田口法计算流程
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
田口实验简介
田口法设计原理1.1田口法简介田口法是工程领域中一种求最佳产品品质的实验方法，是由田口玄一博士所创立，它的核心思想是以最少的实验次数确定最佳的参数组合,快速筛选出最优设计方案。
其设计策略是尽可能减少由于状态改变而引起的品质变化，此方法已在众多工程领域中大量应用。
它的设计观念在于：①认为品质是产品的固有特性，并且是由决定产品或系统品质好坏的因素(控制因素)的水准取值决定，因此可以通过对控制因素水准的设计来对产品或系统的品质进行设计。
②产品的品质需要从“与目标的差别”、“抵抗噪声的影响的能力”以及经济性三方面来综合衡量。
图 2.1 田口法设计流程Fig. 2.1 Flow chart of Taguchi design method它创新地将产品中“恰与规格相符者”视为“最佳的性能”，从工程的角度出发，将社会损失成本作为衡量产品品质的依据，首先通过实验求取特定的品质特性指标和鲁棒性指标来求得各控制因素对产品“与目标的差别”以及“抵抗噪声的影响的能力”两个方面特性的影响效应，然后根据效应指标，在设计过程中结合成本对产品进行设计，最大限度减少产品在不同噪声环境下品质的变异，从而把质量构建到产品当中，最终生产出低成本且性能稳定可靠的物美价廉的产品。
1.2 田口法设计流程在设计时，田口法首先根据设计问题的实际将设计所涉及到的各类因素分类，并确定它们可能的水准取值，然后根据这些因素和水准的情况通过正交表工具进行实验安排并进行实验，根据实验得出各指标并将各控制因素筛选分类进而为设计提供依据，最后采用两阶段最佳化程序对产品或者系统进行设计，提炼出最经济有效的方案。
田口法具体设计流程如图 2.1 所示。
2 田口法设计相关概念2.1 因素及水准在田口法中，因素表示的是一件事物中的几个要素，水准则是因素的取值。
类似自动控制理论的原理，在田口法中对于一个产品或系统所涉及到的因素可用如图产品/系统影响因素示意图来表示：图 2.2 产品/系统影响因素示意图Fig. 2.2 Product/system influence factors sketch map如上图所示，因素可以分为信号因素(M)、控制因素(Z)，以及噪声因素(X)：①信号因素是由产品或系统使用人或操作人设定的参数，用以表示对产品所期望的质量参数。
田口参数实验设计
教学案例一：田口参数实验设计1 田口方法源起实验设计是以概率论与数理统计为理论基础，经济地、科学地制定实验方案以便对实验数据进行有效的统计分析的数学理论和方法。
其基本思想是英国统计学家R. A. Fisher在进行农田实验时提出的。
他在实验中发现，环境条件难于严格控制，随机误差不可忽视，故提出对实验方案必须作合理的安排，使实验数据有合适的数学模型，以减少随机误差的影响，从而提高实验结果的精度和可靠度，这就是实验设计的基本思想。
在三十、四十年代，英、美、苏等国对实验设计法进行了进一步研究，并将其逐步推广到工业生产领域中，在冶金、建筑、纺织、机械、医药等行业都有所应用。
二战期间，英美等国在工业试验中采用实验设计法取得了显著效果。
战后，日本将其作为管理技术之一从英美引进，对其经济复苏起了促进作用。
今天，实验设计已成为日本企业界人士、工程技术人员、研究人员和管理人员必备的一种通用技术。
实验计划法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。
五十年代，田口玄一博士借鉴实验设计法提出了信噪比实验设计，并逐步发展为以质量损失函数、三次设计为基本思想的田口方法。
田口博士最早出书介绍他的理论时用的就是“实验计划法─DOE”，所以一般人惯以实验计划法或DOE来称之。
但随着在日本产业界应用的普及，案例与经验的累积，田口博士的理论和工具日渐完备，整个田口的这套方法在日本产业专家学者的努力之下，早已脱离其原始风貌，展现出更新更好的体系化内容。
日本以质量工程（Quality Enginerring）称之。
但是，严格来讲，田口方法和DOE是不同的东西。
田口方法重视各产业的技术，着重快速找到在最低成本时的最佳质量。
DOE则重视统计技术，着重符合数学的严谨性。
虽然学术界普遍认为田口方法缺少统计的严格性，但该方法还是以其简单实用性广为工业界所应用和推广。
先进国家对田口方法越来越重视，并且也已经取得了很好的效果。
QFD、TRIZ、田口方法与汽车产品设计开发
QFD、TRIZ、田口方法与汽车产品设计开发20世纪80年代以后，许多跨国公司逐步认识到产品设计质量创新在产品全生命周期中的重要地位，把许多新技术，新理论和新方法，如：质量功能展开(quality function deployment)，解决创造问题的理论(theory of inventive problem Solving)和田口方法(Taguchi method)，相继应用于产品的研发／设计阶段，合理有效地利用它们实现产品设计质量的管理，从而使企业不断开发和生产出满足顾客呼声，价格低、质量好和有创新的产品。
美国供应商协会(ASI)已经把这三种方法的结合称之为六西格玛设计(Design for Six Sigma，DFSS)，并介绍给世界500强企业，使他们在应用中开阔了视野，并把三种方法用于产品设计创新中，取得了丰硕的成果，亦成为他们赢得竞争优势的核心技术之一。
美国供应商协会(ASI)行政副主席苏比乔杜里先生曾提出，企业仅通过采用DMAIC来实现六西格玛，所能取得的成果是有限的。
如果一个组织希望自己的效率能更上一层楼，它就必须在产品设计开发阶段采取六西格玛设计方法。
在六西格玛设计中，如何将顾客呼声转化为可客观衡量的工程指标是一个稳健(Robustness)设计所必须具备的重要特征。
在目前的设计理论中，质量功能展开可以解决做什么(to do what)的问题，发明问题解决理论(TRIZ)可以解决怎么做(How to do)的问题，田口方法可以解决怎么做到最优(Optimal result)的问题。
如果将三者有机结合，将成为六西格玛设计强有力的支持工具。
一、背景介绍(一)六西格玛设计(DFSS)六西格玛设计就是按照合理的流程，运用科学的方法准确地理解和把握顾客呼声，对新产品／新技术／新流程进行稳健设计，使产品／技术／流程在低成本的情况下，对造成变化的因素(制造环境或用户环境)的敏感度最小化，从而实现六西格玛质量水平。
田口方法资料
• 主图分析：通过主图分析实验结果的波动情况
• 田口图包括主图和副图
• 副图分析：通过副图分析各因素对质量损失的影响
• 因素优化：根据田口图的结果优化因素水平，降低质量
损失
持续改进与迭代优化
田口方法强调持续改进与迭代优化
持续改进与迭代优化的方法
• 通过质量设计和质量控制实现持续改进
• PDCA循环：通过PDCA循环实现持续改进
田口方法强调实验数据的分析与处理
• 通过田口图等工具分析实验结果
• 确定最佳参数组合和设计方案
实验数据的分析方法
• 田口图：通过田口图分析实验结果，找出最佳参数组合
• 方差分析：通过方差分析检验实验结果的显著性
• 回归分析：通过回归分析建立响应面模型，优化设计方案
04
田口方法的质量控制与改进
质量损失函数(Quality Loss Function)
响应面法是通过实验数据建立响应面模型
• 通过模型优化寻找最佳设计方案
响应面法的优点
• 提高实验效率：响应面法可以在有限的实验次数内找到最佳方案
• 描述复杂关系：响应面法可以描述多因素之间的复杂关系
• 便于优化设计：响应面法可以方便地优化设计方案，实现质量目标
实验数据的分析与处理
跨领域融合与拓展应用
田口方法将与其他领域进行融合与拓展应用
• 与供应链管理相结合，实现供应链质量的控制与优化
• 与环保工程相结合，实现绿色制造与环保设计
跨领域融合与拓展应用的前景
• 供应链质量优化：通过田口方法实现供应链环节的质量控制与优化
• 绿色制造与环保设计：通过田口方法实现环保产品的设计与制造
• 质量设计：通过实验设计寻找最佳设计方案，实现质量目标
田口方法简介
田口方法简介引言田口方法，又称作田口设计，是一种应用于实验设计和质量管理中的统计技术。
它是由日本统计学家田口玄一郎（Genichi Taguchi）于20世纪50年代初提出的。
田口方法通过减少质量波动性，提高产品和服务的质量，从而降低成本并增加客户满意度。
本文将介绍田口方法的由来、基本原理以及应用领域。
田口方法的由来田口方法的提出源于田口玄一郎对质量管理的思考和实践。
田口玄一郎为了解决当时日本制造业中存在的质量问题和高成本，开始寻求一种新的方法来改善产品和服务的质量。
他意识到，传统的质量管理方法仅关注产品在特定条件下的质量，无法应对生产过程中存在的随机变动因素。
于是，他提出了田口方法，通过优化产品和服务的设计以及控制生产过程，来减少质量波动性，提高整体质量水平。
田口方法的基本原理田口方法的核心原理是通过三个步骤：参数设计、参数优化和参数控制，来实现质量的持续改进。
参数设计参数设计是田口方法的第一个步骤，其目标是确定影响产品或服务质量的关键参数。
在传统的实验设计中，只关注少数几个重要参数，而忽略了其他可能影响质量的参数。
田口方法则采用了正交表的方法，通过设计一组相对独立和均匀分布的试验条件，覆盖了尽可能多的参数组合情况，从而更全面地了解参数对质量的影响。
参数优化参数优化是田口方法的第二个步骤，其目标是找到最佳的参数组合，以最大化产品或服务的质量。
田口方法使用信号-噪声比（S/N比）作为质量评估指标，通过优化S/N比来确定最佳参数组合。
在田口方法中，S/N比根据具体的质量特征可以选择不同的计算方法，如最小化方差、最大化平均值等。
参数控制参数控制是田口方法的第三个步骤，其目标是通过控制生产过程中的关键参数，实现质量的稳定控制。
田口方法常用的控制方法包括平均值控制、离散程度控制和参数偏移控制。
通过监控和调整关键参数，可以减少生产过程中的波动性，实现质量的稳定控制。
田口方法的应用领域田口方法广泛应用于各个领域的质量管理和实验设计中，包括制造业、服务业以及科研领域的实验设计等。
田口方法_
水平2 1% 细 53% 新组合 1200公斤 4%
G：长石含量
0%
5%
不是去改变环境（重新设计和建造新窑），而是改变产 品生产的某些参数，这些参数的改变可使产品更具抗干 扰的能力，从而减少环境温度差异对产品质量的影响。
信号因素 由产品或系统使用人或操作人设定的参数， 用以表示对产品所期望的质量参数。 控制因素 指的是工程设计师可通过自由设定来对产 品或者是系统的品质进行设计的参数。 噪声因素 指那些设计工程师所不能控制、极难控制 或者是控制成本极高的因素。
从工程角度来看田口方法就是在产品设计或设计过程中， 在不增加成本（甚至降低成本）的前提下，突破设计瓶颈 或改善生产制造流程，提高产品品质的一种试验方法。 核心思想：以最少的实验次数确定最佳的参数组合,快速筛 选出最优设计方案。（品质工程原理）
2田口方法工具
（正交表）
（信噪比）
品质：产品出厂后给予社会的最小损失
对于多因素试验，正交试验设计是简单常 用的一种试验设计方法，其设计基本程序 包括试验方案设计及试验结果分析两部分。
2.3.1试验方案设计
试 验 目 的 与 要 求
试 验 指 标
选 因 素 ， 定 水 平
选 择 正 交 表
表 头 设 计
试 验 方 案
2.3.2试验方案设计实例
实例1.为提高山楂原料的利用率，研究酶法液化工艺制造山 楂原汁，拟通过正交试验来寻找酶法液化的最佳工艺条件。
主要成分，分别添加不同增效剂、被膜剂和不同的浸泡时间，进行4因素4 水平正交试验。试设计试验方案。 ① 明确目的，确定指标。本例的目的是通过试验，寻找一个最佳的鸭肉天然
复合保鲜剂。
② 选因素、定水平。根据专业知识和以前研究结果，选择4个因素，每个因素
田口方法介绍
田口方法介绍田口方法是一种基于质量管理的统计试验设计方法，由日本质量管理专家田口玄一于20世纪60年代提出。
它被广泛应用于产品设计与改进、工艺优化以及问题解决等领域。
田口方法通过精确的试验设计和统计分析，帮助企业找到影响产品质量和性能的关键因素，从而实现问题的解决和质量的提升。
田口方法的核心是正交试验设计。
正交试验设计是指在确定试验因素的基础上，按照统计原理设计试验方案，通过构建一组能充分反映因素间相互影响的试验条件，以最少的试验次数获取最多的信息。
田口方法使用正交设计的目的是排除多余的试验次数，提高试验效率。
田口方法将试验因素分为控制因素和干扰因素。
控制因素是指被试验者可以改变和控制的因素，干扰因素是指不能改变但可能对试验结果产生影响的因素。
在田口方法中，通过将干扰因素随机化，采用正交试验设计来排除干扰因素，从而提高试验的可靠性和有效性。
田口方法的步骤包括确定试验目标、选择试验因素、选择试验水平、设计正交表、进行试验和数据分析。
首先，确定试验目标是解决的问题和改进的目标。
然后，选择试验因素，即影响产品质量和性能的关键因素。
接着，选择试验水平，确定每个试验因素的不同水平，以考察其对试验目标的影响。
然后，设计正交表，根据试验因素和试验水平的组合设计正交表格，确保试验的均衡和完整。
进行试验时，按照正交表依次进行试验，记录试验结果数据。
最后，根据试验数据进行统计分析，确定影响试验目标的关键因素和最佳水平组合。
田口方法的优点是试验效率高、试验成本低、结果可靠、数据分析简单。
通过田口方法，企业可以通过有限的试验次数，获得最多的信息，较快地解决问题和提升质量。
同时，田口方法能够帮助企业实现创新，从而提高竞争力。
此外，田口方法还可以应用于产品设计的初期阶段，通过优化设计参数，达到产品性能的最佳状态。
田口方法的应用范围广泛。
在产品开发中，田口方法可以用来优化设计参数，改进产品性能。
在生产过程中，田口方法可以用来优化工艺条件，提高生产效率和产品质量。
田口方法讲义
品质管理系列教程主讲：李联伟©18.7space田口方法实战技术©18.7space 课程内容◆实验设计概述；◆田口方法中的名词概念；◆直交表；◆品质损失函数；◆田口方法的应用。
实验设计概述©18.7space□为什么需要实验设计同样在生产同规格的产品，为什么有些厂商的良品率就是比较高。
同样是在生产同类型的产品，为什么有些人的产品品质以及寿命就是比较好，而成本又比较低呢？相同原料相同制程为什么良品率不一样？相同产品相同功能更便宜的原料为什么可以做出低成本高质量的产品？实验设计概述©18.7space□什么是实验设计一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法；实验设计主要对实验进行合理安排，以较小的实验规模（实验次数）、较短的实验周期和较低的实验成本，获得理想的实验结果和正确的结论□实验设计进行的时机◎要为产品选择最合理的配方时（原料及其含量）；◎要对生产过程选择最合理的工艺参数时；◎要寻找最佳的生产条件时；◎要研制开发新产品时；◎要提高老产品的产量和质量时；◎……实验设计概述□实验设计的意义实验设计的目的是用最少的实验次数实现下述期望：◎提高产量；◎改进质量；◎降低成本；◎缩短研究开发的时间；◎建立指标与因子的关系；◎选择合理的工艺参数或配方；◎…….©18.7space实验设计概述□实验设计的发展历程▲20世纪20年代由英国学者费舍尔（R.A.Fisher）率先提出；最初在农田实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；▲二战后实验设计法在工业中得到推广和应用；▲日本学者田口玄一首先将实验设计成功得应用于新产品的开发。
对于一些复杂的制程和产品，利用实验设计法合理的选择适当的参数，可以大大改善产品功能目标值的稳定性，即所谓稳健性设计；▲20世纪70年代初期，我国著名数学家华罗庚带头在我国推广实验设计法。
©18.7space实验设计概述□实验设计中的几个概念◎品质特性实验中的应变量，是反映实验结果好坏的标准，是实验结果比较的依据。
正交实验(田口)与Minitab应用
2013-7-25
1
2013-7-25
2
例1背景：您是高尔夫球制造商，现在正在进行一项旨在使球的飞行 距离最大化的新设计。您确定了四个控制因子，每个因子有两个水平： ●核心材料（液体与钨） ●核心直径（118 与 156） ●波纹数（392 与 422） ●表层厚度（0.03 与0.06） 您还想检验核心材料与核心直径之间的交互作用 。 响应为球的飞行距离（以英尺计）。 噪声因子为两种类型的高尔夫球棍：长打棒和 5 号铁头球棒。测量每种球棍打出 球的距离，在工作表中形成两个噪声因子列。 由于目标是使飞行距离最大化，因此选择望大信噪比 。
静态田口设计示例-06
2013-7-25 8
步骤5:分析静态田口设计（续）
（图形窗口的输出1）
结果解释： 在此示例中，秩表明核心直径对信噪比和均值的影响最大。 对于信噪比，表层厚度的影响次之，然后是核心材料和波 纹。对于均值，核心材料的影响次之，然后是波纹和表层 厚度
对于此示例，由于目标是增加球的飞行距离，因此您需要的 是能产生最高均值的因子水平。在田口试验中，始终都需要 使信噪比最大化。响应表中的水平平均值表明，当核心材料 为液体、核心直径为 118、有 392 个波纹以及表层厚度为 0.06 时，信噪比和均值达到最大。检查主效应图和交互作 用图可以确证这些结果。交互作用图表明，球核使用液体时， 飞行距离在核心直径为 118 时达到最大。
静态田口设计示例-09
2013-7-25 11
步骤6:预测田口结果（续）
（步骤流程图）
最后点击‘确定’， 生成预测结果
静态田口设计示例-10
2013-7-25 12
步骤6:预测田口结果（续）
（会话窗口的输出）
解释结果
正交实验(田口)与Minitab应用
假设要预测高尔夫球试验的结果。确定了认为会影响高尔夫球飞行距离的四个可控因子：核心材料、核心 直径、波纹数和表层厚度。由于要使信噪比和均值最大化，因此选择了以下因子设置：液体核心、核心直 径 118、392 个波纹以及表层厚度0 .06。具体 操作步骤如下： 1 打开工作表“高尔夫球 .MTW”。已保存了设计和响应信息。 2 选择统计 > DOE > 田口 > 预测田口结果。 3 取消选中标准差和标准差的自然对数。 4 单击项。确保项 A、B、C、D 和 AB 都位于所选项框中。单击确定。 4 单击水平。 5 在指定新因子水平的方法下，选择从列表中选择水平。 6 在水平下，单击第一行并根据下表选择因子水平。然后，使用沿该列下移并选择其余的因子水平. 7 在每个对话框中单击确定。
静态田口设计示例-06
2013-7-25 8
步骤5:分析静态田口设计（续）
（图形窗口的输出1）
结果解释： 在此示例中，秩表明核心直径对信噪比和均值的影响最大。 对于信噪比，表层厚度的影响次之，然后是核心材料和波 纹。对于均值，核心材料的影响次之，然后是波纹和表层 厚度
对于此示例，由于目标是增加球的飞行距离，因此您需要的 是能产生最高均值的因子水平。在田口试验中，始终都需要 使信噪比最大化。响应表中的水平平均值表明，当核心材料 为液体、核心直径为 118、有 392 个波纹以及表层厚度为 0.06 时，信噪比和均值达到最大。检查主效应图和交互作 用图可以确证这些结果。交互作用图表明，球核使用液体时， 飞行距离在核心直径为 118 时达到最大。
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例1背景：您是高尔夫球制造商，现在正在进行一项旨在使球的飞行 距离最大化的新设计。您确定了四个控制因子，每个因子有两个水平： ●核心材料（液体与钨） ●核心直径（118 与 156） ●波纹数（392 与 422） ●表层厚度（0.03 与0.06） 您还想检验核心材料与核心直径之间的交互作用 。 响应为球的飞行距离（以英尺计）。 噪声因子为两种类型的高尔夫球棍：长打棒和 5 号铁头球棒。测量每种球棍打出 球的距离，在工作表中形成两个噪声因子列。 由于目标是使飞行距离最大化，因此选择望大信噪比 。
8D流程及指导书
解决问题的8个步骤(8D Process)当碰到一个问题时，往往事发突然而不知所措，例如客诉、生产品质突然出现异常等等。
针对这样的事情，一些有经验的人研究了一套逻辑方法，把处理问题的步骤归纳成8个原则(8 Discipline)，使工程人员能清楚的知道一步步该作什么。
经过这样的步骤，问题的处理及解决通常较圆满，使用8D解决问题的工程人员亦会渐渐感觉工程实力不断增长，因此8D方法很快就在工业界中广泛流传，例如COMPAQ己把8D作为解决问题的标准程序。
以下就针对8D的每一步骤作一说明：8D的前置步骤: 当问题发生时，先保持冷静，并且尽你所能紧急补救，使损失降到最低。
例如先将客户手中可能有问题的零件换回，以防止其断线等事态之扩大，同时把事件发生的经过细节尽可能收集齐全。
D1第一步骤: 建立解决问题小组若问题无法独立解决，通知你认为有关的人员组成团队。
团队的成员必需有能力执行，例如调整机器或懂得改变制程条件，或能指挥作筛选等。
D2第二步骤: 描述问题向团队说明何时、何地、发生了什么事、严重程度、目前状态、如何紧急处理、以及展示照片和收集到的证物。
想象你是FBI的办案人员，将证物、细节描述越清楚，团队解决问题将越快。
D3第三步骤: 执行暂时对策若真正原因还未找到，暂时用什么方法可以最快地防止问题？如全检、筛选、将自动改为手动、库存清查等。
暂时对策决定后，即立刻交由团队成员带回执行。
D4第四步骤: 找出问题真正原因找问题真正原因时，最好不要盲目地动手改变目前的生产状态，先动动脑。
您第一件事是要先观察、分析、比较。
列出您所知道的所有生产条件(即鱼骨图)，逐一观察，看看是否有些条件走样，还是最近有些什么异动?换了夹具吗?换了作业员?换了供应商?换了运输商?修过电源供应器?流程改过? 或比较良品与不良品的检查结果，看看那个数据有很大的差异，尺寸? 重量? 电压值? CPK? 耐电压? 等等不良的发生，总是有原因，资料分析常常可以看出蛛丝马迹。
补充资料-田口方法(第一部分)
Unit-1: 田口质量工程简介
田口质量工程学：
质量工程主要讨论的范畴为线外品管活动，即如何降低杂音因子对产品质量特性 的干扰影响。•田口进一步将线外质量管制分成系统设计、参数设计与允差设计 等三个阶段。
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Unit-1: 田口质量工程简介
田口质量工程学：
系统设计（system design）：又称为概念设计（concept design）主要是 检视各种可能达成「想要的机能」的系统或技术，然后选择一个最适当的。 例如：选定系统所需之材料、零件，或选择一个合适的电路图或适当的 制造程序是这类活动的例子。 参数设计（parameter design）：决定系统设计参数的水平。在这阶段中， 主要是要最佳化「系统设计」，利用实验以确定控制因子水平的组合，使系 统对杂音因子的敏感度为最低，而提升系统的稳健性。 允差设计（tolerance design）：利用成本与质量的平衡方法来考虑允差设 计。 允差设计阶段主要是要调整公差范围以最佳化设计参数。当产品的质量 未能满足顾客要求，我们需增加制造成本以降低产品的变异，减少质量 损失。 例如我们可以依照零件或材料的成本效益顺序，选择一些因子来调整公 差，以降低变异提高质量。
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Unit-1: 田口质量工程简介
田口质量工程学：
参数设计是一套希望找出一组控制因子的处理组合，使得制程或产品对于外界的环境的敏感度为最低，即 此产品的稳定性最高、变异最小、损失最小（成本最小）。 在实际的产品中，为了要能保持平均值靠近目标值，首先必须降低绩效的变异。一旦影响变异的最佳控制 因子决定之后，我们就可以集中精神于调整平均值至目标值上，以满足顾客对产品的期望，这个过程称为 两阶段最佳化过程。
总结田口方法
总结田口方法1. 什么是田口方法？田口方法（Taguchi Method）是由日本质量工程师田口玄一于20世纪50年代提出的一种质量管理方法。
田口方法是一种基于实验设计的方法，旨在通过控制不确定因素来优化产品或工艺的性能。
2. 田口方法的原理田口方法的核心原理是通过设计实验来确定产品或工艺参数对输出质量的影响程度，并找到最优参数组合以达到最佳性能。
该方法关注于减少变动范围、提高稳健性和优化性能。
田口方法包括三个关键概念：2.1 因素（Factors）在田口方法中，因素是指影响产品或工艺性能的变量或参数。
每个因素可能有多个水平，例如温度、压力、材料等。
2.2 水平（Levels）水平是指每个因素的具体取值。
在田口方法中，选择合适的水平是非常重要的，因为不同水平之间的差异可以帮助我们理解和控制因素对输出的影响。
2.3 输入输出关系田口方法通过研究输入因素（也称设计变量）和输出响应之间的关系来优化产品或工艺。
我们可以使用多种统计方法来分析这种关系，例如方差分析和回归分析。
3. 田口方法的步骤田口方法通常涉及以下几个步骤：3.1 确定目标在开始应用田口方法之前，我们首先需要明确我们的目标是什么。
例如，我们可能希望优化产品的性能指标，如耐用性、强度等。
明确定义目标有助于我们确定适当的因素和水平。
3.2 设计因素和水平根据目标，我们选择相关的因素和水平。
选择合适的因素和水平是非常重要的，因为它们将直接影响实验的结果。
3.3 设计实验在田口方法中，我们使用正交表设计实验。
正交表可以帮助我们最小化实验次数，同时保证观察到各个因素和水平的相互作用效应。
设计实验时，我们需要确定实验次数和每次实验的条件。
3.4 进行实验在实验中，我们根据设计表中的条件进行实验，并记录每次实验的结果。
这些结果将用于后续的数据分析。
3.5 数据分析和优化通过对实验数据的分析，我们可以确定各个因素和水平对输出质量的影响程度。
使用统计方法，如方差分析和回归分析，可以帮助我们量化这些影响，并找到最佳的参数组合以达到优化的目标。
田口方法是一种的方法
田口方法是一种的方法田口方法是一种统计实验设计方法，用于确定多个因素对产品质量的影响，以寻找合适的因素水平组合，以达到产品最佳的质量要求。
这个方法由日本统计学家田口玄一于20世纪60年代提出，被广泛应用于工程领域和产品开发过程中。
田口方法的核心思想是通过有限的实验次数，系统地研究多个因素的影响，确定各个因素的最佳水平组合。
田口方法主要包括三个步骤：确定实验因素及其水平、确定实验方案、分析实验结果。
下面将详细介绍这三个步骤。
首先，确定实验因素及其水平。
在使用田口方法进行实验设计时，我们需要确定需要研究的因素及其不同的水平。
对于一个产品或者一个工艺流程来说，可能会存在多个因素，例如温度、压力、时间等。
每个因素需要确定几个不同的水平，例如温度可以选择高、中、低三个水平。
这样就形成了一个多因素多水平的实验设计。
其次，确定实验方案。
在田口方法中，我们使用正交表设计实验。
正交表是一个用于实验设计的特殊表格，能够避免因素之间的相互影响，从而减少实验次数。
通过正交表，我们可以确定每个因素在每个水平上的实验条件。
在进行实验之前，我们需要根据实际情况选择正交表，并将因素与水平填入表中。
最后，分析实验结果。
在实验完成后，我们需要对实验结果进行统计分析，以找出最佳的因素水平组合。
通常使用统计软件进行分析，例如使用方差分析（ANOVA）来确定每个因素的显著性水平，从而选择对产品质量影响最大的因素。
通过进一步的统计技术，可以确定每个因素在不同水平下的最佳组合。
田口方法的优点是可以通过有限次数的实验，快速确定最佳的因素水平组合，从而提高产品质量。
它能够在考虑多个因素相互影响的情况下进行实验设计，并通过统计分析找出最佳方案。
通过这种方法，可以减少实验次数和资源的浪费。
田口方法被广泛应用于各个行业，包括制造业、化工业、医药业等。
在产品开发过程中，田口方法可以帮助研发人员快速定位问题，找出最佳方案。
在流程改进中，田口方法可以帮助优化工艺参数，提高生产效率和产品质量。
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中存在的问题存在着种种不足，于是最后发展出一套自己的设计实验集成法。
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。
什么是田口方法
什么是田口方法田口方法是指由日本质量专家田口玄一博士创建的试验设计方法。
由于田口对质量的理解是：产品上市后给予社会带来的损失（由功能本身所产生的损失除外），即：质量等于功能波动的损失加上使用成本加上项目的损失。
成本等于材料费加上加工费加上管理费加上项目的损失。
总损失等于质量加上成本。
因此，田口认为，由于质量定义为产品上市后所产生的三部分损失之和，要使总损失最小，就要求质量和成本的总损失最小，换言之：就是提高质量（减少质量损失），降低成本。
产品质量的好坏很大程度上是由设计决定的，因此在新产品的开发设计阶段就要十分重视，当然设计的好产品要成为真正高质量的产品，在生产过程中还必须有好的工艺参数，因此经常需要进行试验设计。
田口方法就是依据统计学原理、方法所开发出来的一种试验方法，可协助从事产品和过程设计开发的工程技术人员以最少的试验次数，快速寻找最佳的过程参数组合条件，从而大量减少试验次数，降低试验成本，提高效率。
作者：唐晓芬一、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。
由日本田口玄一(Genichi Taguchi)所提之品质工程的理念和方法，是将品质改善之重点由制程阶段向前提升到设计阶段，一般称其为离线之品质管制方法(off-line quality control)。
在哲理方面，田口提出品质损失(quality loss)之观念来衡量产品品质，一些不可控制之杂音(noise)(例如环境因素)造成特性偏离目标值，并因而造成损失。
田口方法的重点在於降低这些杂音对产品品质的影响性，根据稳健性(robustness)之观念，决定可控制因子的最佳设定，建立产品?制程之设计，以使产品品质不受到杂音因素之影响。
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”。
应用田口方法进行六西格玛设计：注意要点及实施流程
应用田口方法进行六西格玛设计：注意要点及实施流程在六西格玛设计中应用田口方法，可以按照以下步骤进行：1.明确问题：首先需要明确所要解决的问题，包括产品或流程中存在的问题，以及想要达到的目标。
2.制定计划：根据问题的具体情况，制定详细的改进计划，包括需要收集的数据、实验设计、改进方案等。
3.收集数据：按照计划收集相关数据，包括产品的性能参数、流程的运行数据等。
4.数据分析：对收集到的数据进行分析，找出产品或流程中的关键因素和潜在问题。
5.实验设计：根据数据分析结果，设计实验方案，确定实验因子和水平，以及需要观测的指标。
6.实施实验：按照实验设计方案进行实验，记录实验结果和数据。
7.数据分析：对实验结果进行分析，包括计算实验误差、评估因子水平的影响、计算因子之间的交互作用等。
8.优化方案：根据数据分析结果，制定优化方案，包括调整产品设计、改进生产流程、优化操作方法等。
9.实施优化：按照优化方案进行实施，并对实施结果进行监测和评估。
10.总结经验：对整个六西格玛设计过程进行总结，形成经验教训，为今后的六西格玛设计提供参考和借鉴。
在应用田口方法时，需要注意以下几点：1.田口方法是一种基于统计的方法，需要具备一定的统计学知识才能正确应用。
2.田口方法适用于具有一定质量意识的企业或组织，需要具备一定的质量管理基础和人员素质。
3.在应用田口方法时，需要结合企业的实际情况和具体问题进行灵活应用，不能生搬硬套。
4.在实验设计时，需要考虑因子之间的交互作用和影响，不能只关注单个因子的影响。
5.在优化方案制定时，需要考虑实际可行性和实施效果，不能只追求理论上的最优解而忽略实际可行性。
田口方法介绍1
田口方法介绍1田口方法（Taguchi Method）是由日本统计学家田口玄一于1960年代提出的一种质量管理方法。
它的核心理念是通过设计实验来减少产品和服务的变异性，从而提高质量、降低成本，达到企业的竞争优势。
田口方法具有简单易用、节约成本、高效快速等特点，在各个行业中得到了广泛应用。
田口方法的基本原理是通过系统地改变产品或服务的设计参数，找出对质量影响较大的因素，并确定最佳的工艺条件。
它强调通过实验方法而不是经验法则来分析和解决问题。
田口方法认为，在产品或服务生产过程中，存在着许多产生变异性的因素。
只有通过实验，才能找出这些因素对于产品或服务的影响程度，进而确定如何调整这些因素，以达到最优的质量效果。
田口方法主要包括三个阶段：设计阶段、实施阶段和分析阶段。
在设计阶段，首先需要明确产品或服务的质量目标，确定要研究的因素和水平，并建立实验方案。
然后，根据实验方案，对不同的因素水平进行实验，并收集数据。
在实施阶段，需要根据实验结果，进行数据分析和统计处理，找出对质量影响较大的因素，并确定最佳的工艺条件。
最后，在分析阶段，需要验证实验结果的稳定性和可重复性，并进行进一步的优化。
田口方法的一个重要工具是正交表（Orthogonal Array），它能够以较少的试验次数获取较多有效的信息。
正交表的设计可以通过计算机辅助设计软件进行，大大提高了实验效率和准确性。
另外，田口方法还引入了信噪比（Signal-to-Noise Ratio）的概念，用于评估实验结果的稳定性和可重复性。
信噪比较大表示实验结果较稳定，质量相对较高。
田口方法的应用范围非常广泛。
在制造业中，可以用于产品的设计和改进，工艺优化，缺陷分析等；在服务业中，可以用于流程的优化，服务质量的提升等。
田口方法可以帮助企业降低变异性，提高产品和服务的一致性和稳定性，加强竞争力，减少成本，提高盈利能力。
田口方法的优点是简单易用，不需要太多复杂的统计知识，适用于各个层次的人员使用；而且能够在较短的时间内获得较好的实验效果，节约了时间和成本。
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田口法
田口方法(Taguchi method)是基于正交试验和信噪比的稳健设计方法。
基本思想是：用正交表设计试验方案，以信噪比作为衡量质量特性的指标，通过对实验方案的统计分析，找出可靠、稳定的加工工艺参数组合，达到成本最低，质量最优的综合效果。
田口根据工业生产中的实际需要将质量特征分为如下三类：“望目”，希望量特征达到或接近特定的目标值；“望大”，即使所关注的质量特征越大越好；“望小"，即使质量特征越小越好。
在切削加工中的应用主要是以望小和望大，望小信噪比指的是在不为负数的情况下，信噪比数值越高，质量越高，实际值越趋近于0，有切削力、表面粗糙度和切削功率等，通常作为加工质量的评价标准；望大信噪比数值越大时，质量越高，实际值越趋近与无穷大，应用有材料切除率，通常作为加工效率的评价标准。
主成分分析法
通过将原始指标重新组合，把多个原始指标简化为有代表意义的少数几个指标，更加典型的表明研究对象的特征。
主成分分析就是对原始数据降维，消除原始指标相关性造成的信息重叠，便于进行准确评价。
通过固定的公式，确定样本，每一列代表每个研究目标（切削力，表面粗糙度等）下的样本值，确定不同研究目标下的样本值后，即可得到矩阵，通过特定的公式即可求得累积贡献率和所有研究目标的综合向量值（即综合反映所有研究目标的值从中选出最优值）。
田口法和主成分分析法的综合运用步骤：
1.通过实验要求设计正交试验方案，例如如表：
2.通过正交试验下，测定目标每组的实验结果，如切削力和表面粗糙度；
3.通过的信噪比公式，将所得数据求出每一组试验的切削力和表面粗糙度
的信噪比，在通过公式将其优化为规范化值。
4.提取规范化数字组成规范化矩阵Z，即可得到研究对象的累积贡献率，
即可通过贡献率大小来确定其对加工的影响大小。
5.通过规范化矩阵Z求出其综合变量，最后可根据正交试验下信噪比数据
和的大小判断最优的组合参数。
例如，田口法优化结果为：
例如，切削深度4.7491为切削深度在0.1时，正交试验中的五组数据的信噪比之和。
T1数据切削深度、进给量和切削速度的信噪比值越大，表明其质量越高，所以优化的结果是A1B1C1。
基本公式位于论文的第三章第一节部分。