ROBUST-DESIGN(稳健设计)(ppt文档)
质量改进与六西格玛中的稳健设计
质量改进与六西格玛中的稳健设计
说起试验设计(DOE)，很多人就会想起完全析因设计、部分析因设计、响应面设计等传统方法，可是随着工艺要求的提高、客户需求多样性的增强、成本压力的不断增大，根据这些方法得到的优化方案往往在实际工作中实现不了预取的效果。
这也是为什么很多开展六西格玛管理的企业在从传统的六西格玛改进DMAIC向六西格玛设计DFSS的进化过程中，越来越重视一种高级试验设计稳健设计的原因。
稳健设计Robust Design是在传统试验设计DOE基础上发展起来的低成本、高稳定性、高再现性的产品与技术开发、设计方法体系。
其价值在于通过产品设计、技术开发使产品或技术用最小的资源消耗对于外界环境变化、零部件制造公差和时间因素造成的老化、劣化、磨损等干扰的影响有很强的抵抗能力，从而让产品具有高度稳定的性能，让开发的技术在大规模生产和各种不同使用条件下都具有高度再现性，以达到长期稳定地满足客户需求的目的。
无论在工业工程的学术研究领域，还是在企业的研发和六西格玛项目中，稳健设计都受到了越来越多的关注。
目前，比较成熟的稳健设计方法大致有四种。
调查当前的统计质量咨询与软件市场后发现，只有专业质量管理及六西格玛软件JMP能够全部实现这些方法：
一、田口设计Taguchi Design
田口设计是一种源自日本的稳健设计方法。
它最大的创新之处在于从试验数据中提炼出两个指标来衡量产品质量的稳定性：灵敏度和信噪比。
在比较典型的望目特性流程中，一般用均值表示灵敏度，用均值平方与方差之比的对数的10倍表示信噪比，而且强调在设计优化中应当先将信噪比调节到最大，然后才将均值调整到需要的目标位置。
下图是基于JMP软件实现的田口设计优化示意。
第二章 产品质量稳健设计理论体系
第二章稳健优化设计理论体系传统机械设计往往以许用应力（这里所说的应力是一个广义的概念，不仅指机械应力，还包括载荷、变形、温度、磨损、电流、电压等）或安全系数来判断零部件性能是否满足要求，是否失效，这种计算方法的基本出发点是认为材料的极限应力、作用于零件上的载荷以及零件的尺寸等参数都是定值，然而实际上任何一种产品都有一些因素影响，因此决定产品质量性能的各个参数都是随机的、不确定的值，具有相当的分散性。
设计师为了安全，往往采用较大的安全系数，导致零件尺寸过大，造成了设计的冗余。
同时，在产品制造过程中虽有许多方法可以减小质量的变差，以达到提高产品质量的目的。
但是这些方法往往对减小变差没有什么效果，同时也使整个产品的开发成本增加。
为了弥补传统方法的不足，真正的保证质量，稳健设计方法应运而生。
稳健设计的目的就是在产品设计过程中，有意识的考虑产品在随后的制造、使用过程中由于环境等因素引起的变差，充分考虑设计数据的离散性和随机性，减少质量的波动，提高产品可靠性和性能稳健性，保证产品的质量性能，同时减少成本，缩短开发周期，提高用户满意度的一种方法。
本章主要介绍稳健设计的基本原理及质量信息的稳健性指标，讨论了质量信息的获取方法，提出了产品现代稳健优化设计的抽象模型。
2.1现代稳健优化设计基本原理[4]2.1.1 功能参数分类在产品质量设计过程中，对产品质量特性（输出特性）有影响的因素，我们称为功能因素，这些因素主要来自于设计、制造和使用三个方面。
但是实际上由于这些功能因素具有一定的随机性，使得产品的质量特性变得很不稳定，从而发生波动。
从设计角度看，可将这些功能因素分为两类：可控因素（Control Factor）和不可控因素（Noise Factor）。
顾名思义，可控因素是指在设计过程中可以控制的参数，即通常所说的设计变量，如零部件的几何尺寸、间隙等。
在设计时所确定的名义值由于制造条件、工艺方法的差异会产生一定的变差，因此在设计时要确定其变差的范围，即确定其容差。
稳健性设计Robust Design
六西格玛培训—优化阶段模块稳健性设计Robust DesignPatrick ZhaoI&CIM Deployment Champion稳健性设计•稳健性设计也称田口设计，由Dr. Genichi Tuguchi在70 年代创立。
质量损失•车主在汽车行驶过程中听到发动机有异响，担心出问题，他请假开到4S 店检修。
工作人员安排检查，两个小时后报告显示异响噪音满足标准，无法赔偿。
车主十分不满，几年后换车时，他选择了其他品牌。
传统田口传统质量损失VS 田口质量损失LSL USLTarget LSL USLTargetLoss Loss Loss Loss什么是稳健性？•稳健性定义：产品或过程在周围不可控或未控制因子（噪音因子）不断变化的条件下，持续稳定工作的能力。
（The ability of a product or process to function consistently as the surrounding uncontrollable or uncontrolled factors vary.）在冬天转动遮阳板时很紧，在夏天时很松，产品是否稳健？发泡产品在环境干燥时需要更多原材料，潮湿时需要很少原材料，过程是否稳健？产品不稳健的原因–遮阳板•温度低，使材料变硬，遮阳板难以转动。
过程不稳健的原因–发泡•湿度低时，反应变慢，填充同样模具所用材料更多。
解决策略1.直接减少噪音•控制环境温度？•控制环境湿度？•建造恒温恒湿车间？成本？2.根据噪音制定不同的策略•制定两套工艺参数应对不同环境？•产品在客户端的条件能预测吗？3.稳健性设计•减少噪音因子对产品/过程的影响！•三种策略可能同时需要。
稳健性指标•衡量一个产品/过程是否稳健的指标是信噪比，S/N –Signal to Noise Ratio。
•通过比较两种设计的信噪比差值来确定设计优化的程度。
•信噪比越大，产品/过程越稳健，越不受噪音因子的影响。
第4讲 健壮性设计技术
本章提纲
1 健壮性设计概述健壮性技术的发展及应用
1.3 容差概念 1.4 VRD (variability reduction design)减小波动设计
稳健性技术基本概念和术语 2.1 基本概念与术语
产品在贮存或使用过程中，随着时间的推移，发生
2.2 稳健性设计原理稳健性设计一般程序
2.3.1 系统设计 2.3.2 参数设计
，亦即对Y值有一定的要求后，选择恰当的X，
2.3.3 容差设计 3 稳健性概念
3.1.1 望目特性信噪比
稳健性指标定义及计算公式
产品的稳健性，就是产品抗干扰的能力。
抗干扰能力越强，稳健性越好；反
3.1.2 望小特性信噪比 3.1.3 望大特性信噪比
3.1.4 动态特性信噪比 3.2 灵敏度
静态与动态特性稳健设计程序动态特性稳健设计一般程序容差分析与容差设计 5.1 容差分析
5.2 容差设计 5.2 容差设计
5.3 容差分析设计报告 5.3 容差分析设计报告
总结总结。
企业质量管理培训-PPT课件
5.2.2 全面质量管理的内容
2、生产和制造过程的质量管理 严格贯彻执行制造质量控制计划，按质量控 制计划建立各级责任制，对影响工序质量的 因素进行有效控制 用先进的控制手段，找出造成质量问题的原 因，采取纠正措施，保证工序质量处于控制 状态 有效控制生产节拍，及时处理质量问题，确 保均衡生产
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5.2.1 全面质量管理的特征
1、全员的质量管理 它要求企业各部门、各环节的全体员工 都参加质量管理。 2、全过程的质量管理 要求对产品质量形成全过程的各个环节 各因素实行控制，包括从市场调查、产品 设计开发、生产、销售直到服务的全过程 的质量管理。
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5.2.1 全面质量管理的特征
3、全企业的质量管理 要求企业各个管理层都有明确的、不同 侧重点的质量管理活动的内容。 4、多方法的质量管理 利用统计方法、检测手段、计算机和系 统工程等。
全面质量管理阶段
书。该书强调：
5.1.2 质量管理理论的演变
1961年费根堡姆出版了《全面质量管理》一
执行质量职能是公司全体人员的责任，应该使全
体人员都具有质量的概念和承担质量的责任。
解决质量问题不能仅限于产品制造过程，应当在
产品质量形成的全过程中都要质量管理
不仅限于检验和数理统计方法
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小结：质量控制和诊断方法
20世纪30年代，休哈特
(W.A.Shewhart)提出了统计过程控 制(SPC)理论并首创了进行过程控制的 工具——控制图 道奇(H.F.Dodge)和罗米格 (H.G.Roming)提出了抽样检验理论 ，为质量控制和检验理论奠定了基础
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SPC
统计过程控制是应用统计技术将产品生产过程
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ROBUST DESIGN(稳健设计)
Measurement of Robustness
Cp and Cpk metrics should also be applied to Critical product performance specs. Whirlpool’s goal is to achieve a Cp and Cpk>2.0 on critical characteristics at design/process approval and then to maintain a Cpk > 1.5 during on-going production. These are general rules, Cp and Cpk requirements often became BUSINESS DECISION.
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Step 4 – Tolerance Analysis
Assembly Tolerance “stack” Preliminary Drawing analysis
ROBUST DESIGN
“Working in a State of Excellence… not a State of Emergency”
1
Agenda
Sources of Variation Definition of Robust Design Relationship between RD and Opex What RD is NOT Measurements of Robustness: Cp and Cpk Activities to Identify Customer Requirements First translation Customer Requirements to Product Specs 2nd Translation (Product Specs into System sepcs) 3rd Translation (System specs into component specs) 4th Translation (Component specs into process specs) Overview (example)
第5章_面向质量的设计1.pptx
据称，日本80%的质量改进收益是由田口法带来的。 而日本的质量改进使美国的许多行业叹服不已，所 以田口法在上世纪八十年代初引入美国。首先在 F。之后，田口法在国际质 量学术界获得公认并进入质量工程领域的教科书。 据MIT调查，70%以上的美国工程技术人员均了解 田口法。
第五章 面向质量的设计
引言：
日本著名质量管理专家田口玄一博士：
“产品的质量是设计出来的，其次才是制造出来的”
只有提高设计质量，才能使产品质量性能稳定。设计一旦
完成，产品的固有质量也随之而定。
ISO9000标准中给设计和开发下的定义： 设计与开发 design and development 定义——将要求转换为产品、过程或体系的规定的特性或规范
田口法于己于1980引入我国，首先在机械工业获得 应用。1985年，兵器工业部大力推广，取得显著实 效的案例近代200项。
4次荣获戴明奖的田口一整套设计决策工具以及他 简单易懂的产品开发观得到了系统而广泛的应用， 因而为许多企业迅速生产低成本、高质量的世界一 流产品做出了巨大贡献。
田口质量理论体系
的一组过程。
1、 设计和开发有时是同义的，有时用于规定整个设计开发 过程不同的阶段。
2、 设计和开发的性质可加修饰词如 产品的设计和开发， 过程的设计和开发。有很多组织是否包含设计和开发主功能， 要认真识别。
3、 设计的输出可以是图纸、技术规范、规程，原材料、标 准件清单等。
设计阶段是一个系统过程，包括：调查研究，产品功 能定义，技术研究和选择，可行性研究和决策，方案 选择及立项，工艺设计和试制，试验鉴定等影响设计 阶段质量的关键工作。要加强产品设计阶段的质量管 理，应按ISO9001标准中7.3设计控制要求制定严格规 范的程序实施和监控。 如何提高设计质量？采用先进的质量工程技术方法是 改进设计质量，提高顾客满意的保证。目前常用方法： 质量功能展开、田口稳健性设计（Robust Design）， 并行工程，响应面法，产品全生命周期工程设计、可 靠性设计、FMEA ，APQP等。
现代设计方法之稳健性设计
三个阶段
参数设计
决定系统中各参数的选择，使产品的性能既能达到目标 值，又使它在各种条件下波动小
系统设计
对产品进行整个系统和整个结构的设计 主要由专业技术人员完成
为了定量描述产品质量损失，田口提出了“质量损失函数”的概念，并以信 噪比来衡量设计参数的稳健程度。
质量损失函数
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。
L(y)=k(y-m)² 其中L（y）为质量损失函数，m—目标值
外噪声
由于环境因素和使用条件的波动或变化，引起质量特性值 的波动。例如，温度、湿度、位置等。
内噪声
由于在储存或使用过程中，随着时间的推移，发生材料变 质、劣化现象而引起质量特性值的波动。例如，电器产品 绝缘材料的老化等。
质量的变异性
那个设计更好？
1
产品的质量特性指标往往会有差异
即使完全相同的生产条件，由于种种
稳健性设计是田口玄一创立的质量工程观中的一个分支， 由田口玄一发展而成，因此通常被人们称之为田口方法(Taguchi Method)。
田口方法是一种低成本、高效益的质量工程方法，它强调 产品质量的提高不是通过检验，而是通过设计。
稳健性设计基本认识
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。
健壮设计
2
10 lg
2
4.灵敏度的估计公式：
信噪比公式中的μ是反映平均特性的指标称为 灵敏度。它的无偏估计量：
s v 2
1
nm e
其分贝计算式：
10
lg
1 n
sm
ve
5.三次设计
即系统设计，参数设计和容差设计的 总称。产品的三段设计：方案设计，技术 设计和施工设计。有一定的交叉
通过三次设计使产品具有健壮性。 ① 系统设计：
田口的质量定义：
所谓质量就是产品上市后给社会造成的损失。 但是，由于产品功能本身所产生的损失除 外。
解释：产品给社会造成的损失越小，其质量 越高。质量与经济性紧密结合起来。
3.质量损失函数（Quality Loss Function）：
公差范围内的波动造成合格品的输出特性波动， 给用户造成损失，为了度量该损失，提出质 量损失函数。
6.内外表设计：
正交表的选择，可控因素—内表（内设计）， 误差因素—外表（外设计）
三、机械系统的稳健设计
1.系统输出特性，SN比和影响因素的确定，
设备类型 输出特性
Yi
SN比
机械产品稳健设计参数表
动力、能量转换机械 输出功率、效率
输出功率2 功率波动2
效率2 效率波动2
运动传递与转换机械 输出运动位移，速度加速度
3.信噪比SN Signal Noise Ratio
田口玄一博士把SN概念引入试验设计，用于系统或产品的开发设计。 ① SN的定义： 设产品的质量特性在诸因素的作用下为一随机变量，它的数学期望为μ方
差为σ2。一般情况下，希望μ值越接近目标值越好，σ2值越小越好。 变异系数： γ= σ/μ表示世纪之可能偏离μ值的程度。
DRBFM培训资料1)ppt课件
设计者
Downstream
设计者在后续工程中如何发送信息的呢
顾客
设计
企划
评价
制造
制造技术
Is this an ideal 流程? Is this “Customer is No. 1”?
代表性 Method 评价试验 CAE, simulation Design Review
・问题解决：问题发生的话， 找到问题，快速解决
・再发防止：防止发生的问题 再次发生。
・事前预防: 将未来有可能发生的问题 在未发生前防止。
事前预防是指（事前预防 3步骤）
Ⅱ. 事前预防 手法的理解
before
after
事前预防的 Concept
Robust 设计 在pin point中性能好的设计 Decoupled设计 Coupled设计 简单的 设计（容易理解，部品数少） 想法好的 设计（一个部品有很多功能） 不辜负顾客的期待的设计 给顾客带来感动的设计 将试图争取高性能( 给顾客带来感动 )和 Robust性 (报答于尽可能多的顾客的期待) 的 并存的要素尽可能的放在小空间里
Difference in Cultures
2) 品质 Culture的必要
明确的定义责任和作用的话・・・ 就会认为品质是其他人 的工作
制定一个优秀的支援System的话・・・ 认为没有必要去到当地看现货之后去思考或者担心的必要。（导致封闭化，官僚化）
应该只培养这个方面
Culture的问题点
Total
但是剩下的115项目 即使什么都没做 也变得恶化
Top20 项目 已改善
03
04
05
但是..
全员参与的必要
创新质量观念的大师——田口玄一
日本工程师田口玄一1980年访问美国贝尔实验室时，那里的杰出科学家和工程师最初以为，是他的蹩脚英语让他们很难听懂他的意思，后来才发现连日本人也听不明白他的话。
但他们确实亲眼看到田口玄一的观念很灵。
他有办法处理产品中的多种变量，只需少量实验就能找出各变量的最佳组合。
他还提出了颇轰动的质量改进概念"稳健设计"（robust design稳健设计的原理如下：烧制陶瓷产品时，假如你不能精确控制炉内温度，达不到你所用陶土的温度要求，致使陶瓷产品出现质量问题。
这种情况一般有2种解决方法。
常见的一种是想办法控制炉温。
田口玄一却提供了一种截然不同的方法：抛开炉子问题，寻找一种对温度变化不太敏感的陶土。
这就是稳健设计。
稳健设计是田口玄一创立的质量工程观中的一个分支，由田口玄一发展而成，因此通常被人们称之为"田口法"田口玄一的观念引起不少争议，也使许多企业受益匪浅。
田口法的魅力在其简单易用，日本的技术人员经常在生产车间运用田口法改进产品和生产流程。
目的是使工程设计对不可控因素不要太敏感，从而把外部变量对设计效果的影响减至最低，这就能大大减低零部件和装配容差，因为这两种容差是导致生产成本的最主要因素。
据称，日本80%的质量改进收益是由田口法带来的。
而日本的质量改进使美国的许多行业叹服不已，所以田口法绝不可小觑。
田口法在1950年代初成形。
当时，田口玄一受聘帮助修复战后处于瘫痪状态的日本电话系统。
他发现，靠传统的试差法来寻找设计3次荣获戴明奖的田口玄一现任the American Supplier Institute（编者译：美国供应商协会）执行总裁他的一整套设计决策工具以及他简单易懂的产品开发观得到了系统而广泛的应用，因而为许多企业迅速生产低成本、高质量的世界一流产品做出了巨大贡献。
世界各地采用田口玄一发展的技术和质量哲学的企业共节省上亿美元。
以下简要介绍了田口损失函数田口玄一把质量损失定义为"产品性能差异度及所有可能产生的负面影响，如环境破坏和运作成本。
第六章稳健设计 PPT
第二节 信噪比与灵敏度计算公式
信噪比的类型与计算公式 灵敏度的类型与计算公式
一、信噪比
望目特性信噪比 望小特性信噪比 望大特性信噪比 动态特性信噪比
望目特性信噪比
定义式 设质量特性 的期望值为µ，方差为σ2 ，称为望目特性信噪比。 计算式
测得质量特性 y的 n个数据：y1、y2…yn ，望目特 性信噪比估计公式为
4）在参数设计阶段，先进行信噪比分析，通过优 选稳定因素，使设计方案稳健性最好。其次，进 行灵敏度分析，通过调整因素，来调整设计的系 统偏差。
稳健设计原理
5）以正交表为工具进行内设计、外设计，以此来 大幅度地减少试验次数。
6）在容差设计阶段，来谋求质量与成本的最佳平 衡，以此来合理确定参数的公差范围
一、质量特性
望大特性：不取负值，希望质量特性越大越好 （理想值为∞），且波动越小越好，这样的质 量特性称为望大特性。
动态特性：目标值可变的望目特性，称为动态 特性。（ 与此相反，望目特性、望小特性、望 大特性，统称为静态特性。）
二、质量特性的干扰因素
质量特性的干扰因素主要有三种类型：
外干扰（外噪声）：由于使用条件及坏境条件 （如温度、湿度、位置、输入电压、磁场、操作 者等）的波动或变化，将引起产品质量特性值的 波动，称之为外干扰，也称为外噪声。
三、与质量特性相关的术语
信号因素：在动态特性的稳健设计中，为实现人 变动着的意志或赋予不同目标值而选取的因素， 称为信号因素。 稳健性：指质量特性的波动小、抗干扰能力强。
信噪比：稳健设计中用以度量产品质量特性的稳 健程度的指标。
三、与质量特性相关的术语
灵敏度：稳健设计中用以表征质量特性可调整性 的指标。
第一节 基本概念
稳健性设计
稳健设计认为，产品开发的效益可用企业内部效益和社会损失来
衡量，企业内部效益体现在功能相同条件下的低成本，社会效益 则以产品进入消费领域后给人民带来的影响作为衡量指标。假如， 由于一个产品功能波动偏离了理想目标，给社会带来了损失，我
们就认为它的稳健性设计不好，而田口式的稳健性设计恰能在降
低成本、减少产品波动上发挥作用。
稳健性设计
Robust Design
什么是稳健性设计
稳健性设计几个基本概念
稳健性设计三个阶段 ——三次设计
稳健性设计案例
什么是稳健性设计
●稳健性设计起源
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
如使产品性能对所用材质变差不灵敏，就能在一些情况下使
用较低廉的或低等级的材料；使产品对制造尺寸变差不灵敏，可 以提高产品的可制造性、降低制造费用；使产品对使用环境变化
不灵敏，就能保证产品使用的可靠性和降低操作费用。
●质量特性值
在工业生产中，产品的质量通常通过对特定的功能、特性的测定 或测量数值来评定（质量特性或输出特性）。 任何一种产品的质量特性值与其名义值（额定值）之间都存在一
影响会偏离目标值，随偏离的程度不同，将给用户带来程度不同的
损失。
稳健性设计案例 系统设计
参数设计
容差设计
设计一个电感电路，要求输出电流强度在10安培附近，且波动越小
稳健设计方法
机研142 孙利文201421202100一、稳健设计方法在产品设计开发中的作用。
稳健设计又称作鲁棒设计。
是关于产品质量和成本的一种工程设计方法。
在产品或工艺系统设计中，正确的应用稳健设计的基本理论和方法可以使产品在制造或使用中，或是在规定寿命内当结构或材料发生老化、变质、工作环境发生微小的变化时，都能保证产品质量的稳定。
通过稳健设计，可以使产品的性能对各种噪声因素的不可预测的变化，拥有很强的抗干扰能力。
产品性能将更加稳定、质量更加可靠。
任何一种产品" 影响其质量的因素有很多" 主要可分为两类：一类是在设计中人们可以控制的因素如设计变量、变量的容差等；另一类是所谓的噪声因素指由生产条件、使用环境及时间等的变化而影响产品质量的因素如载荷、几何尺寸、工程材料特性的变异以及制造、安装误差等，其基本特点是具有不确定性和随机性，是不可控制的因素。
实际存在的不确定因素的变化有可能导致产品的性能指标有较大的波动，使其功能劣化甚至失效，还有一些材料或元器件会随着时间的推移而发生失效等。
对于这些因素有两种处理方法:一是尽可能消除这些因素这对可控因素是可以做到的，而对噪声因素往往很难实现。
即使能够消除也需要花费很大的代价；二是尽量降低这些因素的影响。
这是相对容易和低代价的方法，也就是使产品性能对这些因素的变化不敏感，为了使所设计的产品在不确定因素的影响下，其性能指标不仅能达到设计要求，而且对各种不确定因素的变化不敏感，就需要用稳健设计方法来实现。
稳健设计就是使产品的性能对在制造期间的变异或使用环境的变异不敏感，并使产品在其寿命周期内不管其参数、结构发生漂移或老化在一定范围内都能持续满意地工作。
二、试验设计在稳健设计中的作用。
试验设计就是运用正交试验法或优化方法确定零部件参数的最佳组合，在系统内、外因素作用下，所产生的质量波动最小，即质量最稳定（健壮）。
试验设计的目的是根据系统设计中所确定的所有参数，通过多因素的优选方法来考察三种干扰（内干扰，外干扰，产品间波动）对系统质量特性的影响，寻求最佳的参数组合，以求得抗干扰性最佳的设计方案，使系统质量特性波动小，稳健性好，并且价格低廉。
关于提升产稳健性的实验设计
关于提升产品稳健性的实验设计一、定义稳健性是指产品对各种干扰因素的抵抗能力，反映为产品质量特性的变异程度。
稳健性(robustness)与稳定性(stability)区别：稳健性是统计学概念，稳定性是工程学概念；稳健性体现同一设计型号的不同产品在各种干扰因素存在时特性值仍然很接近，变异程度很小，稳定性强调每个系统受到干扰后保持和恢复自己原有性能的能力。
可靠性：产品规定的条件和规定的时间内完成规定功能的能力可靠度：产品规定的条件和规定的时间内完成规定功能的概率，概率是对能力的一种量化。
二、稳健性如果人的体质好，天凉不会感冒，吃凉的不会胃疼，能适应任何恶劣环境；如果压缩机的稳健性好，产品健康，压缩机就能适应不同厂家的安装环境，包括印度高温环境，也不会出现例如在某一厂家发生铜管破裂等问题的发生。
稳健性设计的思想不是去控制波动源改变外部环境，而是致力于改进产品内部的结构而提高抗干扰能力。
2.1 噪声因素：引起质量变异的干扰因素，有三种形式：外部噪声、零件间的噪声、内部噪声。
1、外部噪声：是指引起产品质量变异的外部使用环境的变化或产品承受负荷的变化，如温度、湿度、载重量变化等因素2、零件间噪声：构成产品的零件间的质量变异，严格的说，任何两件产品上安装的零件尺寸不会完全一样，同一档位的活塞连杆的尺寸也会有差异。
3、内部噪声：产品在储存盒使用过程中发生的材料变质、老化、磨损等引起的质量变异的现象。
2.2 质量变异性：公差标准的建立就是承认质量变异的一个标志。
1、同一批次产品，使用不同厂家零件，质量特性不完全相同；2、完全相同生产条件下的产品质量特性也不完全相同；3、同一件产品在不同环境下使用，质量特性会有差异；4、同一件产品在其寿命期内的不同时刻，质量特性也会不一样。
减少质量变异大有可为，稳健性设计的目的就是尽量减少质量变异，设计出稳健可靠地产品。
三、稳健性设计3.1 通俗说，如果生产出的产品能够在各种噪声因素的干扰下保持性能指标很小的变异，或者用廉价的零部件组装处性能稳定的可靠地产品，则认为产品的设计室稳健的。
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“Working in a State of Excellence… not a State f Emergency”
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Agenda
Sources of Variation Definition of Robust Design Relationship between RD and Opex What RD is NOT Measurements of Robustness: Cp and Cpk Activities to Identify Customer Requirements First translation Customer Requirements to Product Specs 2nd Translation (Product Specs into System sepcs) 3rd Translation (System specs into component specs) 4th Translation (Component specs into process specs) Overview (example)
This “Disciplined Process” is the essence our Opex Black Belt Training
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RD Process Flow
Robust Product Design Process
Identify Consumer/ Trade Partner Needs
Rigorous 6 sigma Design – where variation is understood and the product and process design is detailed.
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Continual Customer Focus
Determine the true needs, wants & demands of our Continual & Trade Partner(s)
2
Sources of Variation
Part
...
Part
.
.
Assembly
.
Part
Shipping Distribution,& delivery
Degradation over time
Customer Usage
Installation
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Definition of Robust Design
X-late requirements into Product Performance Specs
X-late Performance Specs into Subsystem Specs
Continual Customer Focus
Delivery customer expectations at a profitable cost, regardless of: 》customer usage, 》manufacturing variation 》supplier variation 》distribution, delivery and installation variation 》degradation over product life
It is understood that our engineers and designers are technically sound. Rigorous 6 sigma Design then focuses on understanding and controlling variation.
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Robust Design embodies two elements…
Robust Design =Continual Customer Focus + Rigorous 6 Sigma Design
Continual Customer Focus – where We define the product that will answer our Customer and Trade Partner needs.
Translation these needs into their key product Performance specifications (with limits & targets) and into key process controls to be maintained through out
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Rigorous 6-Sigma Design
Disciplined process of : ·Identifying and quantifying causes of variation ·Achieving Six Sigma level of Robustness on the key characteristics with respect to the quantified variation. ·Centering performance on specs target
on-going manufacture.
Technology has a key role in this translation
6
RD – Five Step Process
Identify Translate
Translate
Translate Translate
Consumer/Trade Partner Requirements Customer Requirements into Product Performance Specs Product Performance Specs into Subsystem Specs Subsystem Specs into Component Specs Component Specs into Process Parameters & verify capability