田口实验设计
实验计划法田口式实验法
案例二：电子产品研发中的优化设计
总结词
田口式实验法在电子产品研发中应用，有助于优化产品设计，提高产品性能和用户体验。
详细描述
电子产品研发过程中，设计优化是关键。田口式实验法通过设计合理的实验方案，对不同设计方案进 行对比和分析，以找出最优设计方案。同时，通过实验验证和数据分析，还可以对产品性能进行预测 和改进，提高产品的性能和用户体验。
02
田口式实验法的基本原理
田口式实验法的概念
田口式实验法是一种以正交表为基础，通过实验 设计、数据分析与优化来研究多因素多水平系统 的一种实验设计方法。
它是由日本学者田口玄一先生提出，被广泛应用 于工业工程、生产制造、品质管理等领域。
田口式实验法的优点
科学性强
田口式实验法采用正交表进行实验设计，能 够科学地安排实验因素和水平，减少实验次 数，提高实验效率。
06
田口式实验法的总结与展望
总结
田口式实验法是一种 以正交表为基础，通 过控制实验条件进行 多水平实验的方法。
田口式实验法广泛应 用于各种领域，如化 工、机械、电子等， 旨在提高产品质量和 性能。
田口式实验法的核心 思想是通过控制三个 因素（质量、成本和 交货期）的组合，实 现产品优化。
田口式实验法采用正 交表设计实验方案， 具有高效、经济、灵 活的特点。
部分因子设计
只考虑部分可能的因素组合，以减少实验次数并获得 有价值的结论。
随机设计
以随机顺序进行实验，以避免实验者偏差和系统误差 。
实验误差控制
01 重复实验
进行多次实验以增加结果的可靠性和稳定性。
02 盲法
消除实验者和被试者对实验目的和分组情况的知 晓，以避免主观影响。
03 对照实验
DOE -田口实验设计方法
7
田口博士的成就
• 在日本提出 “田口品质工程” • 获得戴明奖 • 主持福特汽车供应者协会 • 主持美国供应者协会 统计学之贡献 • DOE • S/N Ratio
DOE基本概念
控制因子
讯号
制程
误差因子 干扰因子/杂音
响应 品质特性
实验设计主要对试验进行合理安排,以较 小的试验次数、较短的试验周期和较低的 试验成本，获得理想的试验结果以及得出 科学的结论。
3
为什么需要DOE
同样在生产同规格的产品，为什么有些厂商良品率 是比较高
同样是在生产同类型的产品，为什么有些厂商的产 品性能以及寿命是比较好，而成本又比较低呢？
日本工业强盛的原因
用Y7与Y6比较18
全因子实验计划法
实验计划当中,考虑全部实验因子所有水准的全部组合!
A
B
C
C1
2
C1
A2
C2
B2
C1
C2
23=8 所有可能的排列组合模式
19
七个可变的因素，每个因素两种选择， 用全因素实验法进行筛选，就有128种组合， 如果用小型设备做实验，每个实验做一天， 买上8个实验用的小炉子，同时做八个实验， 8天即可完成，然后在所有128个组合中寻 找产品尺寸变异最小的组合即可
日本人在很多制造业：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有竞争力 的价格，生产高质量的产品
日本人的致胜法宝之一：田口方法
4
DOE的历史起源
20世纪20年代由英国学者费舍尔 R.A.Fisher)率先提出:最初在农田试验方面 取得重要成果,欧美各国将此法用于生物学, 医学等领域的科学研究
实验设计DOE田口方法
实验设计DOE田口方法田口方法（Taguchi Method）是一种实验设计（Design of Experiments, DOE）方法，旨在通过设计有限数量的实验来优化产品和过程。
这种方法是由日本工程师田口幸三在上世纪60年代提出的，已经在全球范围内应用广泛。
田口方法的主要目标是确定控制因素对产品或过程的性能目标的影响，并找到一组最优的控制因素设置，以实现这些性能目标。
田口方法通过以下三个步骤来实现这一目标：1.识别关键因素：首先，需要确定影响产品或过程性能的关键因素。
这些因素可能包括材料特性、工艺参数、环境条件等。
田口方法通过对影响因素进行分析和筛选，确定出最终需要考虑的关键因素。
2. 设计实验矩阵：在确定了关键因素后，需要设计一组实验来评估这些因素的影响。
田口方法采用正交实验设计（Orthogonal Array Design，OAD）来构建实验矩阵，以尽量减少实验数量同时保证数据的准确性。
正交实验设计可以在有限的实验次数情况下获得全面而有效的数据。
3. 分析实验数据：实验数据的分析是田口方法的核心。
不同的性能目标可能需要不同的统计分析方法。
常用的分析方法包括方差分析（Analysis of Variance，ANOVA）、信号/噪声比（Signal-to-Noise Ratio，S/N Ratio）分析等。
通过对实验数据的分析，可以确定关键因素的最佳设置，以达到性能目标的最优值。
田口方法的优点在于它可以在实验次数有限的情况下获得准确的数据，并最小化因素相互影响的效应。
此外，田口方法还可以有效地提高产品和过程的稳健性，使其对外部变化具有较强的抗干扰能力。
田口方法的应用非常广泛，适用于各种不同的工业领域。
它可以用于优化产品设计、改进工艺参数、减少能源和资源消耗等方面。
田口方法已经得到了许多企业的认可，并在实践中取得了显著的效果。
总结起来，田口方法是一种有效的实验设计方法，通过有限的实验次数来确定关键因素对产品或过程性能的影响，并找到最佳的因素设置来实现优化。
实验设计DOE田口方法
1.2. 应用领域、目的、特点
二战之后，日本的田口玄一博士，将试验设计方法应用于改进产品和系统质 量，并研究开发出“田口品质工程方法”，简称田口方法。从而提升了日本产品 品质及日本产业界的研发设计能力，成为日本战后质量管理及设计开发的核心工 具。
田口方法具有很强的抗干扰能力，因此又称为“稳健参数设计”——通过 调整可控因子的水平,来降低或弱化噪音对Y的影响, 从而提高设计方案的抗干扰 能力.
田口方法的优势: 通过调整可控因子的水平,来降低或弱化噪音对Y的影响, 从而提高设计方案
的抗干扰能力.
16
1.9. 田口方法中正交表的特点
试验观察值
实验次数成倍数增加: 9*8 = 72 次
一次游程（设置）重复了8次，在重复试验每一次对噪音a,b,c,d的水平有调整，—— 会造成 Nhomakorabea件间的变异。
对于噪音的识别分类，还可以有更多的分类，只要有益于改进，就应该做深入地分析！
噪音是量产过程“人、机、料、法、环”的非可控部分；它不是人为的破坏或不遵守，不 是硬件资源故障，不是违背管理要求的非批准供方物料，不是原材料的彻底不合格等。它 是过程要素在批准准备或批准（作为PPAP的前提条件或已经PPAP）条件下（即许可的量 产条件下）的非受控波动。如：资格（拟）认可的两个班次的操作者；（拟）批准两家合 格供应商供应的同一材料号或不同批号；（拟）批准的两种测量方法；（拟）批准的常规 生产环境；（拟）批准的协变量（非受控的连续变量）-如：环境温度等等
正交表具有正交性，导致对试验结果有“均衡分散，整齐可比”的特点，有 利于计算回归方程。因此，虽然是局部试验（使用了全部试验的一部分），但 仍有可靠的代表性。 ➢ 信噪比 —— 评价品质优劣的基础
工程应用分析之田口式实验计划法
工程应用分析之田口式实验计划法田口式实验计划法（Taguchi Method）是由日本质量管理专家田口玄一郎于20世纪60年代提出的一种工程应用分析方法。
该方法是通过设计和执行一系列实验来优化产品、系统或过程的设计参数，以实现最佳性能和品质控制。
田口式实验计划法以其简洁、高效和准确的特点在全球范围内被广泛应用于工程领域。
田口式实验计划法的核心思想是通过考虑设计参数对结果的影响，确定最佳的参数组合来优化产品或系统的性能。
与传统的试验方法相比，田口式实验计划法减少了实验次数，但仍能得出可靠的结论。
田口式实验计划法主要包括三个步骤：参数选择、水平选择和实验设计。
首先，确定影响结果的关键参数。
然后，为每个参数选择适当的水平。
最后，设计实验矩阵并执行实验，以收集数据和分析结果。
在参数选择阶段，田口式实验计划法强调选择对结果影响最大的参数。
通过使用正交实验矩阵，可以确定最少的实验次数来获得最大的信息量。
正交实验矩阵是一种特殊的矩阵，具有平衡各种因素的能力，并且可以减少因素之间的相互作用。
因此，正交实验矩阵能够在最少的实验次数下提供有效的数据。
在水平选择阶段，田口式实验计划法要求选择适当的水平来代表参数的范围。
通常，参数的水平可以分为三种类型：高水平、低水平和中心水平。
高水平和低水平用于极端测试，而中心水平用于检测参数的相互作用。
通过选择不同水平的参数组合，可以确定最佳的参数组合来实现最佳性能。
在实验设计阶段，根据正交实验矩阵的设计，执行一系列实验并收集数据。
通过对数据进行统计分析，可以确定影响结果的关键参数和最佳参数组合。
这种分析方法可以减少试验次数和时间，并提高实验结果的准确性和可靠性。
田口式实验计划法的应用非常广泛，涵盖了各个领域的工程问题。
例如，在产品设计中，田口式实验计划法可以优化产品的功能、性能和可靠性。
在生产过程中，田口式实验计划法可以优化工艺参数，减少产品的变异性和缺陷率。
此外，田口式实验计划法还可以用于系统设计、质量改进和环境优化等领域。
田口实验设计方法 -回复
田口实验设计方法-回复什么是田口实验设计方法？田口实验设计方法，又称为田口方法或田口质量工程，是一种广泛应用于工程和科学领域的实验设计方法。
它由日本工程师田口玄一于20世纪60年代提出，并由此得名。
田口实验设计方法旨在通过最小的实验次数，获得较为准确的研究结果，从而提高产品或过程的质量和效率。
田口实验设计方法的核心理念是寻找和优化实验因素对于结果的影响情况。
这些实验因素也被称为设计变量，它们是在一个实验中被设定和调整的不同变量。
通过系统的实验设计和数据分析，田口方法帮助研究者确定哪些设计变量对于结果的影响最大，并帮助找到优化的工作条件。
如何运用田口实验设计方法？田口实验设计方法的运用可以分为以下几个步骤：1.明确研究目标：首先需要明确研究目标，确定要优化的结果是什么。
这可以是产品质量、工艺性能、生产效率等。
2.确定关键因素和水平：在田口方法中，关键因素是指对结果有较大影响的变量。
研究者需要根据经验或文献调研确定哪些因素可能对结果有影响，并确定每个因素的水平。
水平可以是离散的（例如高、中、低）或连续的。
3.构建田口表：田口表是田口实验设计方法的基础，它通过系统地排列和组合不同水平的因素来构建。
该表的设计使得能够识别出主要因素的影响，同时最小化实验次数。
4.进行实验和收集数据：根据田口表进行实验，并记录每个实验条件下的结果数据。
确保数据的准确性和可重复性。
5.分析数据和建立模型：通过统计方法和数据分析，研究者可以确定不同因素对结果的影响程度。
这有助于建立模型并找出优化的工作条件。
6.验证和优化：最后一步是验证和优化结果。
通过对实验结果的确认和分析，可以确定最佳的工作条件，并对过程或产品进行进一步的改进。
田口实验设计方法的优势和应用领域田口实验设计方法具有以下几个优势：1.最小化实验次数：田口实验设计方法的设计能够最小化实验次数，节约时间和资源。
2.系统的变量分析：田口方法能够系统地分析多个变量对结果的影响，帮助确定主要因素并解释变量之间的相互作用。
实验设计─田口方法
实验设计─田口方法实验设计是科学研究中非常重要的一环，能够确保实验结果可靠、有效。
田口方法（Taguchi method）是一种常用的实验设计方法，采用统计学原理和数学模型，能够在较少的实验次数下得到较准确的实验结果。
下面将详细介绍田口方法的原理和实施步骤。
田口方法的原理基于“变动因子设计”的思想，即通过有选择性地改变实验因素，观察其对实验结果的影响，从而找到对结果最敏感的因素。
田口方法的核心原则是尽量降低实验次数，同时保持实验可靠性和有效性。
以下是田口方法的实施步骤：1.确定实验目标和结果指标：首先明确实验的目标和所要考察的结果指标。
结果指标应具体、可量化并符合实验目的。
例如，如果实验目标是改进产品的质量，结果指标可以是产品的尺寸、外观等。
2.选择实验因素和水平：在确定了实验目标和结果指标后，选择对结果指标有潜在影响的因素和其水平。
实验因素可以是材料的组成、工艺参数等。
每个因素应有两个或多个不同的取值水平。
3.构建田口表：田口表是田口方法的核心工具，用于设计实验矩阵。
根据实验因素和水平的选择，使用田口表，可以确定实验的设计，以达到尽量少的实验次数。
田口表是一个n×k的矩阵，其中n表示实验次数，k表示实验因素的个数。
4.进行实验并记录结果：按照田口表中的设计，在每一次实验中使用对应的实验参数，在相同条件下进行实验。
记录每次实验的条件设定和所得的结果。
5.分析实验结果：通过对实验结果的统计分析，寻找对结果产生最大影响的因素和最佳水平组合。
可以使用图形分析、假设检验等方法进行分析。
6.优化实验条件：根据实验结果的分析，调整实验因素的水平，以达到最佳的实验结果。
通过最优化实验条件，可以找到最佳的因素组合，提高产品的质量或性能。
田口方法的优点在于它能够在较少的实验次数下获得比较准确和可靠的结果。
由于实验设计是经过统计学原理和数学模型导出的，因此可以避免大量的试验和浪费资源。
此外，田口方法还可以降低环境因素的干扰，提高实验的稳定性。
实验设计─田口方法
实验设计─田口方法实验设计是科学研究中非常重要的一环，能够有效地提高实验效率和准确性。
田口方法是一种常用的实验设计方法，可以帮助研究人员在有限的资源和时间下，确定最优的因素组合，提高产品质量和工艺效率。
本文将以田口方法为基础，设计一个关于某化工工艺优化的实验。
1. 实验目的：通过田口方法，优化某化工工艺的反应条件和操作参数，以提高产品产率和纯度。
2. 实验因素：(1)温度：低温（20℃）、常温（25℃）、高温（30℃）(2)反应时间：短时（5min）、适中（10min）、长时（15min）(3)催化剂用量：低量（0.1mol%）、适量（0.3mol%）、高量（0.5mol%）3. 响应变量：(1)产品产率：所需产品的产量百分比(2)产品纯度：目标产品的纯度百分比4. 实验设计：(1)确定实验水平：根据实验目的和工艺要求，确定每个因素的实验水平数。
在本实验中，温度有3个水平，反应时间有3个水平，催化剂用量有3个水平，因此总共有27个实验条件。
(2)随机排列实验顺序：为了避免实验结果受到顺序影响，需要随机排列实验顺序，保证每个实验条件的出现概率相等。
(3)进行实验：按照设计好的实验顺序，依次进行每个实验条件。
记录每个实验条件下的产量和纯度数据。
(4)数据分析：根据实验结果，进行数据分析，找出最佳的因素组合。
可以借助田口方法中的正交表进行实验效果的评价和因素优化。
(5)确定最佳因素组合：综合考虑产量和纯度两个响应变量，确定最佳的因素组合，以达到实验目的和工艺要求。
5. 预期结果：通过田口方法进行实验设计和数据分析，我们可以得到最佳的因素组合，从而优化某化工工艺的反应条件和操作参数。
预期结果是提高产品产率和纯度，降低生产成本和工艺风险。
总之，田口方法是一种有效的实验设计方法，可以帮助研究人员在有限的资源和时间下，确定最优的因素组合。
本文以某化工工艺的优化为例，详细介绍了田口方法的实验设计步骤和预期结果。
工程应用分析之田口式实验计划法
工程应用分析之田口式实验计划法田口式实验计划法（Taguchi Method）是由日本的质量工程师田口玄一在上世纪60年代提出的一种工程应用分析方法。
该方法在工程领域中广泛应用，能够提高产品质量、降低成本和缩短开发时间。
本文将对田口式实验计划法的原理和应用进行分析，以及其在工程领域的实际应用情况。
田口式实验计划法的原理是通过系统地设计实验，找出影响产品性能的关键因素，并确定这些因素的最佳水平，以实现产品性能的最优化。
通过田口式实验计划法，能够通过最少的试验次数，尽可能全面地研究产品生产过程中的因素之间的相互关系。
田口式实验计划法的具体步骤分为三个阶段：问题解决方案阶段、实验设计阶段和实验分析阶段。
在问题解决方案阶段，需要明确产品性能的目标和影响目标的因素。
在实验设计阶段，根据问题解决方案阶段得到的目标和因素，利用正交表设计合理的实验方案。
在实验分析阶段，通过分析实验数据，确定最佳因素水平，以达到产品性能的最优化。
田口式实验计划法在工程领域有广泛的应用。
例如，在产品研发过程中，可以利用田口式实验计划法确定产品的最佳设计参数，以保证产品性能的优良。
在制造过程中，可以利用田口式实验计划法确定影响产品质量的关键因素，并优化这些因素以提高产品质量和降低制造成本。
在服务领域，可以利用田口式实验计划法优化服务流程和服务质量，提高用户满意度。
田口式实验计划法的一个重要应用领域是质量工程。
质量工程是一种以数据为基础的管理方法，旨在通过分析数据，找出影响质量的最重要的因素，并制定相应的改进措施。
田口式实验计划法可以提供一个系统性的分析框架，以帮助质量工程师进行实验设计和数据分析。
通过田口式实验计划法，质量工程师可以更加高效地寻找和改善影响产品质量的因素，从而提高产品质量和客户满意度。
除了在质量工程领域外，田口式实验计划法还可以在其他工程领域中应用。
例如，在工业设计中，可以利用田口式实验计划法确定产品的最佳设计参数，以满足用户的需求和提高产品的竞争力。
田口实验方法
• 配方：各種因子設定在某水準之下所組成的操
作條件，如溫度定200,220,240三水準，壓力定 400,450二水準，則配方數就有3*2=6個，而溫 度200且壓力400就是一個配方
• 交互作用：許多案例告訴我們，往往A因子 的最佳條件，加上B因子的最佳條件，未必 就能獲得最佳的品質，這種因子間所產生 相生相剋的影響就叫交互作用（Interaction）
• 优势是以最少的试验次数获得最理
想的实验效果。
• 田口方法是日本质量管理专家田口玄一博士创立的一门崭 新的质量管理技术,它立足于工程技术,着眼于经济效益,开 辟了质量管理的新天地。与传统的质量管理相比,有以下特 色: • (1)工程特色 • 用工程的方法来研究产品质量,把产品设计当成工程设 计,把产品设计质量的好坏看成是工程设计质量,用产品给 社会造成的经济损失来衡量产品的质量。 • (2)“源流”管理理论 • “源流”管理的思想把质量管理向前推进了一步。认 为开发设计阶段是源流、是上游,制造和检验阶段是下游。 质量管理中,“抓好上游管理,下游管理就很容易。” • (3)产品开发的三次设计法 • 产品开发设计(包括生产工艺设计)可以分为三个阶段进 行,即系统设计—参数设计—容差设计。
直交表的表示方法
直交表的表示方法
直交表
• • • • • • • • ™ 直交表为基本型 2系：L4、L8、L16、L32、L64… 3系：L9、L27、L81… 混合系：L12、L18、L36 常用直交表表示 L4 ( 2 3 ), L8 (2 7 ), L16 (215 ), L32 (231 ) L9 ( 34 ), L27 (313),L81(340) L12 ( 211), L18 (21 × 37 ),L36(23 ×313)
田口设计、筛选设计原理及优缺点
田口设计、筛选设计原理及优缺点田口设计，又称为田口方法，是一种常用的设计原理和筛选设计的方法，旨在通过系统地分析和优化设计参数，提高产品或过程的质量和效率。
田口设计原理和筛选设计方法具有一定的优缺点，下面将对其进行详细探讨。
田口设计原理是由日本质量专家田口玄一提出的，其核心思想是通过系统化的实验设计和数据分析，找出影响产品质量的关键因素，并对其进行优化。
田口设计原理主要包括三个要素：设计参数、因素水平和响应表。
设计参数是指影响产品性能的各个因素，如材料、工艺参数等；因素水平是指设计参数的取值范围；响应表是通过实验数据分析得到的各个因素水平对产品性能的影响程度。
田口设计通过合理地选择设计参数和因素水平，以及合理地设计实验方案，可以快速准确地找出最优的设计方案。
田口设计的优点主要有以下几个方面。
首先，田口设计可以有效地降低试验成本和时间。
通过系统化的实验设计，可以在较少的实验次数中得到准确的结果，从而节省了试验的成本和时间。
其次，田口设计可以提高产品的质量和性能。
通过分析实验数据，可以准确地确定各个因素对产品性能的影响程度，从而有针对性地进行优化设计，提高产品的质量和性能。
再次，田口设计可以提高设计的可靠性。
通过系统化的实验设计和数据分析，可以准确地找出最优的设计方案，从而提高设计的可靠性。
最后，田口设计可以提高团队的合作效率。
通过参与实验设计和数据分析的过程，可以增强团队成员之间的沟通和协作，从而提高团队的合作效率。
然而，田口设计也存在一些不足之处。
首先，田口设计依赖于实验数据的准确性和可靠性。
如果实验数据存在误差或者实验设计方案不合理，就会导致结果的不准确，从而影响设计的有效性。
其次，田口设计需要设计人员具备一定的专业知识和技能。
要进行有效的田口设计，需要设计人员具备良好的数据分析能力和实验设计能力，这对于一些缺乏相关经验的设计人员来说可能存在一定的困难。
再次，田口设计可能受到外部因素的干扰。
在实际应用中，产品的性能往往受到多个因素的影响，而田口设计只能针对有限的因素进行优化，因此可能无法完全满足实际需求。
DOE实验(田口实验方法)
12.标准化
STEP 9:估计最佳值
7.找出关键因子 8.决定最佳实验组合
➢ 根据所选定的最佳组合，利用 minitab协助你估计最佳组合的预测值。
9.估计最佳值
10.确认试验
11.数据分析
12.标准化
STEP 10:进行确认实验
7.找出关键因子 8.决定最佳实验组合
9.估计最佳值
➢ 根据前面所选定的最佳组合进行确认 实验。
x1
y1
x2
过程
y2
x3 u1
y3这些经常被 叫做杂音
u2
所有品质管制活动的最终目标就是要生产经得起 各种杂音因素考验的产品。
坚耐性(Robustness)就是产品的机能特性对杂音 因素的差异不敏感，不受影响。
几个基本术语——水平和处理
为了研究因子对响应的影响，需要用到因子的两 个或者更多不同的取值，这些取值称为因子的水 平（level）。
➢ 不同的组合是属于组间变化。 ➢ 同一实验组合，反复进行二次或二次 以上为组内变化。
➢ 我们期望组内变化小，组间变化大。
6.数据分析
STEP 6:数据分析
1.决定Y 2.决定X 3.选择实验方法 4.配置实验 5.实验 6.数据分析
➢ 我们将各项的实验数据收集起来，输 入原先实验组合的表格中，如果有两个 的y特性，就要输入二个y特性。
➢ 如果没有交互作用，可以考虑使用 L12, L18等只考虑主因子效果的直交表。
6.数据分析
STEP 5:实验
1.决定Y 2.决定X 3.选择实验方法 4.配置实验 5.实验
➢ 工程师将前面的实验组拿到现场去进 行实验，调整出相应的x组合，而后产
生y值。
➢ 每一个实验组合最好可以测二次以上 的y，如此可以了解组内变化。
实验设计之田口方法
造成產品間發生差異。
所有品質管制活動的目標就是要生產經得起各種雜 音因素考驗的產品。
11
堅耐性
❖ 所有品質管制活動的最終目標就是要生產經 得起各種雜音因素考驗的產品。
❖ 堅耐性(Robustness)就是產品的機能特性對 雜音因素的差異不敏感，不受影響。
為什麼可以做出 低成本高質量的產品？
2
日本工業強盛的原因
❖ 日本人在多種製造業，如汽車、鋼鐵、電子和紡織 方面，居於領導地位，主要是因為他們能以具競爭 力的價格，生產高品質產品。
❖ 美國研究後認為而他們致勝的法寶主要有二項：
QFD(自顧客要求一直策劃到相應的製造管理要求) 田口方法(實驗設計方法之一，簡單易用，沒有複雜的統
12
堅耐性和雜音間的關係
可控因子X表示
X
X
INPUT
PROCESS
X
OUTPUT Y
CUSTOMER
Z
Z
不可控因子Z表示
Z
Z
堅耐性設計，利用X使得Y達目標值，且不 易受Z因子方影響，謂堅耐性設計
13
討論題
❖ 當你在讀書時，外界有人在吵，有人在放音 樂，請問這些是信號，還是雜音？
❖ 什麼是雜音，可否用比較簡易的方式來表達？ ❖ 什麼是堅耐性，如果以此題來表達時？
計原理)
3
實驗設計的想法
supplier
input
process
output
customer
對供應 應要提 出那些 的規格 要求， 尤其是
CTI
有那些的 輸入因子 會影響到y， 從中找出
CTI
田口三次设计PPT课件
04
田口三次设计的优势与局限性
提高产品质量
减少变异
早期发现和解决潜在问题
通过系统地控制输入变量，田口方法 可以显著减少产品变异，从而提高产 品的一致性和可靠性。
在设计阶段进行实验，可以及早发现 和解决潜在问题，避免在后期制造和 测试阶段出现重大故障。
优化设计参数
通过实验设计，田口方法可以帮助确 定最佳的设计参数，以获得更好的产 品性能。
详细描述
在电子产品设计中，如手机、电视等，田口三次设计方法被广泛应用于提高产品性能和稳定性。通过实验设计、 参数优化和误差控制等步骤，实现产品性能的提升和不良率的降低。
案例二：机械产品性能提升
总结词
利用田口方法改进机械产品设计，提高产品可靠性和耐用性。
详细描述
在机械产品设计过程中，如汽车、飞机等，田口三次设计通过对关键参数的优化和控制，有效提高产 品的可靠性和耐用性。这种方法有助于减少机械故障和维护成本，提高整体性能。
田口三次设计的历史与发展
01
02
03
起源
田口三次设计起源于20世 纪70年代，由日本统计学 家田口玄一提出。
发展历程
随着技术的不断进步和应 用领域的拓展，田口三次 设计在实践中不断完善和 优化。
当前应用
广泛应用于制造业、生物 技术、通信等领域，成为 产品性能优化的重要工具。
田口三次设计的应用领域
VS
详细描述
在生物医药领域，田口三次设计被广泛应 用于新药研发和临床试验中。通过实验设 计和数据分析，确定最佳药物剂量和治疗 方案，提高临床试验的成功率和可靠性， 缩短新药上市时间。
06
田口三次设计的未来展望
技术创新与进步
人工智能与机器学习
田口设计、筛选设计原理及优缺点
田口设计、筛选设计原理及优缺点田口设计是一种常用的设计方法，其核心思想是通过系统性地变化设计参数，以确定最优的设计方案。
它可以帮助设计师在产品开发过程中快速找到最佳设计方案，提高产品的质量和性能。
田口设计的原理主要包括以下几个方面：1. 设计参数的选择：田口设计需要明确产品的设计参数，即影响产品性能的各个因素。
设计参数的选择应该尽量全面，涵盖产品的各个方面，并且要具有一定的独立性，即一个参数的变化不会对其他参数产生显著影响。
2. 参数的水平选择：在确定设计参数后，需要确定每个参数的变化水平，即参数的取值范围。
参数的水平选择应该考虑到参数的实际操作范围和对产品性能的影响程度。
3. 实验设计的设计矩阵：田口设计使用正交表设计矩阵来组织实验。
正交表是一种特殊的表格，可以保证在有限的实验次数内获得全面的实验数据。
设计矩阵中的每一行表示一个实验条件，每列对应一个设计参数及其变化水平。
4. 实验数据的收集与分析：在进行实验时，需要收集各个实验条件下的产品性能数据。
通过对实验数据的分析，可以确定最佳的设计方案，并找出各个设计参数对产品性能的影响程度。
田口设计方法的优点主要体现在以下几个方面：1. 综合考虑：田口设计能够综合考虑各个设计参数的影响，找到最佳的设计方案。
它不仅考虑了单个参数的影响，还考虑了不同参数之间的相互作用。
2. 提高效率：田口设计使用正交表设计矩阵，可以在有限的实验次数内得到全面的实验数据。
这样可以节省时间和资源，提高设计效率。
3. 易于操作：田口设计方法简单易懂，设计参数的选择和实验设计的步骤清晰明确。
即使没有专业的统计学知识，设计师也能够很好地应用该方法。
然而，田口设计方法也存在一些缺点：1. 实验结果的依赖性：田口设计方法依赖于实验数据的收集和分析，实验结果的准确性和可靠性对最终设计方案的确定具有重要影响。
如果实验数据存在误差或偏差，可能会导致设计方案的不准确或不可靠。
2. 参数选择的主观性：田口设计需要设计师根据经验和专业知识选择设计参数和参数水平，这涉及到一定的主观性。
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❖ 适用对象：研发设计人员、生产制程技术开发与工序 优化、工程改善、品质工程等相关工程师
二、基本原理与概念
稳健设计
➢稳健(robustness)：所设计的产品质量受到周围影响的敏感度为最小
波峰焊工序参数优化与 DOE之田口方法
Roc.Luo 2011.01.05
内容
1. 田口方法概述 2. 基本原理与概念 3. 波峰焊工序优化试验
一、田口方法概述
❖ 田口方法（Taguchi Method)在日本称为品质工程， 为田口玄一博士所创立。
❖ 田口方法将日本产品引导至优质品质境界，颠覆传 统技术藩篱。打破要好品质就需好材料的传统观念， 利用正交表与S/N比两工具在实验计划中使工程参 数的设计最适化，降低重要品质特性变异而达到降低 总成本的目标。
➢“降低”变异原因的影响来改善质量，而非去除变异的原因来改善质量
➢将各种变异极小化，使产品对变异的来源最不敏感
➢利用参数设计可达到产品或制程最适化
三、波峰焊工序优化试验
第1和2步：陈述问題和目的
陈述 问題
BCR5197主板过波峰焊后的连锡现 象比较突出，每块板焊点不良率为 3.1%
实验 目的
通过DOE之田口实验以优化波峰焊 设置参数或找到导致真正连锡的不 良原因
➢是一种工程方法，使高质量、低成本的产品快速生产出来 •就操作成本而言(EX：降低产品对环境的影响) •就制造成本而言(EX：使用低等级原料，较不昂贵的设备而能维持一定质 量水平) •就研发成本而言(EX：缩短开发时间、减少资源使用)
➢可处理产品和制程工程师所关心的两大问题 •如何有效降低产品机能在消费者使用环境下的变异？ •如何保证在实验室的最适条件，在生产及消费环境下仍是最适？
三、波峰焊工序优化试验
第3,4,5步：因变量，因子及水平
因变量 每块板的平均不良焊点数
因子
预热温度（0C） 链速（mm/min） 实际锡温（0C）
水平
100 1650 240
125 1750 250
140 1900 260
三、波峰焊工序优化试验
第6步：实验设计--创建田口设计
Minitab中: 统计>DOE>田口>创建田口设计
三、波峰焊工序优化试验
第8-2步：主效果图Fra bibliotek三、波峰焊工序优化试验
两次实验结果对比与分析
从两次实验主效应图可以看出:三个因素影响波峰焊焊接效果 从大到小的顺序为：链速》锡炉实际锡温》预热温度，但从主 效果图看，不良焊点数与中线线均值都在1PCS以内，由此初 步判断上述三因子均非导致该款主板连锡不良率高的主要原因。
改进措施： 优化焊盘设计；
验证：优化焊 盘后问题得到 解决
三、波峰焊工序优化试验
从其它方面找原因
从每块板的不良焊点Defect Map(不良品分布图）发现其连锡位置绝大多数为（控制板） 排针及网口座，两处不良率达90%；从PCB焊盘上可以看出：排针的第一个焊盘偏大 （呈方形）、网口焊盘过密，由此初步判断这些才可能是造成连锡的root cause(真因）。
三、波峰焊工序优化试验
第6步：实验设计--创建田口设计
Minitab自动生成田口正交实验表（左下表）
第7步：按照正交实验表做试验、收据数据并输入 右上表中( 数据在WaveSold.mtw文件中）
三、波峰焊工序优化试验
第8-1步：建立ANOVA表
选择： 统计 > 方差分析 > 一般线性模型
Minitab结果—一般线性模型