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1、田口方法 Taguchi Genichi,实验设计的作用,一、田口方法反对用统计 二、田口方法强调MSDMean Square Deviation 三、田口重视调配内外控因子 四、田口有损失函数L=K(y-m)2 五、田口借用声学S/N比,DOE和田口结合,什么是稳健性设计,传统的设计思想认为：只有质量最好的元器件（零部件）才 能组装成质量最好的整机；只有最严格的工艺条件才能制造出质 量最好的产品。总之，成本越高，产品的质量越好，可靠性越高。 自本世纪七十年代，世界上技术先进国家已开始以一种全新 的设计概念取代了传统的设计思想。这种新的设计概念认为：使 用最昂贵的高等级、一致性最好的元器件并不
2、一定能组装出稳健 性最好的整机，成本最高，并不一定质量最好。产品抗干扰能力 的强弱主要取决于各种设计参数（因素）的搭配。设计参数搭配 不同，输出性能的波动大小不同，平均值也不同。,产品功能波动客观存在，有功能波动就会造成社会损失。所 谓质量损失函数是指定量表述产品功能波动与社会损失之间关系 的函数。,当产品特性值y与目标值m不相等时，就认为造成了质量损失。,其中L（y）为质量损失函数，m目标值 K比例常数 y产品输出特性 当y=m L（y）=0，,Y,m,D0,D0,A0,L (y),降低平均损失的两个步骤,减少变异：稳健设计，找出最稳健的因素水平搭配，即减小质量 特性值标准差。此时允许实验指
3、标与目标值之间有一 定的差异。 减小偏倚：灵敏度设计，寻找调节因素，通过调整调节因素的取 值，在不增加或尽量小地增加变异程度的情况下，把 实验指标调整到目标值。,信躁比,信噪比是稳健性设计中用以度量产品质量特性的稳健性指标， 是测量质量的一种尺度。 信噪比是信号量与噪音的比率，信噪比越大表示产品越稳健。 = S/N S是信号功率，N是噪声功率。 所谓信噪比（S/N）是用来描述抵抗内外干扰因素所引起的 质量波动的能力，或叫产品的稳定性或稳健性。,参数设计设置,误差因素,M N,误差因素,M N,O,望小特性的S/N比,16,质量损失函数与S/N比,MSD(均方偏差） MSD= 1/n (y1-m
4、)2 + (y2-m)2 + (yn-m)2 = 1/n (yi-m)2 =1/n (yi2-2myi+m2) = 1/n yi2 - 1/n 2myi+ 1/n m2 = 1/n yi2 - 2my +m2 = 1/n yi2 - 2y2+y2 + y2 - 2my + m2 =1/n yi2 -1/n 2yi +1/n y2+(y2-2my+m2) = 1/n (yi-y)2 +(y-m)2 =S2 +（y-m)2,望小特性SN值的特性,S/N值是量测平均值与变异程度的指标。 S/N对平均值的灵敏度大过于对变异数的灵敏度。 当S/N比每增加3分贝时，则单位损失将减少 一半。 X分具的增益(
5、Gain)可用S/N比数字来表 示，其公式为：,补充Why,练习：射出成型（望小特性参数设计）,由此可知： 增益每增加3db，则MSD可减少一半。 增益每增加6db，则MSD可减至四分至一。 增益每增加9db，则MSD可减至八分至一。 MSD减少则平均值减少，变异程度亦减少。 比较S/N时愈大愈好，MSD愈小愈好。,练习：射出成型（望小特性参数设计）,回应特性：收缩长度（英寸）百分率 用L8直交表排在内侧，L4直交表排在外侧。 计算S/N比。 完成回应表及回应图。 决定最佳因素组合。,练习：射出成型（望小特性参数设计）,参数设计配置,S/N回应表,根据计算的S/N比，可以制作响应表，并绘图如下
6、而选择最佳的组合。,最佳组合是,回应图,练习：射出成型（望小特性参数设计）,当S/N比计算出来后，即可求出回应表，绘出回应图，并可选出最佳因素组合。（亦可将成本与质量因素并同考虑选择)。,磁砖制程设计中各组实验的S/N比,磁砖制程设计实例中因子对S/N比的反应表及反应图,磁砖制程设计实例中因子对质量特性的反应表及反应图,磁砖制程设计实例中控制因子的分类,30,田口方法设计参数的思考模式,干扰实验,进行一系列的干扰实验，将许多干扰因子复合（compound）成单一个干扰因子，如煞车系统设计实例中的N因子,N1 = 60F垫片温度，潮湿的环境，及80%垫片磨耗 N2 = 360F垫片温度，干燥的环境，及10%垫片磨耗,日本工业强盛的原因,日本人在多种制造业，如汽车、钢铁、电子和纺织方面，居于领导地位，主要是因为他们能以具竞争力的价格，生产高质量产品。 美国研究后认为而他们致胜的法宝主要有二项： 1.QFD(自顾客要求一直策划到相应的制造管理要求) 2.田口方法(实验设计方法之一，简单易用，没有复杂的统计原理),QIE品质改善工程学,
