DOE设计——田口优化
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。
DOE-之田口式实验法
田口實驗方法簡介 基本觀念
在一個制程里,發和不良的原因很多 如果我們能 在一個制程里 發和不良的原因很多,如果我們能 發和不良的原因很多 把不良原因杜絕,我們可防止不良產生 但在現實 把不良原因杜絕 我們可防止不良產生.但在現實 我們可防止不良產生 的世界里,很多時候我們知道那些不良原因 但完 的世界里 很多時候我們知道那些不良原因,但完 很多時候我們知道那些不良原因 成去杜絕卻有困難.可能涉及成本或技術 但我們 成去杜絕卻有困難 可能涉及成本或技術.但我們 可能涉及成本或技術 卻可透過制程參數最佳化可控制不良原因之變異. 卻可透過制程參數最佳化可控制不良原因之變異 田口式實驗方法就是協助我們找出主要的因子和 最有利的制程參數. 最有利的制程參數
L (y) = k(y - m)2
Ao=＄200 ＄
Tolerance = △o = ±20℃ ∴ △o = 20℃ ℃ ℃ Loss = Ao = L = ＄200 Ao = k(△o)2 △ k = 0.5＄/℃ ＄℃ L(y) = 0.5 (y - m)2 k=
(△o) △ (△o)2 △
=
＄200 (20)2
應用統計方法 基本的統計方法與技巧將有利於實驗者 基本的統計方法與技巧將有利於實驗者. 1.應用最簡便之方法 應用最簡便之方法. 應用最簡便之方法 2.在復習的問題中作有系統性之分析 在復習的問題中作有系統性之分析. 在復習的問題中作有系統性之分析 3.了解在何時何地需要支援 了解在何時何地需要支援. 了解在何時何地需要支援 4.節省實驗成本 節省實驗成本. 節省實驗成本 5.容易達成實驗之積極性目標 容易達成實驗之積極性目標. 容易達成實驗之積極性目標
品質工程的概念
Quality Loss Function觀念 觀念
DOE -田口实验设计方法
17.75 34.75 15.25
27
水准1 水准2
A
B
C
D
石灰石 添加物 蜡石量 蜡石
量 粗细度
种类
12.75 26.75 25.25 19.00
35.50 21.50 23.00 29.25
E
F
G
原材料 浪费料 长石量
加料量 回收量
30.50 13.50 33.00
17.75 34.75 15.25
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
加 料 量 1300
1200
1300
1200
1200
1300
1200
1300
F 浪费料
回 收 量 0
4
4
0
0
4
4
0
G 长石量
0 5 5 0 5 0 0 5
瓷砖 尺寸不
良 率
16 17 12 6 6 68 42 26
25
A1（5%的石灰石）的作用所对应的不良率 为：（16+17+12+6）/4=12.75%，A2(1%的石灰 石)的作用所对应的不良率为：（6+68+42+26） /4=35.50%。
44.1
24.1
4.1 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2 E1 E2 F1 F2 G1 G2
DOE设计田口优化
实用标准文案) (田口方法DOE实验设计▲设计思想不少成功企业已将品质管理现代企业已经充分意识到了品质管理的重要性，）很好的融入到了产品研发及生产的各个阶段。
众所周知，品质管理包括QC（离线品管和线上品管两个部分。
实验设计中的田口方法DOE 离线品管活动发生在产品和制程的设计阶段。
英瑞奇特推是一种统计方法，利用该方法可以简化或是删除许多统计设计工作。
以便更出此课程，旨在向您讲述如何将各项实验方法运用于产品和制程设计中，从而使产品及制程设减少过程中各项的变差，有效的降低杂音因素的敏感影响，计臻于完美。
一、田口方法的涵义用较短的时间开发出低随着市场竞争的日趋激烈，企业只有牢牢把握市场需求，成本、高质量的产品，才能在竞争中立于不败之地。
在众多的产品开发方法中，田口方法不失为提高产品质量，促进技术创新，增强企业竞争力的理想方法。
田口方法是日本田口玄一博士创立的，其核心内容被日本视为“国宝”。
日本和欧美等发达国家和地区，尽管拥有先进的设备和优质原材料，仍然严把质量关，应用田口方法创造出了许多世界知名品牌。
精彩文档．实用标准文案它强调产品质量的提高不是通高效益的质量工程方法，田口方法是一种低成本、其基本思想是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，而是通过设计。
过检验，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰，这些因素包括环境湿度、材料老化、制造误差、零件间的波动等等。
田口而且使用先进方法不仅提倡充分利用廉价的元件来设计和制造出高品质的产品，的试验技术来降低设计试验费用，这也正是田口方法对传统思想的革命性改变．为企业增加效益指出了一个新方向。
使生产过程对各种使所设计的产品质量稳定、波动性小，田口方法的目的在于，噪声不敏感。
在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本产品开发的效益可用企业内部效田口方法认为，的条件下开发出高质量的产品。
社会效益企业内部效益体现在功能相同条件下的低成本，益和社会损失来衡量．由于一个产品假如，则以产品进人消费领域后给人们带来的影响作为衡量指标。
DOE实验设计与田口法介绍
2.2 Find Critical Xs
Pareto Chart of Key Input Variables
350 300 250 200 150 100 50 0 Coffee Type(咖啡 Amt. of Coffee(咖 Grind Time(研磨 Brew Time(烹調 Water Temp.(水 Cup Size(杯子大 Cook Type(煮法) 品牌) 啡量) 時間) 時間) 的溫度) 小)
April 24, 2006 NTHU
Raymond's Presentation
1.4.4 S/N Ratio
• 平均品質損失可以直接做為一批產品的品 質指標 • 田口博士將平均品質損失排除係數k後, 以 對數轉換、乘以10、並取反號, 並將它們稱 為S/N比, 做為品質的同義字
S/N 10 logMSD
April 24, 2006 NTHU
Raymond's Presentation
19
1.7 田口方法
• 直交表的使用 • 沒有討論干擾因子仍是傳統實驗設計，並 非田口方法
• 損失函數 • 非線性關係的利用 • S/N比
April 24, 2006 NTHU Raymond's Presentation 20
評分分數
April 24, 2006 NTHU
Variable Name Raymond's Presentation
24
2.3 Set Level of Xs
因素(輸入變數 X) Coffee Type(咖啡品牌 ) Amt. of Coffee(咖啡量 ) Grind Time(研磨時間 ) Water Temp.(水的溫度 ) Cook Type(煮法 ) Cup Size(杯子大小 ) Brew Time(烹調時間 ) 水準 (Level) 1 2 3 藍山 摩卡 仙度施 1 CUP 2 CUP 3 CUP 細 標準 粗 90℃ 100℃ 110℃ 蒸餾式 吸虹式 大 中 小 5分鐘 6分鐘 7分鐘
DOE实验设计-田口经典谢宁综合问题解决方法
DOE实验设计-田口/经典/谢宁综合问题解决方法培训时间：2019年08月23-24日深圳培训费：3800元/人（含资料费、午餐费、专家演讲费、会务费）住宿可统一安排，费用自理培训对象：工程部门人员（特别是IE）、工程经理、工程技术骨干、质量经理、质量工程师咨询电话：400-086-8596认证费用：中级证书1000元/人;高级证书1200元/人(参加认证考试的学员须交纳此费用，不参加认证考试的学员无须交纳)备注:1.高级证书申请须同时进行理论考试和提交论文考试，学员在报名参加培训和认证时请提前准备好论文并随理论考试试卷一同提交。
2.凡希望参加认证考试之学员，在培训结束后参加认证考试并合格者，由“香港国际职业资格认证中心HKTCC”颁发与所参加培训课程专业领域相对应证书。
（国际认证／全球通行／雇主认可／联网查询）。
3.课程结束后20日内将证书快递寄给学员；∵〖课程背景〗DOE实验设计在产品诞生的整个过程中扮演了非常重要的角色，它是提高产品质量，改善工艺流程，优化设计的重要工具。
通过两天的课程，将通过对产品生成的各阶段的DOE应用，学习判别与选择不同的实验设计工具，解决相应的问题，同时相关人员了解DOE在自己工作中可以帮到什么。
通过我们六年的授课实践和不断研究，采用逻辑上的重整和合并，在两天的课程之内，将田口、经典和谢宁三种风格的DOE结合起来，不但是完全可以的，而且能保证内容上的翔实，困惑的解除，有助于快速掌握和灵活应用。
对DOE的整合是通过贯穿始终的产品诞生路径、质量与可靠性风险的线索，它是本课程的独家内容，会为学员带来特别的增值价值。
此外，课程提供持续的支持服务和交流活动，学员在课后应用中的问题，老师将提供持续的解答和辅导，很多学员都已经成为我们多年的朋友。
今天，DOE这个词给很多工程人员带来了困扰，很多误区由此而生：它是做6sigma才需要的。
它需要深入的统计数学基础，掌握起来非常困难，即使掌握了，距离解决问题也很远它能最终解决一切问题，但是耗费的周期很长如果没有其他部门的配合，发起部门就无法将试验设计做到有结果。
DOE-田口式分析法
計量值：量測數值為連續量。訂定規格時常用它。
單一目標之特性。Ex:某一規定的尺寸或電壓或顏色.... 多重目標之特性，依據不同的需求，只要改變某一要因即可
達成不同產品。Ex:經由三原色加入量的不同即可做出不同的 顏色，此時對顏色而言是有無限多的目標。
另類方法：將大鑽石+小鑽 石放在左端得到W，將大鑽
成常態分配，N(0,^2)。它不符合 四則運算，因此公式為
石放在左端，右端放置小鑽
1.234-() 0.567-()
石+法碼得到w則
從N(0,^2)中任意（隨機）取2
大鑽石=(W+w)/2
個值，會變成N(0,2*^2)
小鑽石=(W-w)/2
4. 直交表實驗方法：藉由各要因在實驗中出現相同次數，以
平衡該要因的影響大小。此為目前可以同時解決上述兩大缺 點的方法。
周育政
3
實驗計劃法
目的：
藉由有計劃的進行實驗，以便達成未實驗前的假設。 由於不是採用“試誤法”，因此能提升研發效率。 利用特殊的分析方法，以求得除了平均值以外的數值。
A-Low A-High
周育政
16
交互作用之定義（二）
假使會有以下情形則稱為具有交互作用，亦 即2者相互依存。
A Low Low High High
B Low High Low High
Data-2 3 5 6 4
B-Low B-High
B-Low B-gh 6
周育政
15
交互作用之定義（一）
用以下2個變數A,B其分別可以設定為 Low,High。假使會有以下情形則稱為沒有交 互作用，亦即2者相互獨立。
[实验设计doe应用指南]使用实验设计（DOE）与田口方法（Taguchi method）的区别
![[实验设计doe应用指南]使用实验设计（DOE）与田口方法（Taguchi method）的区别](https://img.taocdn.com/s3/m/0d3c90ff846a561252d380eb6294dd88d0d23d60.png)
[实验设计doe应用指南]使用实验设计(DOE)与田口方法(Taguchi method)的区别篇一: 使用实验设计与田口方法的区别使用实验设计与田口方法的区别[ 14/11/2007 06:01:00 | By: 桥智]1长期来欧美企业采用DOE一向严谨于统计理论，因此对田口方法是陌生或看不起的，一直到6sigma管理引用大量日式TQM与丰田精益生产管理以后，一般DOE教科书最后一章才谈田口方法，号称DOE 圣经书的Design and Analysis ofExperiments一书一直到第六版才加入田口方法的内容，但也非常谨慎使用其章节名称-稳健参数设计与制程稳健研究，其字义可以充分表达田口方法的意义2 一般人认识DOE与田口方法会从Minitab开始，看起来Taguchi 是DOE四个项目之一个，但Taguchimethod在日本已经渐渐变成一种开发设计手法以达品质安定化设计之目的，因此田口方法已经从所谓事后品管而趋向于事前品管的手法，田口有一句口号译成英文给老外- To get Quality，Don‘t measureQuality，亦即与其测量品质以进行事后品质改善，不如进行好的品质设计不让品质问题发生，田口方法不断演变也因此造成一般人对田口方法的认知众说纷纭3 日本人的文字用语常令外国人头痛，譬如QC是指品质管理,TQC 是TQM，至于田口方法更有学问，请看田口方法发展史如下1950~1970年间致力品质提升而实施SPC，为了达成品质稳定，探讨品质问题原因而因此必须进行筛选设计，然而正统DOE的交络法或部份法当时是非常复杂，因此田口玄一发展出用直交表、点线图方便进行设计实验筛选出品质的关键要因，此阶段的实验方法当时被称为田口方法，时过境迁1980年代中期田口玄一出来呼吁澄清，除非采用有噪音因子的内外表与SN比才能称作田口方法，但是目前日本企业学习实验计画主流内容仍是以直交表与点线图为主1980年代以后日本品质登峰照极，田口致力于能够适用于设计阶段品质作入的实验计划法而发展出，采用有噪音因子的内外表与静态特性的SN比以及二阶段设计等技术，而称为田口品质工学，但外人还是称为田口方法1990年以后全球化贸易扩张，田口方法加入动态特性、基本机能等观念，在日本称为品质工程，其最新想法就是在商品企划后利用模拟方法实施田口方法，以求品质安定化设计，不过外人仍称为田口方法4 理论上DOE与田口方法都使用实验的手段，但目的是明显不同，因此当要使用田口方法用语时田口玄一要求如下参数设计使用适当的品质特性，并运用SN比或者Loss Function积极有效地使用杂音因子，控制与杂音因子分开为内外表设计使用直交表配置有再现性试验确认篇二: 实验设计及其应用● 培训背景DOE实验设计是一种最为重要的质量改善及工艺流程优化的工具，它可以：科学合理地安排实验，减少实验次数、缩短实验周期，提高经济效益；从众多影响因素中找出影响输出的主要因素；分析影响因素间交互作用影响的大小；分析实验误差的影响大小，提高实验精度；找出较优的参数组合，并通过对实验结果的分析、比较，找出达到最优化方案进一步实验的方向；对最佳方案的输出值进行预测。
《doe田口方法》课件
详细描述
对实验数据进行统计分析，包括数据的整理、描述性统计、推断性统计等，以得出实验结果和结论。
结果验证
总结词
验证实验结果的可靠性和有效性
详细描述
对实验结果进行可靠性和有效性 验证，包括重复实验、对比实验 等，以确保实验结果的可信度和 实用性。
04
CATALOGUE
DOE田口方法的实际应用案例
增强创新能力
DOE田口方法不仅是一种实验设计方法，更是一种创新思 维模式，可以帮助企业从多角度、多层次地思考问题，激 发创新灵感。
DOE田口方法的发展趋势和未来展望
融合其他设计方法
随着科技的不断发展，DOE田口方法将进一步融合其他先进的设计方法和工具，如人工智 能、大数据分析等，以实现更高效、精准的设计。
培训和知识传递
01
02
03
04
培训计划制定
制定详细的培训计划，确保 所有相关人员都能接受到必要
的培训。
知识传递方式
采用多种方式进行知识传递 ，如讲座、案例分析、实践操 作等，确保知识传递的有效性
。
培训效果评估
对培训效果进行评估，及时 发现和解决培训中存在的问题
，提高培训质量。
持续学习文化
培养持续学习的文化，鼓励 员工不断学习和提高自己的技
通过计算信噪比，可以了解产品输出 的稳定性和一致性，以及生产过程中 噪声对产品品质的影响。
容差设计
01
容差定义
容差是指产品特性的可接受范围，在田口方法中，容差设计是指根据产
品特性的要求，合理设定容差范围，以提高产品的稳定性和可靠性。
02
容差分析
对容差进行分析，了解容差对产品品质的影响程度，为优化容差范围提
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。
DOE设计——田口优化
DOE实验设计(田口方法)▲设计思想现代企业已经充分意识到了品质管理的重要性，不少成功企业已将品质管理（QC）很好的融入到了产品研发及生产的各个阶段。
众所周知，品质管理包括离线品管和线上品管两个部分。
离线品管活动发生在产品和制程的设计阶段。
DOE实验设计中的田口方法是一种统计方法，利用该方法可以简化或是删除许多统计设计工作。
英瑞奇特推出此课程，旨在向您讲述如何将各项实验方法运用于产品和制程设计中，以便更有效的降低杂音因素的敏感影响，减少过程中各项的变差，从而使产品及制程设计臻于完美。
一、田口方法的涵义随着市场竞争的日趋激烈，企业只有牢牢把握市场需求，用较短的时间开发出低成本、高质量的产品，才能在竞争中立于不败之地。
在众多的产品开发方法中，田口方法不失为提高产品质量，促进技术创新，增强企业竞争力的理想方法。
田口方法是日本田口玄一博士创立的，其核心内容被日本视为“国宝”。
日本和欧美等发达国家和地区，尽管拥有先进的设备和优质原材料，仍然严把质量关，应用田口方法创造出了许多世界知名品牌。
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。
其基本思想是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰，这些因素包括环境湿度、材料老化、制造误差、零件间的波动等等。
田口方法不仅提倡充分利用廉价的元件来设计和制造出高品质的产品，而且使用先进的试验技术来降低设计试验费用，这也正是田口方法对传统思想的革命性改变．为企业增加效益指出了一个新方向。
田口方法的目的在于，使所设计的产品质量稳定、波动性小，使生产过程对各种噪声不敏感。
在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。
田口方法认为，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人消费领域后给人们带来的影响作为衡量指标。
DOE-田口
信噪比 的平均值
20 19 1 23 22 21 20 19 1 2 继电器 2 1 2
动态响应: 信号参考 0
响应参考 0
25
英群企管
斜率 主效应图
数据平均值
1.0016 1.0014 1.0012 传感器 输出
斜率 的平均值
1.0010 1 1.0016 1.0014 1.0012 1.0010 1 2 继电器 2 1 2
动态响应: 信号参考 0
响应参考 0
26
英群企管
• 信噪比和标准差的响应表都表明，传感器 对响应的变异性影响最大，这一点也在线 性模型分析中得到印证。由于您正尝试减 小测量系统的变异性，因此需要使信噪 (S/N) 比最大化，并减小标准差。响应表和 主效应图表明，传感器的水平 1 以及继电 器和输出设备的水平 2 可以减少响应中的 变异性。这些水平会产生最高的信噪比和 最低的标准差。应运行一个验证试验，以 确保所确定的水平能产生所需的结果。
英群企管
田口设计
1
英群企管
田口概述
田口原一博士被认为是稳健性参数设 计的最先提出者，该设计是用于产品 或过程设计的工程方法，关注的是使 变异性和/或对噪声的敏感度最小化。
2
英群企管
田口概述
系统设计 参数设计 容差设计
3
英群企管
可控和噪声因子
• 可控因子:是可以受到控制的设计和过程参 数。 • 噪声因子：在正常生产过程或使用条件下 难以控制控制的因子（参数变化，原材料变化，环
对于信噪比，所有因子和交互作用项在 a 水平为 0.10 时都是显著 的。对于均值，核心材料 (p=0.045)、核心直径 (p=0.024) 以及材料 与直径的交互作用 (p=0.06) 的 p 值小于 0.10，因此它们都是显著的。
田口式实验设计(DOE)报告共19页文档
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
DOE实验设计过程优化的田口原一方法
DOE实验设计过程优化的田口原一方法田口原一方法（Taguchi Method）是一种用于优化实验设计过程的方法。
该方法由日本质量工程师田口原一所发明，旨在通过尽量减少实验次数和资源消耗来找到最佳的实验参数组合，从而实现产品和过程优化。
田口原一方法概述田口原一方法有三个关键概念：参数设计、系统设计和参数优化。
参数设计：该步骤确定对待测参数有影响的因素和水平。
因素是指那些对结果有潜在影响的变量，水平是指每个因素所采取的可能取值。
因素和水平的选择是根据先验知识、经验和实际情况来确定的。
系统设计：该步骤建立一个实验矩阵，其中包括了待测参数的所有组合。
实验矩阵是根据参数设计中的因素和水平来设计的，通过列举出所有可能的组合，以便找到最佳的组合。
参数优化：通过对系统设计中的实验结果进行统计分析，可以确定对结果有最大影响的因素和水平组合。
通过对这些因素进行优化，可以降低系统对参数变化的敏感性，提高产品和过程的稳定性。
田口原一方法优势田口原一方法有以下几个优势：1.较少的实验次数：由于系统设计包含了参数设计中所有的组合，可以通过较少的实验次数来获取足够的信息。
这样，可以节省大量的时间和资源。
2.易于分析：实验结果可以通过统计分析来确定最佳的参数组合。
通过这种分析，可以快速了解各个因素对结果的影响程度，并作出相应的调整和优化。
3.鲁棒性：田口原一方法可以通过找到最佳的参数组合来提高产品和过程的鲁棒性。
鲁棒性是指系统对参数变化的敏感性。
通过优化参数组合，可以降低系统对参数变化的敏感性，提高产品和过程的稳定性。
应用案例田口原一方法已经广泛应用于各个领域，例如制造业、服务业、医疗保健等。
例如，在汽车制造业中，田口原一方法可以用来优化汽车零件的设计和制造过程。
通过优化参数组合，可以降低零件的故障率，提高汽车的质量和可靠性。
在医疗保健领域，田口原一方法可以用来优化药物的配方和制备过程。
通过优化参数组合，可以提高药物的疗效和安全性，减少不良反应的发生率。
DOE田口式实验
7 2 2 1 1 2 2 1 1 细 43 现 1200 4 0
8 2 2 1 2 1 1 2 1 细 43 新 1300 0 5
每百件 尺寸缺 陷数
16 17 12 6 6 68 42 26
DOE
回应表(Response Table)
要素 不良总数 不良百分比 要素 不良总数 不良百分比
A1 51/400
尺度分类。常依主观而判定，如好、更好、最好。 – 动态特性：是一“系统”的机能品质特性，取决于该
系统的投入及其造成的结果(产出)。汽车自动排档就 是此种特性的好例子。当引擎速度改变(投入)，排档 也跟着变换、下移、上移或保留在原齿。
DOE
计量特性的种类
望目特性：此特性具有特定的目标值(愈近目标值愈好)， 例如尺寸、换档压力、间隙等。
DOE
参数设计
目的 选择最佳的条件(参数)设计产品，使设计出来的产品， 对杂音变量最不敏感。
策略 设计产品，刚开始从低成本的零件或原材料用起。 控制主要因素和杂音因素间的交互作用和非线性效果， 以达成“坚耐性”。 减少变异性，而不必除去变异的原因，因为去除原因， 通常都是昂贵的。
DOE
应用实验计划 选择最好的组合水准 保留对杂音最不敏感的参 数组合达成高品质而不需 增加成本 日本的强项／美国的弱项
使用技术
– 用变异数分析法，决定各种因素导致的总变异量。 –影响变异较大的因素，必须考虑较紧的规格和较高等级的
品质。
DOE
三、直交表
• 传统的实验计划方法是由英国的R.A.Fisher在本世纪初 发明出来的，该方法包含多种的统计设计技巧，需要 使用繁复的统计技巧，所以较少使用在工业界。
• 田口方法：由田口玄一博士所提出，它删除许多统计设 计的工作，以一种可以直接、经济的方式一次就可以 做许多因素的实验，所以工业界上较常用。
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DOE实验设计(田口方法)▲设计思想现代企业已经充分意识到了品质管理的重要性，不少成功企业已将品质管理（QC）很好的融入到了产品研发及生产的各个阶段。
众所周知，品质管理包括离线品管和线上品管两个部分。
离线品管活动发生在产品和制程的设计阶段。
DOE实验设计中的田口方法是一种统计方法，利用该方法可以简化或是删除许多统计设计工作。
英瑞奇特推出此课程，旨在向您讲述如何将各项实验方法运用于产品和制程设计中，以便更有效的降低杂音因素的敏感影响，减少过程中各项的变差，从而使产品及制程设计臻于完美。
一、田口方法的涵义随着市场竞争的日趋激烈，企业只有牢牢把握市场需求，用较短的时间开发出低成本、高质量的产品，才能在竞争中立于不败之地。
在众多的产品开发方法中，田口方法不失为提高产品质量，促进技术创新，增强企业竞争力的理想方法。
田口方法是日本田口玄一博士创立的，其核心内容被日本视为“国宝”。
日本和欧美等发达国家和地区，尽管拥有先进的设备和优质原材料，仍然严把质量关，应用田口方法创造出了许多世界知名品牌。
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。
其基本思想是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰，这些因素包括环境湿度、材料老化、制造误差、零件间的波动等等。
田口方法不仅提倡充分利用廉价的元件来设计和制造出高品质的产品，而且使用先进的试验技术来降低设计试验费用，这也正是田口方法对传统思想的革命性改变．为企业增加效益指出了一个新方向。
田口方法的目的在于，使所设计的产品质量稳定、波动性小，使生产过程对各种噪声不敏感。
在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。
田口方法认为，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人消费领域后给人们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。
二、田口方法的特点田口方法的特色主要体现在以下几个方面：(1)“源流”管理理论。
田口方法认为，开发设计阶段是保证产品质量的源流，是上游，制造和检验阶段是下游。
在质量管理中，“抓好上游管理，下游管理就很容易”，若设计质量水平上不去，生产制造中就很难造出高质量的产品。
(2)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。
参数设计是核心，传统的多数设计是先追求目标值，通过筛选元器件来减少波动，这样做的结果是，尽管都是一级品的器件，但整机由于参数搭配不佳而性能不稳定。
田口方法则先追求产品的稳定性，强调为了使产品对各种非控制因素不敏感可以使用低级品元件．通过分析质量特性与元部件之间的非线性关系(交互作用)．找出使稳定性达到最佳水平的组合。
产品的三次设计方法能从根本上解决内外干扰引起的质量波动问题，利用三次设计这一有效工具，设计出的产品质量好、价格便宜、性能稳定。
(3)质量与成本的平衡性。
引入质量损失函数这个工具使工程技术人员可以从技术和经济两个方面分析产品的设计、制造、使用、报废等过程，使产品在整个寿命周期内社会总损失最小。
在产品设计中，采用容差设计技术，使得质量和成本达到平衡，设计和生产出价廉物美的产品，提高产品的竞争力。
(4)新颖、实用的正交试验设计技术。
使用综合误差因素法、动态特性设计等先进技术，用误差因素模拟各种干扰(如噪声)，使得试验设计更具有工程特色，大大提高试验效率，增加试验设计的科学性，其试验设计出的最优结果在加工过程和顾客环境下都达到最优。
采用这种技术可大大节约试验费用。
三、田口方法的功效田口方法是一门实用性很强的技术，在生产实践中特别是产品开发设计中显示出强大的生命力,其魅力主要表现为：(1)提高产品科技含量，促进技术创新。
通过采用田口方法可改变企业一味引进先进设备的状况，增强二次创新能力，进而提高产品开发能力。
(2)可缩短产品开发周期，加速产品更新换代。
应用田口方法可在质量管理中提高生产率，收到事半功倍的效果。
(3)应用田口方法创名牌。
使用田口方法的三次设计技术设计出来的产品稳健性好，抵御外界干扰的能力强，波动小，质量可靠，易于创出知名产品，占领市场，打出自己的品牌。
(4)应用田口方法创效益。
田口方法用廉价的三等品零件组装一等品整机，真正做到了价廉物美，使企业的经济效益更上一个台阶。
现今在发达国家田口方法已运用得相当广泛，并且为它们创造了不斐的收益。
中国的一些企业也引进了这种先进方法并取得了良好的收效。
深圳建裕电子公司就是应用田口方法走产品开发和技术创新之路的成功范例。
建裕从日本、台湾等比较先进、发达的地区引进国内外先进的电路，进行吸收、提高和创新，在市场调查的基础上开发出性能更可靠、功能更齐全、价格更合理的电话机。
使用田口方法后，他们每两个月就推出一部新款的电话机，产品物美价廉，很受用户的青睐，市场份额不断扩大，知名度不断提高，多次被用户评为“消整者信得过产品”，在激烈竞争的电话市场中牢牢地站稳脚跟。
通过上图可以看出17 的单值控制图检验结果(检验 1。
1 个点，距离中心线超过 3.00 个标准差),需要检讨原因，修正数据。
2.2经上图可以看出修正后数据已经有代表性，可以进入下一步：趋中性检查(正态检验）2.2.1先把数据Y值堆叠，然后选择残差图检验统计模式是否合适？（堆叠MINITAB路径：数据-堆叠-列）y x 存储残差1 存储拟合17 15 -2.8 9.87 15 -2.8 9.815 15 5.2 9.811 15 1.2 9.89 15 -0.8 9.812 16 -3.4 15.417 16 1.6 15.412 16 -3.4 15.418 16 2.6 15.418 16 2.6 15.414 17 -3.6 17.618 17 0.4 17.618 17 0.4 17.619 17 1.4 17.619 17 1.4 17.619 18 -2.6 21.625 18 3.4 21.622 18 0.4 21.619 18 -2.6 21.623 18 1.4 21.67 19 -3.8 10.810 19 -0.8 10.811 19 0.2 10.815 19 4.2 10.811 19 0.2 10.8方差分析MINITAB路径：统计-方差分析-单因子2.2.2从上图正态概率图可以看出，数据分布在正态轴附近（粗铅笔检验法），判定有代表性和趋中(正态分布）。
2.2.3同时可以看P值来判定是否趋中，从以下信息可知P值<0.05代表显著，拒绝HO:电流设定对焊接强度没有影响，所以Ha反假设成立，可以判定数据有代表性和趋中。
单因子方差分析: y 与 x来源自由度 SS MS F Px 4 475.76 118.94 14.76 0.000（P值<0.05代表显著，拒绝HO:电流设定对焊接强度没有影响）误差 20 161.20 8.06合计 24 636.96S = 2.839 R-Sq = 74.69% R-Sq（调整） = 69.63%SS代表SUM Square Total=SSerror+SSsquareMS代表平均离散程度=方差=SS/自由度F代表信噪比=S/N=MSfactor/MSerror,F值越小，代表越显著（控制噪音的前提下））平均值（基于合并标准差）的单组 95% 置信区间水平 N 平均值标准差 ------+---------+---------+---------+---15 5 9.800 3.347 (-----*----)16 5 15.400 3.130 (----*----)17 5 17.600 2.074 (----*----)18 5 21.600 2.608(----*----)19 5 10.800 2.864 (-----*----)------+---------+---------+---------+---10.015.0 20.0 25.0合并标准差 = 2.839上图分析：专业假设，15A会不会省电，17-19A会不会更好，电流越大是不是焊接强度越高，而从上图可以看出答案是否定的。
3.影响强度检查，可以从上图可以看出（R-Sq代表R平方，是显著影响强度，一般参考值为>70%,为强度高，R平方=SSfactor/SStotal=74.69%，说明影响强度是显著的。
4.最佳值：望目/大/小具体可以参考以下水平间的配对比较：Fisher 95% 两水平差值置信区间x 水平间的所有配对比较同时置信水平 = 73.57%x = 15 减自:x 下限中心上限 --------+---------+---------+---------+-16 1.855 5.600 9.345(----*----)17 4.055 7.800 11.545(----*---)18 8.055 11.800 15.545(----*---)19 -2.745 1.000 4.745 (---*----)--------+---------+---------+---------+--8.00.0 8.0 16.0x = 16 减自:x 下限中心上限 --------+---------+---------+---------+-17 -1.545 2.200 5.945 (----*---)18 2.455 6.200 9.945(----*---)19 -8.345 -4.600 -0.855 (---*----)--------+---------+---------+---------+--8.00.0 8.0 16.0x = 17 减自:x 下限中心上限 --------+---------+---------+---------+-18 0.255 4.000 7.745(----*----)19 -10.545 -6.800 -3.055 (----*---)--------+---------+---------+---------+--8 .0 0.0 8.0 16.0x = 18 减自:x 下限中心上限 --------+---------+---------+---------+-19 -14.545 -10.800 -7.055 (----*---)--------+---------+---------+---------+--8.0 0.0 8.0 16.0从上图中可以看出16-18A是最佳设定值。