试验设计-上海交通大学.ppt

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1、试验设计试验设计试验设计试验设计苗瑞2021/9/2411 1、田口方法在产品设计开发中的作用、田口方法在产品设计开发中的作用2 2、试验设计的概念及其作用、试验设计的概念及其作用3 3、单因素试验设计常用的几种方法、单因素试验设计常用的几种方法4 4、田口的产品设计的三个阶段、田口的产品设计的三个阶段5 5、正交试验法的概念和基本方法；、正交试验法的概念和基本方法；主要内容主要内容2021/9/242 产品全生命周期质量保证技术的特点产品全生命周期质量保证技术的特点产品规划产品设计制造销售使用维护回收QFDDFXFMEADOE田口方法田口方法SPC防错装置防错装置q 用户驱动原则用户驱动原则

2、q 全过程原则全过程原则q 预防原则预防原则q 反馈思想和闭环控制原则反馈思想和闭环控制原则2021/9/243产品全生命周期质量保证技术的特点产品全生命周期质量保证技术的特点2021/9/244 田口方法的独特点田口方法的独特点田口方法的独特点田口方法的独特点田田田田口口口口方方方方法法法法是是是是日日日日本本本本质质质质量量量量管管管管理理理理专专专专家家家家田田田田口口口口玄玄玄玄一一一一博博博博士士士士创创创创立立立立的的的的一一一一门门门门崭崭崭崭新新新新的的的的质质质质量量量量管管管管理理理理技技技技术术术术 ,它它它它立立立立足足足足于于于于工工工工程程程程技技技技术术术术 ,着

3、着着着眼眼眼眼于于于于经经经经济济济济效效效效益益益益 ,开开开开辟辟辟辟了了了了质质质质量量量量管管管管理理理理的的的的新新新新天天天天地地地地。与与与与传传传传统统统统的的的的质质质质量量量量管管管管理理理理相相相相比比比比 ,有以下特色有以下特色有以下特色有以下特色:(1)(1)(1)(1)工工工工程程程程特特特特色色色色。用用用用工工工工程程程程的的的的方方方方法法法法来来来来研研研研究究究究产产产产品品品品质质质质量量量量 ,把把把把产产产产品品品品设设设设计计计计当当当当成成成成工工工工程程程程设设设设计计计计 ,把把把把产产产产品品品品设设设设计计计计质质质质量量量量的的的的好好

4、好好坏坏坏坏看看看看成成成成是是是是工工工工程程程程设设设设计计计计质质质质量量量量 ,用用用用产产产产品品品品给给给给社社社社会会会会造造造造成的经济损失来衡量产品的质量。成的经济损失来衡量产品的质量。成的经济损失来衡量产品的质量。成的经济损失来衡量产品的质量。(2)(2)(2)(2)“源源源源流流流流”管管管管理理理理理理理理论论论论。“源源源源流流流流”管管管管理理理理的的的的思思思思想想想想把把把把质质质质量量量量管管管管理理理理向向向向前前前前推推推推进进进进了了了了一一一一步步步步。认认认认为为为为开开开开发发发发设设设设计计计计阶阶阶阶段段段段是是是是源源源源流流流流是是是是上上

5、上上游游游游 ,制制制制造造造造和和和和检检检检验验验验阶阶阶阶段段段段是是是是下下下下游游游游。质质质质量量量量管管管管理理理理中中中中 ,“,“,“,“抓抓抓抓好好好好上上上上游游游游管管管管理理理理 ,下下下下游游游游管管管管理理理理就就就就很很很很容容容容易易易易”。若若若若设设设设计计计计质质质质量量量量水水水水平平平平不不不不高高高高 ,生生生生产产产产制制制制造造造造中中中中很很很很难难难难造造造造出出出出高高高高质质质质量量量量的的的的产产产产品品品品 ,即即即即所所所所谓谓谓谓“先先先先天天天天不不不不足足足足 ,后后后后患无穷患无穷患无穷患无穷”。(3)(3)(3)(3)产

6、产产产品品品品开开开开发发发发的的的的三三三三次次次次设设设设计计计计法法法法。产产产产品品品品开开开开发发发发设设设设计计计计 (包包包包括括括括生生生生产产产产工工工工艺艺艺艺设设设设计计计计 )可可可可以分为三个阶段进行以分为三个阶段进行以分为三个阶段进行以分为三个阶段进行,即系统设计即系统设计即系统设计即系统设计 参数设计参数设计参数设计参数设计 容差设计。容差设计。容差设计。容差设计。2021/9/245 试验设计定义试验设计定义Any Any experiment experiment that that has has the the flexibility flexibilit

7、y to to make make desired desired changes changes in in the the input input variable variable of of a a process process to to observe observe the the output output response response is is known known as as experiment design.experiment design.Theprimarygoalsofadesignexperimentareto:Determine the vari

8、able(s)and their magnitude that influences the response.determinethelevelsforthesevariables.determinehowtomanipulatethesevariablestocontroltheresponse.2021/9/246 试验设计定义试验设计定义试试验验设设计计是是一一门门研研究究如如何何正正确确地地安安排排试试验验和和分分析析结结果果的的科科学学，目目的的是是以以最最少少或或较较少少的的试试验次数得到最佳的试验结果。验次数得到最佳的试验结果。2021/9/247试验设计的效果试验设计的效果试

9、验设计的效果试验设计的效果在在在在质质质质量量量量管管管管理理理理中中中中所所所所遇遇遇遇到到到到的的的的，不不不不论论论论是是是是设设设设计计计计新新新新产产产产品品品品，还还还还是是是是改改改改革革革革旧工艺、提高产品质量、减低成本，大都需要做试验。旧工艺、提高产品质量、减低成本，大都需要做试验。旧工艺、提高产品质量、减低成本，大都需要做试验。旧工艺、提高产品质量、减低成本，大都需要做试验。如何安排试验，有一个方法问题如何安排试验，有一个方法问题如何安排试验，有一个方法问题如何安排试验，有一个方法问题不不不不好好好好的的的的试试试试验验验验设设设设计计计计方方方方法法法法，即即即即使使使使

10、做做做做了了了了大大大大量量量量的的的的试试试试验验验验，也未必能达到预期的目的；也未必能达到预期的目的；也未必能达到预期的目的；也未必能达到预期的目的；一一一一个个个个好好好好的的的的试试试试验验验验设设设设计计计计方方方方法法法法，既既既既可可可可以以以以减减减减少少少少试试试试验验验验次次次次数数数数，缩缩缩缩短短短短试试试试验验验验时时时时间间间间和和和和避免盲目性，又能迅速得到有效的结果。避免盲目性，又能迅速得到有效的结果。避免盲目性，又能迅速得到有效的结果。避免盲目性，又能迅速得到有效的结果。2021/9/248试验设计的由来试验设计的由来试试验验设设计计是是应应用用统统计计手手法

11、法进进行行解解决决问问题题的的方方法法，它它在在1919世世纪产生于英国纪产生于英国.最早是在农地进行试验。如最早是在农地进行试验。如“最佳肥料最佳肥料”的依据。的依据。逐步应用到畜牧业。逐步应用到畜牧业。2021/9/249 试验设计（例）试验设计（例）试验设计（例）试验设计（例）一一一一个个个个烤烤烤烤漆漆漆漆工工工工厂厂厂厂，针针针针对对对对喷喷喷喷漆漆漆漆后后后后烤烤烤烤漆漆漆漆所所所所使使使使用用用用的的的的时时时时间间间间及及及及温温温温度度度度各各各各使使使使用用用用一一一一元元元元多多多多次次次次试试试试验验验验法法法法进进进进行行行行试试试试验验验验，以以以以了了了了解解解解

12、哪哪哪哪一一一一种种种种条条条条件件件件下下下下密密密密着着着着性性性性（附着度）最好。（附着度）最好。（附着度）最好。（附着度）最好。先决条件：先决条件：先决条件：先决条件：1 1 1 1、底材要一样；、底材要一样；、底材要一样；、底材要一样；2 2 2 2、油漆要一样；、油漆要一样；、油漆要一样；、油漆要一样；3 3 3 3、溶剂要一样；、溶剂要一样；、溶剂要一样；、溶剂要一样；4 4 4 4、粘度要一样；、粘度要一样；、粘度要一样；、粘度要一样；试验因素：试验因素：试验因素：试验因素：1 1 1 1、烘烤温度；、烘烤温度；、烘烤温度；、烘烤温度；2 2 2 2、烘烤时间；、烘烤时间；、烘

13、烤时间；、烘烤时间；2021/9/2410附着度附着度附着度附着度-温度温度温度温度温度温度温度温度附着度附着度附着度附着度结论：温度在结论：温度在结论：温度在结论：温度在130130度及度及度及度及140140度最理想度最理想度最理想度最理想2021/9/2411附着度附着度附着度附着度-时间时间时间时间附着度附着度附着度附着度时间时间时间时间分分分分结论：时间在结论：时间在结论：时间在结论：时间在4040分到分到分到分到6060分最理想分最理想分最理想分最理想2021/9/2412试验设计（例）试验设计（例）试验设计（例）试验设计（例）在在在在上上上上例例例例中中中中，将将将将时时时时间间

14、间间及及及及温温温温度度度度以以以以外外外外的的的的各各各各条条条条件件件件予予予予以以以以固固固固定定定定，并并并并将将将将温温温温度及时间予二元二次法作试验。度及时间予二元二次法作试验。度及时间予二元二次法作试验。度及时间予二元二次法作试验。时间时间时间时间温度温度温度温度4040分分分分5050分分分分130130A AB B140140C CD DA A组：组：组：组：130130 40 40分分分分B B组：组：组：组：130130 50 50分分分分C C组：组：组：组：140140 40 40分分分分D D组：组：组：组：140140 50 50分分分分将产品分为将产品分为将产品

15、分为将产品分为4 4 4 4组：组：组：组：在在在在四四四四组组组组不不不不同同同同的的的的样样样样品品品品中中中中，经经经经试试试试验验验验后后后后何何何何者者者者为为为为最最最最佳佳佳佳的的的的作作作作业业业业条条条条件件件件，即即即即可可可可制制制制订订订订为为为为作作作作业业业业标标标标准的条件。准的条件。准的条件。准的条件。2021/9/2413优选法优选法优选法优选法概念：概念：概念：概念：优优优优选选选选法法法法是是是是以以以以较较较较少少少少的的的的试试试试验验验验次次次次数数数数，迅迅迅迅速速速速地地地地找找找找到到到到生生生生产产产产和科学试验的最优方案的方法。和科学试验的

16、最优方案的方法。和科学试验的最优方案的方法。和科学试验的最优方案的方法。适用范围：适用范围：适用范围：适用范围：1 1、怎样选取合适的配方，合适的制作过程，使产品质量最好。、怎样选取合适的配方，合适的制作过程，使产品质量最好。、怎样选取合适的配方，合适的制作过程，使产品质量最好。、怎样选取合适的配方，合适的制作过程，使产品质量最好。2 2、怎样在质量标准下，使产品成本最低，生产过程最快？、怎样在质量标准下，使产品成本最低，生产过程最快？、怎样在质量标准下，使产品成本最低，生产过程最快？、怎样在质量标准下，使产品成本最低，生产过程最快？3 3、已有仪器怎样调试，使其性能最好？、已有仪器怎样调试，

17、使其性能最好？、已有仪器怎样调试，使其性能最好？、已有仪器怎样调试，使其性能最好？4 4、在合成配方、操作条件等方面应用、在合成配方、操作条件等方面应用、在合成配方、操作条件等方面应用、在合成配方、操作条件等方面应用2021/9/24140.6180.6180.6180.618法法法法0.6180.6180.6180.618是是是是单单单单因因因因素素素素试试试试验验验验设设设设计计计计方方方方法法法法，又又又又叫叫叫叫黄黄黄黄金金金金分分分分割割割割法法法法。这这这这种种种种方方方方法法法法是是是是在在在在试试试试验验验验范范范范围围围围内内内内（a,a,a,a,b b b b）内内内内，首

18、首首首先先先先安安安安排排排排两两两两个个个个试试试试验验验验点点点点，再再再再根根根根据据据据两两两两点点点点试试试试验验验验结结结结果果果果，留留留留下下下下好好好好点点点点，去去去去掉掉掉掉不不不不好好好好点点点点所所所所在在在在的的的的一一一一段段段段范范范范围围围围，再再再再在在在在余余余余下下下下的的的的范范范范围围围围内内内内寻寻寻寻找找找找好好好好点点点点，去去去去掉掉掉掉不不不不好好好好的的的的点点点点，如如如如此继续地作下去，直到找到最优点为止。此继续地作下去，直到找到最优点为止。此继续地作下去，直到找到最优点为止。此继续地作下去，直到找到最优点为止。a ab bX X2

19、2X X1 1 0.6180.6180.3820.3822021/9/24150.6180.6180.6180.618法法法法 a ab bX X2 2X X1 1 0.6180.6180.3820.382X X1 1=a+0.618(b-a)=a+0.618(b-a)X X2 2=a+b X=a+b X1 1第一点第一点第一点第一点 =小小小小+0.618(+0.618(大大大大-小小小小)第二点第二点第二点第二点 =小小小小+大大大大 第一点（前一点）第一点（前一点）第一点（前一点）第一点（前一点）第一点是经过试验后留下的好点；第一点是经过试验后留下的好点；第一点是经过试验后留下的好点；第

20、一点是经过试验后留下的好点；2021/9/24160.6180.618法（例）法（例）铸铸铝铝件件最最佳佳浇浇铸铸温温度度的的优优选选试试验验。某某厂厂铸铸铝铝件件壳壳体体废废品品率率高高达达55%，经经分分析析认认为为铝铝水水温温度度对对此此影影响响很很大大，现现用用0.618法优选。优选范围在法优选。优选范围在690 740 之间。之间。第一点第一点 =690+0.618(740-690)=721 第二点第二点 =690+740 721=7092021/9/24170.6180.618法（例）法（例）690740709721第一点合格率低690709721702第三点第三点 =690+72

21、1 709=702第二点合格率低第四点第四点 =690+709 702=697690709702697第三点合格率低第五点第五点 =690+702-697=6956907026976952021/9/24180.6180.6180.6180.618法法法法0.6180.6180.6180.618法法法法要要要要求求求求试试试试验验验验结结结结果果果果目目目目标标标标函函函函数数数数f(x)f(x)f(x)f(x)是是是是单单单单峰峰峰峰函函函函数数数数，即即即即在在在在试试试试验验验验范范范范围围围围内内内内只只只只有有有有一一一一个个个个最最最最优优优优点点点点d d d d，其其其其效效效

22、效果果果果f f f f（d d d d）最最最最好好好好，比比比比d d d d大大大大或小的点都差，且距最优点或小的点都差，且距最优点或小的点都差，且距最优点或小的点都差，且距最优点d d d d越远的试验效果越差。越远的试验效果越差。越远的试验效果越差。越远的试验效果越差。这个要求在大多数实际问题中都能满足。这个要求在大多数实际问题中都能满足。这个要求在大多数实际问题中都能满足。这个要求在大多数实际问题中都能满足。a ab bd dx xf(x)f(x)o o 2021/9/2419对分法对分法对分法对分法对对对对分分分分法法法法也也也也叫叫叫叫平平平平分分分分法法法法，是是是是单单单单

23、因因因因素素素素试试试试验验验验设设设设计计计计方方方方法法法法适适适适用用用用于于于于试试试试验验验验范范范范围围围围（a,a,a,a,b b b b）内内内内，目目目目标标标标函函函函数数数数为为为为单单单单调调调调（连连连连续续续续或或或或间间间间断断断断）的的的的情情情情况况况况下，求最优点的下，求最优点的下，求最优点的下，求最优点的 方法。方法。方法。方法。使用条件：使用条件：使用条件：使用条件：每每每每做做做做一一一一次次次次试试试试验验验验，根根根根据据据据结结结结果果果果可可可可以以以以决决决决定定定定下下下下次次次次试试试试验验验验的方向。的方向。的方向。的方向。2021/9

24、/2420对分法的作法对分法的作法对分法的作法对分法的作法每次选取因素所在试验范围（每次选取因素所在试验范围（每次选取因素所在试验范围（每次选取因素所在试验范围（a,ba,ba,ba,b）的中点处）的中点处）的中点处）的中点处C C C C做试验。做试验。做试验。做试验。计算公式：计算公式：计算公式：计算公式：C=C=（a+b)a+b)2 2 a ab bc c d=d=（c+b)c+b)2 2d d 每每每每试试试试验验验验一一一一次次次次，试试试试验验验验范范范范围围围围缩缩缩缩小小小小一一一一半半半半，重重重重复复复复做做做做下下下下去去去去，直直直直到找出满意的试验点为止。到找出满意的

25、试验点为止。到找出满意的试验点为止。到找出满意的试验点为止。2021/9/2421均分法均分法均分法均分法均均均均分分分分法法法法是是是是单单单单因因因因素素素素试试试试验验验验设设设设计计计计方方方方法法法法。它它它它是是是是在在在在试试试试验验验验范范范范围围围围（a,a,a,a,b b b b）内内内内，根根根根据据据据精精精精度度度度要要要要求求求求和和和和实实实实际际际际情情情情况况况况，均均均均匀匀匀匀地地地地排排排排开开开开试试试试验验验验点点点点，在在在在每每每每一一一一个个个个试试试试验验验验点点点点上上上上进进进进行行行行试试试试验验验验，并并并并相相相相互互互互比比比比较

26、较较较，以以以以求求求求的的的的最最最最优优优优点点点点的的的的 方法。方法。方法。方法。作法：作法：作法：作法：如如如如试试试试验验验验范范范范围围围围L L=b b a a，试试试试验验验验点点点点间间间间隔隔隔隔为为为为N N，则则则则试试试试验验验验点点点点n n为：为：为：为：n=+1=+1 n=+1=+1 L L N N b-a b-a N N2021/9/2422均分法（例）均分法（例）均分法（例）均分法（例）对对对对采采采采用用用用新新新新钢钢钢钢种种种种的的的的某某某某零零零零件件件件进进进进行行行行磨磨磨磨削削削削加加加加工工工工，砂砂砂砂轮轮轮轮转转转转速速速速范范范范围

27、围围围为为为为420420转转转转/分分分分720720转转转转/分分分分，拟拟拟拟经经经经过过过过试试试试验验验验找找找找出出出出能能能能使使使使光光光光洁洁洁洁度度度度最最最最佳佳佳佳的的的的砂轮转速值。砂轮转速值。砂轮转速值。砂轮转速值。N=30N=30转转/分分n=+1=+1=11n=+1=+1=11b-ab-aNN720-420720-4203030试验转速：试验转速：420420，450450，480480，510510，540540，570570，600600，630630，660660，690690，7207202021/9/2423均分法均分法均分法均分法这这这这种种种种方方

28、方方法法法法的的的的特特特特点点点点是是是是对对对对所所所所试试试试验验验验的的的的范范范范围围围围进进进进行行行行“普普普普查查查查”，常常常常常常常常应应应应用用用用于于于于对对对对目目目目标标标标函函函函数数数数的的的的性性性性质质质质没没没没有有有有掌掌掌掌握握握握或或或或很很很很少少少少掌掌掌掌握握握握的的的的情情情情况况况况。即即即即假假假假设设设设目目目目标标标标函函函函数数数数是是是是任任任任意意意意的的的的情情情情况况况况，其其其其试试试试验验验验精精精精度取决于试验点数目的多少。度取决于试验点数目的多少。度取决于试验点数目的多少。度取决于试验点数目的多少。使用条件：使用条件

29、：使用条件：使用条件：2021/9/2424一则发人深省的新闻报道一则发人深省的新闻报道19791979年年4 4月月1717日，日本朝日新闻报道：日，日本朝日新闻报道：对对日日本本索索尼尼工工厂厂生生产产的的彩彩色色电电视视机机与与美美国国加加州州索索尼尼工工厂厂生生产产的的彩彩色色电电视视机机进进行行报报导导，美美国国索索尼尼工工厂厂生生产产线线全全由由日日本本引引进进，产产品品检检验验、上上市市都都是是合合格格品品，而而日日本本产产品品有有0.3%0.3%不不合格。然而，美国制造的索尼电视机并不受美国人欢迎。合格。然而，美国制造的索尼电视机并不受美国人欢迎。因因为为美美国国生生产产的的电

30、电视视机机虽虽然然检检验验严严格格，然然而而只只是是保保证证了了个个个个产产品品应应通通过过合合格格的的下下限限，质质量量平平平平；而而日日本本生生产产的的电电视视机机则则增增加加了了稳稳健健设设计计的的关关键键的的参参数数容容差差设设计计思思想想，使使产产品品从从色色彩彩、清清晰晰度度、抗抗干干扰扰能能力力等等诸诸多多指指标标上上保保证证有有99.7%99.7%的产品是令顾客满意的高质量产品。的产品是令顾客满意的高质量产品。？2021/9/2425一则发人深省的新闻报道一则发人深省的新闻报道一则发人深省的新闻报道一则发人深省的新闻报道原因一、两国产品的质量状况有差异；原因一、两国产品的质量状

31、况有差异；原因一、两国产品的质量状况有差异；原因一、两国产品的质量状况有差异；色彩浓度色彩浓度色彩浓度色彩浓度 T T 美国美国美国美国 m-m-m m+m m+日本日本日本日本优质品：优质品：优质品：优质品：68.3%68.3%68.3%68.3%良品：良品：良品：良品：27.2%27.2%27.2%27.2%合格品：合格品：合格品：合格品：4.2%4.2%4.2%4.2%不合格品：不合格品：不合格品：不合格品：0.3%0.3%0.3%0.3%优质品：优质品：优质品：优质品：1/31/31/31/3良品：良品：良品：良品：1/31/31/31/3不合格品：不合格品：不合格品：不合格品：1/3

32、1/31/31/32021/9/2426电视机的彩色密度电视机的彩色密度2021/9/2427一则发人深省的新闻报道一则发人深省的新闻报道一则发人深省的新闻报道一则发人深省的新闻报道原因二、两国产品的质量状况有差异；原因二、两国产品的质量状况有差异；原因二、两国产品的质量状况有差异；原因二、两国产品的质量状况有差异；美国：美国：美国：美国：1 1、检验部门把关，对产品的合格与否严加控制；、检验部门把关，对产品的合格与否严加控制；、检验部门把关，对产品的合格与否严加控制；、检验部门把关，对产品的合格与否严加控制；2 2、用休哈特、用休哈特、用休哈特、用休哈特(Shewhat)(Shewhat)控

33、制图进行生产工序管理；控制图进行生产工序管理；控制图进行生产工序管理；控制图进行生产工序管理；这样只能控制产品的质量，而不能真正改进产品的质量；这样只能控制产品的质量，而不能真正改进产品的质量；这样只能控制产品的质量，而不能真正改进产品的质量；这样只能控制产品的质量，而不能真正改进产品的质量；日本：日本：日本：日本：1 1、用线外质量管理（又称、用线外质量管理（又称、用线外质量管理（又称、用线外质量管理（又称三次设计三次设计三次设计三次设计）来提高产品设计质量，这样产）来提高产品设计质量，这样产）来提高产品设计质量，这样产）来提高产品设计质量，这样产品先天性好；品先天性好；品先天性好；品先天性

34、好；2 2、用线内质量管理来改进生产工序；、用线内质量管理来改进生产工序；、用线内质量管理来改进生产工序；、用线内质量管理来改进生产工序；产品的市场竞争力强；产品的市场竞争力强；产品的市场竞争力强；产品的市场竞争力强；2021/9/2428电话电缆的电阻电话电缆的电阻2021/9/2429田口对产品质量引入了新的定义田口对产品质量引入了新的定义所谓质量就是产品上市后给予社会的损失，但是，由于所谓质量就是产品上市后给予社会的损失，但是，由于功能本身所产生的损失除外；功能本身所产生的损失除外；1 1、定义中的、定义中的、定义中的、定义中的“社会社会社会社会”系指生产者以外的所有人，即使用者以及其他

35、第三系指生产者以外的所有人，即使用者以及其他第三系指生产者以外的所有人，即使用者以及其他第三系指生产者以外的所有人，即使用者以及其他第三者；者；者；者；2 2、定义中、定义中、定义中、定义中“给予社会的损失给予社会的损失给予社会的损失给予社会的损失”系包括：系包括：系包括：系包括：由于产品功能波动所造成的损失；由于产品功能波动所造成的损失；由于产品功能波动所造成的损失；由于产品功能波动所造成的损失；由于产品弊害项目所造成的损失；由于产品弊害项目所造成的损失；由于产品弊害项目所造成的损失；由于产品弊害项目所造成的损失；产品的使用费用。产品的使用费用。产品的使用费用。产品的使用费用。质量质量质量质

36、量=功能波动损失功能波动损失功能波动损失功能波动损失+弊害项目损失弊害项目损失弊害项目损失弊害项目损失+使用费用。使用费用。使用费用。使用费用。2021/9/2430产品设计的三个阶段产品设计的三个阶段田口方法通过三个步骤达到健壮性设计：田口方法通过三个步骤达到健壮性设计：1.系统设计系统设计2.参数设计参数设计3.容差设计容差设计系统设计参数设计容差设计市场需求稳定性好的产品2021/9/2431产品设计的三个阶段产品设计的三个阶段1.1.系统设计：系统设计：系统设计：系统设计：系统设计主要是用专业技术进行新产品设计或对老产系统设计主要是用专业技术进行新产品设计或对老产系统设计主要是用专业技

37、术进行新产品设计或对老产系统设计主要是用专业技术进行新产品设计或对老产品进行技术创新品进行技术创新品进行技术创新品进行技术创新 。应尽可能寻找性能指标与系统中各参数间的函。应尽可能寻找性能指标与系统中各参数间的函。应尽可能寻找性能指标与系统中各参数间的函。应尽可能寻找性能指标与系统中各参数间的函数关系。数关系。数关系。数关系。2.2.参数设计：参数设计：参数设计：参数设计：参数设计是在系统设计的基础上对产品的零部件参数、参数设计是在系统设计的基础上对产品的零部件参数、参数设计是在系统设计的基础上对产品的零部件参数、参数设计是在系统设计的基础上对产品的零部件参数、原材料参数或各种工艺参数原材料参

38、数或各种工艺参数原材料参数或各种工艺参数原材料参数或各种工艺参数 寻求它们之间的最佳搭配。寻求它们之间的最佳搭配。寻求它们之间的最佳搭配。寻求它们之间的最佳搭配。决定系统决定系统决定系统决定系统中各参数的选择，使得产品的性能指标既能达到目标值，又使它中各参数的选择，使得产品的性能指标既能达到目标值，又使它中各参数的选择，使得产品的性能指标既能达到目标值，又使它中各参数的选择，使得产品的性能指标既能达到目标值，又使它在各种环境下波动小在各种环境下波动小在各种环境下波动小在各种环境下波动小，稳定性好。稳定性好。稳定性好。稳定性好。3.3.容差设计：容差设计：容差设计：容差设计：容差设计是在参数设计

39、的基础上对产品生产时各种参容差设计是在参数设计的基础上对产品生产时各种参容差设计是在参数设计的基础上对产品生产时各种参容差设计是在参数设计的基础上对产品生产时各种参数给出最佳的误差范围数给出最佳的误差范围数给出最佳的误差范围数给出最佳的误差范围。完成不好，常常导致生产成本的增加；完成不好，常常导致生产成本的增加；完成不好，常常导致生产成本的增加；完成不好，常常导致生产成本的增加；系统设计参数设计容差设计市场需求市场需求稳定性好的稳定性好的产品产品田口方法的重点在参数设计田口方法的重点在参数设计 田口玄一博士田口玄一博士1979年提出三阶段设计年提出三阶段设计2021/9/2432参数设计的基本

40、思想：例参数设计的基本思想：例早早年年Ina瓷瓷砖砖公公司司生生产产的的瓷瓷砖砖大大小小不不一一，尺尺寸寸波波动动很很大大，其其标标准准差差较较大大。面面对对这这一问题，公司先后采用如下三个方法来减少尺寸的波动：一问题，公司先后采用如下三个方法来减少尺寸的波动：1、筛选不合格品；、筛选不合格品；2、找出原因，设法消除；、找出原因，设法消除；3、改变参数，灰石比、改变参数，灰石比1%提高到提高到5%；2021/9/2433参数设计的基本思想：例参数设计的基本思想：例Ina瓷砖尺寸大小不一的问题解决了，瓷砖尺寸大小不一的问题解决了，解决思路：解决思路：不不是是去去改改变变环环境境（重重新新设设计计

41、和和建建造造新新窑窑），而而是是改改变变产产品品生生产产的的某某些些参参数数，这这些些参参数数的的改改变变可可使使产产品品更更具具抗抗干干扰扰的的能力，从而减少环境温度差异对产品质量的影响。能力，从而减少环境温度差异对产品质量的影响。稳健设计不是去控制波动源，稳健设计不是去控制波动源，而是设法降低波动源的影响；而是设法降低波动源的影响；2021/9/2434田口试验设计田口试验设计当设计一个新的产品时，许多因素当设计一个新的产品时，许多因素/输入输入/变量必须很变量必须很认真地考虑；认真地考虑；田口方法是一个在产品或服务中寻找田口方法是一个在产品或服务中寻找“最好最好”组合的组合的结构化方法结

42、构化方法根据根据DOEDOE方法确定参数水平；方法确定参数水平；DOEDOE是是过程和产品设计的重要工具过程和产品设计的重要工具为高品质的产品或服务定量地确定适宜的输入和参数水平为高品质的产品或服务定量地确定适宜的输入和参数水平田口方法来自健壮性设计的观点田口方法来自健壮性设计的观点产品和服务应该在设计中保证零缺陷和高品质；产品和服务应该在设计中保证零缺陷和高品质；2021/9/2435田口方法的产生背景田口方法的产生背景qq正正正正交交交交设设设设计计计计是是是是田田田田口口口口方方方方法法法法的的的的主主主主要要要要工工工工具具具具 ，创创创创立立立立于于于于 50505050年年年年代代

43、代代初初初初 ;它它它它是是是是一一一一种种种种高高高高效效效效益益益益的的的的试试试试验验验验设设设设计计计计与与与与最最最最优优优优化化化化技技技技术术术术。在在在在60606060年年年年代代代代，日日日日本本本本应用正交设计就已超过百万次。应用正交设计就已超过百万次。应用正交设计就已超过百万次。应用正交设计就已超过百万次。qq田田田田口口口口玄玄玄玄一一一一博博博博士士士士介介介介绍绍绍绍 ：“日日日日本本本本人人人人学学学学质质质质量量量量管管管管理理理理 ，用用用用一一一一半半半半时时时时间间间间学习正交设计学习正交设计学习正交设计学习正交设计”。qq在在在在日日日日本本本本 ，据

44、据据据说说说说一一一一个个个个工工工工程程程程师师师师如如如如果果果果不不不不懂懂懂懂这这这这方方方方面面面面知知知知识识识识 ，只只只只能能能能算算算算半个工程师。半个工程师。半个工程师。半个工程师。qq二二二二次次次次大大大大战战战战后后后后日日日日本本本本经经经经济济济济高高高高速速速速增增增增长长长长并并并并超超超超过过过过美美美美国国国国的的的的一一一一个个个个决决决决定定定定性性性性 (技技技技术术术术 )因因因因素素素素是是是是在在在在于于于于推推推推广广广广应应应应用用用用正正正正交交交交设设设设计计计计。其其其其原原原原因因因因是是是是 :美美美美国国国国对对对对专专专专业业

45、业业技技技技术术术术 (系系系系统统统统设设设设计计计计 )投投投投入入入入很很很很多多多多 ，日日日日本本本本则则则则较较较较少少少少 ，主主主主要要要要是是是是向向向向美美美美国国国国照照照照搬搬搬搬照照照照学学学学；对对对对通通通通用用用用技技技技术术术术 (参参参参数数数数设设设设计计计计和和和和容容容容差差差差设设设设计计计计)美美美美国国国国缺缺缺缺少和落后，日本则大大领先。少和落后，日本则大大领先。少和落后，日本则大大领先。少和落后，日本则大大领先。2021/9/2436田口方法的步骤田口方法的步骤2021/9/2437田口方法的步骤田口方法的步骤1.1.Problem Iden

46、tificationProblem Identification Locate the problem source not just the symptomLocate the problem source not just the symptom2.2.Brainstorming SessionBrainstorming Session Attended at least by project leader/facilitator and workers involved in the Attended at least by project leader/facilitator and

47、workers involved in the process.Other participants may include managers and technical staffprocess.Other participants may include managers and technical staff The purpose is to identify critical variables for the quality of the product or The purpose is to identify critical variables for the quality

48、 of the product or service in question(referred to as factors by Taguchi)service in question(referred to as factors by Taguchi)Control factors variables under management controlControl factors variables under management control Signal factors uncontrollable variationSignal factors uncontrollable var

49、iation Define different factor levels(three or four)and identify possible Define different factor levels(three or four)and identify possible interaction between factorsinteraction between factors Determine experiment objectivesDetermine experiment objectives1.1.Less-the-better keep the level of defe

50、ctives as close to zero as possibleLess-the-better keep the level of defectives as close to zero as possible2.2.Nominal-is-best Outcome as close to target as possibleNominal-is-best Outcome as close to target as possible3.3.More-the-better max number of units per time unit or lot without More-the-be