導引了許多新觀念四、田口品質工程導引了許多新觀念 理念、田口博士重新做理念、田口博士重新做 品質定義品質定義 田口玄一博士最了不起的地方是它將品質做新的定義，在過去，品質部門與製造部門 的配合是公差（Tolerance）與全檢（Inspection） ，只要符合這條件者，即可出貨，但是 由日本新力與美國新力的

14、故事，使之重新定義品質問題。 日本新力與美國新力皆以相同公差相同全檢方式出貨，結果美國的客戶就是喜歡日本 新力，對此問題的結論是：這並不是心理作用或品牌忠誠度，而是在品質上有實質的差異， 由下圖就可簡易的看出，日本新力（SONY）雖然和美吳新力皆有相同的合格標準 （Conformance） ，及全程的出貨合格率，但是在對目標值的接近程度卻有很大的差距，日 本新力是中央集中，亦即接近標準值的數目多於美國新力。 日本 美國 美國 目標力 |-公 差-| 由這個實驗，就可知品質問題必需重新思考，當然在目前六標準差管理模式中已可藉 由 CA/CP/CPK 來界定，但是田口工程仍有其特殊功能存在。 過去

15、對品質的定義有三： 定義一：符合規格（Conformance） 。 定義二：零缺點（Zero Defect） 。 定義三：滿足客戶要求（Requirement） 。 但是，這些定義只是小角度技術層面的定義，如果以大角度及社會層面的定義： 品質是產品售出後造成社會（客戶）損失，損失愈小則品質愈好品質是產品售出後造成社會（客戶）損失，損失愈小則品質愈好 這些損失是來自多方面的，可包括： 1.退貨損失3.客戶抱怨 2.保修成本4.公司名譽 由這理念，田口博士以微分方程算出鼎鼎大名的損失函數，其公式十分簡單，在導引 過程中的許多假設，雖然被統計學家質疑，但是損失函數仍有其功能。 L（y）=K（y-m）

16、L（y）=K（y-m）2 2K=係數K=係數 Y=品質特性Y=品質特性 M=目標值M=目標值 這函數的形狀是內凹的 U 字型，最低點即是品質最佳處，L（y）則是損失的成本，以 金額計算。 在運算活用時，先以既定規格的（y-m） ，亦即合理公差範圍下的金額損失來計算 K 值， 知悉 K 值後，任何 y 值代入，即可求出損失金額為多少。 例一：115 伏特20 伏特 L(y)=100 元 則 K 值=100/202=0.28 例二：出廠品電壓是 110 伏特，則損失多少 L=0.25(110-115)2=6.25 元 說明一：損失金錢可能來自重組、維修、換件、退貨。 說明二：田口功能是將公司成本與品質接上軌道。 結論：田口品質工程的認識，首先必需要能活用 U 型曲線的損失函數，並對日本新力 與美國新力問題做一個認知性體認瞭解。 伍、田口直交表代替伍、田口直交表代替 實驗計劃實驗計劃 一、習修田口工程前必需認識實驗計劃一、習修田口工程前必需認識實驗計劃 1.DOE=Design