稳健优化设计的研究现状及发展趋势
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• 稳健设计包含多方面的内容，使用它可以选择在操作 环境中执行得更一致的产品或过程。比如： ➢ 使产品性能对原材料的改变不灵敏，就能在很多情况 下使用价钱便宜的低等级的原材料； ➢ 使产品对制造上的变差不灵敏，就能减少劳动成本； ➢ 使产品对使用环境的变化不灵敏，就能改善产品的可 靠性，并减少操作成本等等。
Байду номын сангаас•6
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试验设计在生产/制造过程中的位置：
•可控制因素
•生产/ 制 造过程
•不可控制因素
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•通过实验 •进行优化设计
• 统计技术在
生产/制造过程 中的应用是对 过程中输入 的变量 (人,机,料,法,环) 进行有目的地优化, 使输出的结果更加理想. 实验设计 是其中较为有效的一 种工程工具.
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•田口方法在美国工业界的广泛的应用
• 八十年代，田口方法进入美国，得到了普遍关注。 如今，实验设计技术的应用领域已经突破了传统的工业 过程改进和产品设计范畴，广泛地渗透到商业布局、商 品陈列、广告设计及产品包装的应用之中。
已经开始淡化传统的可靠性做法，从单纯的试验技术变为 包括设计、管理、试验等内•产容品的缺产陷>品60质%,量有工人说程，也称作稳
>70%.
•从量健•这• 产。设种•设品产计要稳质计功品。求健量质能设的设工量结计一计程工构对种或包•弥 不程设产制新田括补足包计品造设口设由而括和质过计设计于导产加量程方计质产致品工的质法（量•出 ？品的设产工影量—来 ！工T品设产计艺a响控的—程g质计品和设u，是制质量（c或质工是计h具和不量双i设工量艺两是D有控工称计艺问设e制个决制s程出离i造设题计g角定图来。n线或计两）度性的往检质的个！就保作往验量先！方是证用不工天面适产能程，应品分的别质 Off-Line Quality Engineering）和制造质量工程（又称 在线On-Line Quality Engineering）。
•稳健性设计是实现低成本、高质量的有效方法。
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• 稳健性(robustness), 也叫鲁棒性，是指因素状况发生 微小变差对因变量影响的不敏感性。换句话说，产品性能 与某个因素有关，因素状态变化时，产品的性能也随之变 化。如果因素状态的变化对产品性能的影响不大，我们就 说产品性能对该因素的变化是不敏感的，又称是稳健性的 ，或说产品性能对该因素的变化具有稳健性。 • 质量鲁棒性设计是指从设计质量工程的角度保证产 品的质量性能，同时提高产品质量对外界干扰的抵抗力 。
• 我国在六十年代就曾对实验设计进行了研究和推广， 八十年代又引入了田口方法，取得了一定成效。但实验设计 作为一种质量改进的有力武器，还尚未发挥它的全部威力。
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• 统计资料表明，产品成本的70%一90%是由设计决定的 。而设计工作费用所占成本的比例要比制造费用所占成本的 比例少得多，通常只占20%。如果采用科学的设计，则可使 产品成本降低25%一40%。因此，为了使产品的技术水平高 、工艺性能好，成本低，大力加强产品设计过程的质量管理 ，建立设计开发全过程的质量保证体系，确保产品的设计质 量是非常重要的
•通过实验,控制其不良 •的影响程度
• 传统的可靠性设计、试验验证技术满足不了日益发展 的要求。为了获得高质量的产品，已从单纯靠生产过程控
制和产品检验(被动的和防御的)保证质量发展到了产品的 质量设计(主动的)，从根本上确立产品的优良品质，特别 是随着CAD和CAE技术的发展，关于面向质量的设计在一 体化产品开发中显示出愈来愈重要的地位。美国国防产品
稳健优化设计的研究现 状及发展趋势
2020年7月22日星期三
• 由于世界范围内高技术产业兴起和社会生产力的迅 速发展，国际市场竞争的焦点已开始由价格的竞争转向质 量设计的竞争。设计竞争的严峻形势迫使每个企业重新考 虑其质量经营战略。
• 工业界的质量意识空前提高，开始制定以顾客需求为 中心的质量战略和以质量管理为根本内容的经营战略，注 重加强研制阶段的质量设计和质量分析。稳健性设计技术 不仅可以使企业以最快的开发速度，最低的开发成本，最 稳健的开发质量满足顾客的现实需求和潜在需求，从而获 得最好的资本增值效益，同时，也是跻身世界及公司的必 由之路。
• 稳健设计广泛的研究与使用始于第二次世界大战后 的日本。最早是由日本田口玄一（G. Taguchi）博士将其 应用到工业界而一举成名的。
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• 上世纪90年代，稳健设计方法作为一种保证产 品质量的有效设计方法，已成为各发达工业国家关注 的热点，已经在电子、机械等诸多领域得到重视和应 用，把它看作是影响商品竞争力的一个决定性因素。 为了获得高质量的产品，已从单纯靠生产过程控制和 产品检验(被动的和防御的)保证质量发展到了产品的 质量设计(主动的)，从根本上确立产品的优良品质， 特别是随着CAD和CAE技术的发展，关于面向质量 的设计在一体化产品开发中显示出愈来愈重要的地位 。
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•系统设计：•应参用数科设学计理：论在和系工统程结知构确定后进行参数设 识对产品功能计原。型这进一行阶设段计以开产发品，性这能优化为目标确定 阶段完成了产产品品的参配数•容置水差和平设功及计能配：属置在性，参；使数工确程定设计对干扰
源的敏感的性基最础低上；，进一步确定 这些参数的容差。
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• 上世纪90年代，设计已成为各发达工业国家关注的热 点，把它看作是影响商品竞争力的一个决定性因素。人们 总希望用较低的费用设计出高质量的产品，这对技术人员 是一种很高的要求，又是一种合理的、应该达到的要求。 • 这种要求既包含工艺性的，又包含经济性的。 ，稳••质可传健量靠统性最性只的设好最有设计的高用计中整的质思心机整量想思；机最认想只；好为是有采的：采最用原用严最材最格宽料低的松（廉工的零的艺工部元条艺件件件条）组才件，装能加才成制工能品造出组质出质装量质量成最最好 好量、最成好本的最产低品、。收总益之最，高材的料产、品元。器其件口质号量是特“用性三越类好元，件可设计 制靠造性出就一越类高整。机”。
• 稳健设计包含多方面的内容，使用它可以选择在操作 环境中执行得更一致的产品或过程。比如： ➢ 使产品性能对原材料的改变不灵敏，就能在很多情况 下使用价钱便宜的低等级的原材料； ➢ 使产品对制造上的变差不灵敏，就能减少劳动成本； ➢ 使产品对使用环境的变化不灵敏，就能改善产品的可 靠性，并减少操作成本等等。
Байду номын сангаас•6
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试验设计在生产/制造过程中的位置：
•可控制因素
•生产/ 制 造过程
•不可控制因素
•8
•通过实验 •进行优化设计
• 统计技术在
生产/制造过程 中的应用是对 过程中输入 的变量 (人,机,料,法,环) 进行有目的地优化, 使输出的结果更加理想. 实验设计 是其中较为有效的一 种工程工具.
•9
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•19
•田口方法在美国工业界的广泛的应用
• 八十年代，田口方法进入美国，得到了普遍关注。 如今，实验设计技术的应用领域已经突破了传统的工业 过程改进和产品设计范畴，广泛地渗透到商业布局、商 品陈列、广告设计及产品包装的应用之中。
已经开始淡化传统的可靠性做法，从单纯的试验技术变为 包括设计、管理、试验等内•产容品的缺产陷>品60质%,量有工人说程，也称作稳
>70%.
•从量健•这• 产。设种•设品产计要稳质计功品。求健量质能设的设工量结计一计程工构对种或包•弥 不程设产制新田括补足包计品造设口设由而括和质过计设计于导产加量程方计质产致品工的质法（量•出 ？品的设产工影量—来 ！工T品设产计艺a响控的—程g质计品和设u，是制质量（c或质工是计h具和不量双i设工量艺两是D有控工称计艺问设e制个决制s程出离i造设题计g角定图来。n线或计两）度性的往检质的个！就保作往验量先！方是证用不工天面适产能程，应品分的别质 Off-Line Quality Engineering）和制造质量工程（又称 在线On-Line Quality Engineering）。
•稳健性设计是实现低成本、高质量的有效方法。
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• 稳健性(robustness), 也叫鲁棒性，是指因素状况发生 微小变差对因变量影响的不敏感性。换句话说，产品性能 与某个因素有关，因素状态变化时，产品的性能也随之变 化。如果因素状态的变化对产品性能的影响不大，我们就 说产品性能对该因素的变化是不敏感的，又称是稳健性的 ，或说产品性能对该因素的变化具有稳健性。 • 质量鲁棒性设计是指从设计质量工程的角度保证产 品的质量性能，同时提高产品质量对外界干扰的抵抗力 。
• 我国在六十年代就曾对实验设计进行了研究和推广， 八十年代又引入了田口方法，取得了一定成效。但实验设计 作为一种质量改进的有力武器，还尚未发挥它的全部威力。
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• 统计资料表明，产品成本的70%一90%是由设计决定的 。而设计工作费用所占成本的比例要比制造费用所占成本的 比例少得多，通常只占20%。如果采用科学的设计，则可使 产品成本降低25%一40%。因此，为了使产品的技术水平高 、工艺性能好，成本低，大力加强产品设计过程的质量管理 ，建立设计开发全过程的质量保证体系，确保产品的设计质 量是非常重要的
•通过实验,控制其不良 •的影响程度
• 传统的可靠性设计、试验验证技术满足不了日益发展 的要求。为了获得高质量的产品，已从单纯靠生产过程控
制和产品检验(被动的和防御的)保证质量发展到了产品的 质量设计(主动的)，从根本上确立产品的优良品质，特别 是随着CAD和CAE技术的发展，关于面向质量的设计在一 体化产品开发中显示出愈来愈重要的地位。美国国防产品
稳健优化设计的研究现 状及发展趋势
2020年7月22日星期三
• 由于世界范围内高技术产业兴起和社会生产力的迅 速发展，国际市场竞争的焦点已开始由价格的竞争转向质 量设计的竞争。设计竞争的严峻形势迫使每个企业重新考 虑其质量经营战略。
• 工业界的质量意识空前提高，开始制定以顾客需求为 中心的质量战略和以质量管理为根本内容的经营战略，注 重加强研制阶段的质量设计和质量分析。稳健性设计技术 不仅可以使企业以最快的开发速度，最低的开发成本，最 稳健的开发质量满足顾客的现实需求和潜在需求，从而获 得最好的资本增值效益，同时，也是跻身世界及公司的必 由之路。
• 稳健设计广泛的研究与使用始于第二次世界大战后 的日本。最早是由日本田口玄一（G. Taguchi）博士将其 应用到工业界而一举成名的。
•17
• 上世纪90年代，稳健设计方法作为一种保证产 品质量的有效设计方法，已成为各发达工业国家关注 的热点，已经在电子、机械等诸多领域得到重视和应 用，把它看作是影响商品竞争力的一个决定性因素。 为了获得高质量的产品，已从单纯靠生产过程控制和 产品检验(被动的和防御的)保证质量发展到了产品的 质量设计(主动的)，从根本上确立产品的优良品质， 特别是随着CAD和CAE技术的发展，关于面向质量 的设计在一体化产品开发中显示出愈来愈重要的地位 。
•10
•11
•12
•系统设计：•应参用数科设学计理：论在和系工统程结知构确定后进行参数设 识对产品功能计原。型这进一行阶设段计以开产发品，性这能优化为目标确定 阶段完成了产产品品的参配数•容置水差和平设功及计能配：属置在性，参；使数工确程定设计对干扰
源的敏感的性基最础低上；，进一步确定 这些参数的容差。
•13
• 上世纪90年代，设计已成为各发达工业国家关注的热 点，把它看作是影响商品竞争力的一个决定性因素。人们 总希望用较低的费用设计出高质量的产品，这对技术人员 是一种很高的要求，又是一种合理的、应该达到的要求。 • 这种要求既包含工艺性的，又包含经济性的。 ，稳••质可传健量靠统性最性只的设好最有设计的高用计中整的质思心机整量想思；机最认想只；好为是有采的：采最用原用严最材最格宽料低的松（廉工的零的艺工部元条艺件件件条）组才件，装能加才成制工能品造出组质出质装量质量成最最好 好量、最成好本的最产低品、。收总益之最，高材的料产、品元。器其件口质号量是特“用性三越类好元，件可设计 制靠造性出就一越类高整。机”。