aak_田口式品质工程
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。
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”。
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
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。
田口品质工程
壹、課程宗旨田口先生（Taguchi）在1985年提出損失函數及客戶品管，受國際間重視，並以田口品質工程聞名於世，其中數學原理複雜，近年來SPC流行，以實驗計劃做變異數分析，田口工程技術又再度熱門，本課程介紹其中四大重點內容，習修後，對QE品質工程有新的認知。
貳、課程大綱一、田口品質工程的重點。
二、品質損失函數的公式及計算（附範例介紹）。
三、客戶品管時代來臨，品質設計上應有的改進。
四、參數設計技巧及量測系統改進。
五、變異數分析（ANOVA）的理念與田口直交表的活用。
六、實驗計劃與田口特殊實驗方法。
七、品質雜音分析技巧。
八、品質工程設計之程序。
九、如何將田口工程和SPC及六標準差整合。
十、範例介紹及研討。
田口玄一博士在1985年左右紅遍全美，在日本國內得到戴明獎，在美國因打破美式品管理念，而受美國大公司採用其方法，他並未留學過美國，只是日本專科畢業生，後來拿到日本九州大學博士而已，為什麼會有那麼大的成就呢？理由一：他有工廠實際工作經驗，知悉產品十分複雜時，傳統品管技術根本使不上力，既使應用的相當精準，最終得到的品質結果（Outcomes），相當不合水準。
理由二：田口博士的數學基礎非常好，應用微積分及微分方程公式代入一些品管問題，得到許多簡化式的計算公式，最有名的是損失函數公式（Loss Function）。
理由三：田口提出許多「另類思維」方式，將傳統品質管理理念重新建立成另外一套推演方式，有別於西方社會慣用的品管名詞。
其中至少有十項新理念，可啟發從事生管及品管工作者。
新名詞一：品質工程（Quality Engineering）。
–打破過去品管方面只重視分析問題，而找不出最佳化的參數設計（Parameter），這種把KSF關鍵成功因素做最佳的設計後，才可能實際化的得到真正良好品質的產品。
新名詞二：損失函數（Loss Function）。
–品質做的標準並不見得可以合乎客戶口味，如客戶不滿意或品質不合客戶個別性要求，客戶會離去，這就是損失，可藉函數來計算出金額。
田口方法 品质工学
田口方法1.什么是田口方法田口方法是田口玄一博士在1950年代开始构筑的预防设计技术。
简单地说就是告诉工程师如何把质量设计到产品当中。
田口方法在国外被应用到各个领域，比如机械，汽车，电子，半导体，化学和医学等领域，但是在我国还却很少见。
几乎没有相关图书的出版。
许多人误解田口方法就是实验计划法或者是6σ等质量管理方法。
其实田口方法并不是质量管理方法，而是面向工程师的，能够提高产品质量和缩短开发时间的设计方法。
使用田口方法，可以提高我们产品质量，使我们的产品在各种环境下都能够安定地工作，不发生或者少发生故障。
使用田口方法，可以使工程师摆脱试行错误，用最短的时间设计出最高的产品质量，提高设计效率。
本空间主要面向大学生，企业工程师或者自学者讲解田口方法。
使工程师学会如何设计产品质量，提高我国产品在世界上的竞争能力。
2.田口方法的诞生1953年伊奈制陶公司进行了一个先驱性的瓷砖实验，这个实验被认为是田口方法的诞生。
当时，伊奈制陶从欧洲购买了一套烧制瓷砖的隧道窑。
可是烧出来的瓷砖尺寸，光泽和翘曲都不合格。
十分令人头痛。
问题的原因是隧道窑内的温度分布不均匀。
要想使温度分布均匀，就需要改造设备，就会发生巨大的费用。
不改变设备，有没有办法提高产品的质量哪？当时指导这个实验的田口玄一博士开始思考这个问题。
其结果是瓷砖100%合格，并且还降低了成本。
之后，这个方法发表在《质量管理》上，并且被译成英文，受到工程师们的极大关注。
这个方法当时在日本被称为田口式实验计划法，在海外被称为田口方法。
1993年在日本成立了品质工学会，开始被称为品质工学（质量工学）。
田口博士到底想了些什么又做了些什么，逐渐被人们所了解。
在我国田口方法的叫法比较多，但是作为一门学问和技术，我个人认为称为质量工学更为合理。
基本概念入门我们从实用的角度来学习田口方法。
我们首先介绍一些必要的基本概念。
1.系统田口方法的做法是把系统定量化，计算实测数据来实现系统最佳化的手法。
关于质量管理的田口式方法
关于质量管理的田口式方法
田口式方法是由日本质量管理专家田口玄一创建的一种统计质量管理技术。
它主张在产品的设计阶段就进行质量控制，将质量控制从制造阶段提前。
这种方法强调利用产品的性能指标同有关参数之间的关系，优选出好的参数组合，以使产品的性能指标达到最优化。
田口式方法的核心思想是稳健性设计，即通过调整设计参数，使产品的功能、性能对偏差的起因不敏感，以提高产品自身的抗干扰能力。
这种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，这也是田口方法对传统思想的革命性改变。
在田口式方法中，质量损失函数是一个重要的概念，它用来定量描述质量损失。
质量损失函数的基本表达式为L(y)=k(y-m)²，其中y为质量特性值，k是一个不依赖于y的常数，称为损失函数系数，m为目标值。
这个函数表达的是质量特性值偏离目标值越大，损失就越大，即质量越差；反之，质量就越好。
此外，田口式方法还将影响质量特性的因素分为输入变量、可控变量和不可控变量。
输入变量是非设计参数，而可控变量是田口方法的设计对象。
通过调整这些可控变量，可以优化产品的性能指标。
总的来说，田口式方法是一种聚焦于最小化过程变异或使产品、过程对环境变异最不敏感的实验设计。
它是一种能设计出在环境多变条件下稳健和优化操作的高效方法，为企业提高产品质量和降低成本提供了新的方向。
品质管理-田口方法概述(PDF 374页)
序言一九八Ο年代初作者正在美國攻讀博士學位，目睹了美國產業界最低潮的年代：面對日本高品質的商品，美國公司幾乎無力與之競爭。
美國人開始思考如何提升商品的品質，開始向日本探索「品質」的秘密。
深入視察過日本工業的美國學者發現，每一家日本公司都在使用一種類似「實驗計劃法」（design of experiments, DOE，參考資料7）的方法在進行品質改良的實驗，「狂熱地」在追求品質的極緻。
這套基本理論源自西方但被西方忽視、而在日本已被應用幾十年的改善品質的方法立刻被介紹到美國，並被美國工業界稱為「田口方法」（Taguchi Method，參考資料15至22）——因為田口玄一博士被公認為這套方法的最大貢獻者。
為了回饋美國的統計學者（諸如Dr. W. E. Deming等）對日本「品質工程」上的貢獻，也為了回饋美國人在戰後協助重建日本，田口玄一博士風塵僕僕來到美國傳播他的「福音」。
今天，他在底特律（Detroit）主持非營利性的「美國供應商協會」（American Supplier Institute, ASI, 參考資料1），其宗旨為協助美國工業界改善產品品質。
至今，包含AT&T、福特汽車公司、Motorola、柯達等很多的企業，正廣氾地在應用「田口方法」；「品質」已不再是日本人的專用名詞。
台灣在一九八Ο年代末期即開始引進「田口方法」，並試著推廣到工業界。
至今，整個推廣工作並不算是很成功，工業界大多知道此方法的存在，但卻沒有普遍的在應用，其中一個值得大學機構反省的是：一般工業界人士認為「田口方法」深懊難懂。
作者卻認為「田口方法」的理論本身應該可以是簡短易懂的（困難是在於有效率的應用），ASI也一直致力去蕪存菁、化繁為簡，避開艱懊難懂的統計學觀念，使此方法能讓一般大專程度的工程師也能接受、了解、而加以應用。
因為唯有如此才有可能讓「田口方法」普及於一般工廠中。
寫一本簡短易懂的本土教科書，這是作者撰寫本書的動機。
田口方法
田口方法田口方法是20世纪70年代由日本著名质量管理专家田口玄一博士创立，并很快在日、美等国家得到广泛的关注。
田口方法（田口称之为质量工程学）是一种把数理统计、工程技术和经济学结合起来的优化设计方法。
田口方法从田口的质量概念出发，研究了开发设计阶段的线外质量管理和生产制造阶段的线内质量管理。
该方法的基本思想是利用正交表安排实验方案，用误差因素模拟各种干扰，以信噪比（SN 比）作为衡量产品质量特性稳健性的指标，用廉价元部件组装质量上乘、性能可靠的产品。
田口认为，无论设计一个新产品还是一种新工艺，都可以分为系统设计、参数设计和容差设计三个阶段进行。
其中，系统设计主要是系统地提出初始的总体设计方案；参数设计是探求最佳的参数组合，提高产品性能稳定性；容差设计主要是为关键件确定合理的容差（公差）范围。
现分述之：一. 系统设计系统设计也称为一次设计，即传统的功能设计。
系统设计的目的在于选择一个基本模型系统，确定产品的基本结构，使产品达到所要求的功能。
它包括材料、元件、零件的选择以及零部件的组装系统。
系统设计的内容包括：1. 系统选择。
考虑具有相同功能的各种系统，从中选择与功能目标一致的系统。
这个系统可以是已经存在的系统，也可能是新开发的系统。
选择时要特别注意研究产品规划中所确定的产品的功能、价格和寿命等要求，如果会导致人身安全和重大财产损失，还应考虑安全设计。
2. 把功能目标转化成可以进行设计的具体要求。
根据功能目标要求，确定产品的质量特性、质量特性目标值。
3. 产品总体结构设计。
包括产品各组成部分，即系统、分系统、组件、零部件的设计，以保证产品功能的实现。
4. 研究和确定质量特性与所选择或设计的结构的参数之间的关系。
如果产品的输出特性于元部件参数之间的关系可以用一个确定的函数式来表示，则称为可计算的，对此可以通过数据进行系统分析；否则，则称为不可计算性的，必须通过实验获取数据在进行系统分析。
系统设计主要靠专业技术来完成，田口方法实际上并不解决系统设计的问题。
田口方法
END
前言
每位工程人员都希望能以最少的成 本，最短的时间设计，制造出合乎 顾客满意的产品。但是工程设计之 基础（依据）包括基本科学知识及 已有类似的产品设计及制造验。其 中最困难的部分是设计参数水准 （Design Parameter Level）的定 制。
• 一般俗称的田口品质工程方法，主要是指 其稳健设计方法而言，由于此设计方法主 要是寻找设计参数的水准，因此又称为参 数设计或线外品管（Off-Line Quality Control）方法，参数设计在实际的作业中 是找变异性（Variability）最小的产品或制 程，换句话说就是要找出对环境有坚耐性 不敏感的产品，而其手段并不需要使用最 昂贵的材料或零件，因此可以在低成本之 状况下达成高品质的目的。
1.外在因素（External） 主要有二：一为产品操作的环境；一为产品承受的负 荷。比如 温度 湿度 灰尘 电压 震动
杂 音 因 子
2.零件间的变异（逐渐变异）（Unit-To-Unit Variation） 再制造过程中无法避免的有变异的发生；制程发生变异， 必然引致逐渐产品参数也发生变异。 3.损坏（Deteriorationn） 某一产品在售出时，可能其整批产品的品质特征均与 目标值相符，但历经相当时间后，其中个别产品可能发 生变化，导致产品性能呈现损坏。
控制因子
控制因子，也是一类参数，为设计工程师可自由设定的参数 （最佳值）。 控制因子通常均可能有高低值的变动，成为“水准”。有些 控制因子的水准变动时，制作成本不致变动，但有些控制因 子水准变动则将带动制造成本的变动。 对于能影响制造成本的控制因子，我们将其称为容差因素； 而对其他不影响制造成本的控制因子，则仍然称之为控制因 子。
参ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的分类
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。
第12章_田口品质工程 (品质特性分静态、动态,静态又分：望目特性、望小特性、望大特性)
針對理想機能，決定以何種反應值或品質特性進行評價，然後抽出影 響反應值或品質特性的因子，明確此因子的任務。
步驟 3：因子的配置 為期使因子效果明確，簡單的情況下則採多元配置；檢討因子眾多的 情況下，則採用直交表配置，配置時將可控制因子放在內側直交 表，而雜音因子放在外側直交表。
J1 2 2 1
配置因子
I1 2 1 2
實驗編號 A B C D E F G H 1 1 2 2 S/N比
1 1 1 1 1 1 1 1 2.0 1.9 2.1 2.1
2 1 1 1 2 2 2 2 0.1 2.3 2.5 0.1
3 1 2 2 1 1 2 2 0.3 2.9 0.2 2.6
4 1 2 2 2 2 1 1 1.8 1.7 1.6 1.8
8. 設某製程要求產品收縮率(y)越小越好，影響收縮率之可控因子各有二 水準如下： A：循環次數 B：模溫 C：脛厚度 D：壓力 E：旋轉速度 F：持續時間 G：開口大小 雜音因子亦各有二水準如下： H：再研磨之百分比 I：成份濕度 J：環境溫度 假設吾人使用為內直交表，而以為外直交表，所得的數據及以望小特 性的S/N比公式計算如下表：
期的機能良好，可是幾年後機能無法發揮，這就是由於劣化 所造成的變異。 3、 產品間的變異：同樣製程所生產的產品，有些能夠正確地 發揮機能，有些就不能，這就是由於產品間的變異所造成 的。
5. 試詳述參數設計的設計步驟？
【解答】： 在採用參數設計時，其採取步驟可分為三大階段，八大步驟： 1. 實驗的規劃 步驟 1：明白確定設計的目的
2. 某機械零件之規格公差為，若不合格時，則更換此零件，若其平 均成本為200元，試求出此零件的損失函數。
田口实验方法
田口实验方法
田口实验方法是一种常用的质量管理工具，它是由日本质量管理专家田口玄一所提出的。
该方法主要应用于工业生产过程中，以优化产品质量和生产效率为目的。
下面将详细介绍田口实验方法的原理和步骤。
田口实验方法的原理是根据变量之间的相互作用关系，通过设计实验方案，寻找影响产品质量的主要因素，并确定各因素的最优条件。
这样可以有效地降低产品缺陷率和生产成本，提高产品质量和生产效率。
田口实验方法的步骤如下：
确定要研究的因素和水平。
在工业生产中，影响产品质量的因素往往很多，如工艺参数、原材料、设备等。
因此，需要根据实际情况，选取重要的因素进行研究，并确定每个因素的水平范围。
确定实验方案。
在确定实验方案时，需要考虑到实验次数、样本量、因素水平的组合方式等因素。
此外，还需要考虑到实验过程中可能发生的误差和随机变量对结果的影响。
接着，进行实验并记录数据。
在实验过程中，需要严格按照实验方案进行操作，并记录实验结果和数据。
为了提高实验结果的可信度，每组数据需要进行多次重复实验。
分析数据并确定最优条件。
在数据分析阶段，可以使用统计方法对数据进行处理和分析，找出影响产品质量的主要因素和最优条件。
通过此步骤，可以进一步优化产品质量和生产效率。
田口实验方法是一种有效的质量管理工具，可以帮助企业优化产品质量和生产效率。
但是，在应用该方法时，需要注意实验方案的设计和数据的处理方法，以保证实验结果的准确性和可靠性。
田口式与品质工程技术
田口方法名詞解釋：
• 實驗目是為了簡化實驗次數，其因子數 的選定，以影響產品品質的參數為主。 • 靜態望目的特性，其實驗值必需為2， 也就是說重覆2次，同一因子的組合實 驗值必需為2，因為望目特性在計算其 標準差時，其公式為分母N-1(N為樣本 值)，如量側值為1時，則無法計算。
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
M
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
• 動態特性分析：
– 基準點比例式：量測值在信號因子為某一 特性值(Ms)時，其量測值輸出亦為某一特 性值(Ys)為理想。即此Ms為校正之基準。 S/N
M
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
• 動態特性分析：
– 一次式：其量測值非零點比例式、基準點 比例式時，使用此一特性。
S/N
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
• 直交表表示方式解釋：
– 2水準系列：
• 例：L4(23)表示做4次實驗、3因子(因子指控制因素，其 因子數=n-1，n為實驗次數)、2水準。
– 3水準系列：
• 例：L9(34)表示9次實驗、4因子(因子指控制因素，其因 子數=(n-1)/2，n為實驗次數)、3水準。
– 混合型：
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
甲上資訊
田口方法名詞解釋：
甲上資訊
Hale Waihona Puke M甲上資訊田口方法名詞解釋：
• S / N比之解析：
– 其為分析實驗結果之共通語言。 – 其為子數與對數之關係。
• 101=10 • 102=100 • 103=1000…
田口设计方法基本地的知识
⽥⼝设计⽅法基本地的知识⽥⼝设计⽅法在质量管理中的应⽤稳健设计(⽥⼝⽅法)简介稳健设计(⽥⼝⽅法)由⼩⽇本质量⼯程学家⽥⼝⽞⼀博⼠于20世纪70年代创⽴的新的优化设计技术,主要⽤于技术开发,产品开发,⼯艺开发.⼀:基本概念望⽬特性:存在固定⽬标值,希望质量特性围绕⽬标值波动,且波动越⼩越好,这样的质量特性称为望⽬特性望⼩特性:不取负值,希望质量特性越⼩越好(理想值为0),且波动越⼩越好,这样饿质量特性称为望⼩特性望⼤特性: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:⽬标值可变的特性,称为动态特性,与之相对的,望⽬特性,望⼩特性,望⼤特性统称为静态特性外⼲扰(外噪声):由于使⽤条件及环境条件(如温度,湿度,位置,操作者等)的波动或变化,引起产品质量特性值的波动,称之为外⼲扰,也称为外噪声.请注意,外噪声并⾮常说的噪⾳内⼲扰(内噪声):产品在储存或使⽤过程中,随着时间的推移,发⽣材料变质等⽼化,劣化现象,从⽽引起产品质量特性值的波动,称之为内⼲扰,也叫内噪声.产品间⼲扰(产品间噪声):在相同⽣产条件下,⽣产制造出来的⼀批产品,由于机器,材料,加⼯⽅法,操作者,测量误差和⽣产环境(简称5M1E)等⽣产条件的微笑变化,引起产品质量特性值的波动,称为产品间⼲扰,也称为产品间噪声.可控因素:在试验中⽔平可以⼈为加以控制的因素,称为可控因素标⽰因素:在试验中⽔平可以指定,但使⽤时不能加以挑选和控制的因素称为标⽰因素.误差因素:引起产品质量特性值拨动的外⼲扰,内⼲扰,产品间⼲扰统称为误差⼲扰.稳定因素:对信噪⽐有显著影响的可控因素,称为稳定因素.调整因素:对信噪⽐⽆显著影响,但对灵敏度有显著影响的可控因素,称为调整因素.次要因素:对信噪⽐及灵敏度均⽆显著影响的可控因素称为次要因素.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灵敏度:稳健设计中⽤以表征质量特性可调整性的指标稳健设计:以信噪⽐为指标,以优化稳健性为⽬的的设计⽅法体系.内设计:在稳健设计中,可控因素与标⽰因素安排在同⼀正交表内,进⾏试验⽅案的设计.相应的正交表称为内表(内侧正交表),所对应的设计称为内设计.外设计:在稳健设计中,将误差因素和信号因素安排在⼀张正交表内,进⾏试验⽅案的设计,相应的正交表称为外表(外侧正交表),所对应的设计称为外设计.稳健设计⼜叫动静参数设计，是⽇本著名质量管理专家⽥⼝⽞⼀博⼠在七⼗年代初从⼯程观点、技术观点和经济观点对质量管理的理论与⽅法进⾏创新研究，创⽴了"⽥⼝⽅法(Taguchi Methods)。
第12章_田口品质工程 (品质特性分静态、动态,静态又分：望目特性、望小特性、望大特性)
習題解答1.試詳述品質特性區分為幾大類？【解答】：田口博士將產品品質特性區分為靜態特性與動態特性兩大類，再將靜態特性區分為三種：一、靜態特性1. 望目特性(Nominal the Best；NTB)此類產品品質特性，皆有一特定的目標值，當產品品質特性偏離此目標值時，即造成社會的損失，例如：最理想之能量輸出為電壓12V，而這12V即為目標值。
2. 望小特性(Smaller the Better；STB)品質特性值越小越好的特性，此類產品品質特性，其品質特性的理想值為零，例如：I.C之封膠過程中歪線率希望為零，故其為望小特性。
3. 望大特性(Larger the Better；LTB)品質特性值越大越好的特性，此類產品品質特性，其品質特性的理想值為無限大（然在實際工程中不可能發生），例如：I.C之拉力值，期望其在拉力測試中不會斷線，即拉力值為無限大，此為望大特性。
二、動態特性品質特性除了具有靜態特性之特質外，還包含有「輸入特性」。
此輸入因子，又稱信號因子(Signal Factor)，信號因子可分為主動信號因子與被動信號因子，主動信號因子是指藉由人或機械等的主動操作，被動信號因子是由於環境條件的變化所導致，用以測試當外加輸入進入靜態系統中，對整個系統之影響。
由於外加之輸入值的變化，使得輸出值發生變化的特性，亦即輸出值有時需調整並不固定，所以稱其為動態特性。
例如：腳踏車的速度是根據腳踏車踏板的次數多寡，而將車速朝理想值做變化的特性，在動態特性方面，輸出與信號因子之間存在著一種數學函數關係，例如，y Bx，其中y為輸出值，x為信號因子輸入值。
2. 某機械零件之規格公差為2.050.2±，若不合格時，則更換此零件，若其平均成本為200元，試求出此零件的損失函數。
【解答】：損失函數 ()()2, 2.5L y k y m m =⨯-=其中因2A K =∆所以2)2.0(200⨯=k我們可得到5000k =故損失函數()2y 5000( 2.50)L y =⨯-3. 什麼是穩健設計？試詳述之。
田口方法与品质工程原理(ppt 87页)
博士后来也大量引用此概念以执行参数设计，并推广成为内直交
表(Inner Orthogonal Array)与外直交表(Outer Orthogonal
Array)重叠一起的使用方法，以此做信号杂音比(Signal to
Noise Ratio,简称S/N比)的计算。因为工业产品往往因使用环境
的变化而导致变异较大，因此田口方法的稳健设计大部分是用于
一、田口方法与品质工程原理
1.1 前言
每位工程人员都希望能以最少的成本，最短的时间设计，制
造出合乎顾客满意的产品。 但是工程设计之基础(依据)包括基
本科学知识及已有类似的产品设计及制造经验。其中最困难的部
分是设计参数水准(Design Parameter Level)的订定。一般而言，
工程师会进行很多实验，以决定最佳之设计参数规格水准。田口
(二)臺灣靜宜大學、世新大學、名師會計實務補習班、 大舜稅務會計實務補習班、臺北縣工業會、新竹市 工業會、健行工專、社會大學等企業經理班講授 臺灣電動吊車同業工會常年顧問 臺灣加油站同業工會常年顧問 臺灣會計同業工會常年顧問
邱東波 顧問
經 歷：
(三)自一九八九年起開始進入大陸，輔導臺商大陸投 資設廠及中、外資企業之：經營管理體質改善 內控制度建制MIS資信網絡行銷戰略規劃 生產現場改善會計制度健全化企業幹部人才培 育企業轉型個人咨詢：上百家以上，可以說集 大陸臺商在中國經營成功與失敗經驗於一身的資 深顧問師
此分析方法及后来许多统计学家所创的反应曲面法(Response
Surface Methodology,简称RSM)，实验设计方法遂大放异彩，并
被推广应用在工业、化学、生物、医学及人文社会等其他科学领
域上。1947年劳博士(Rao,D.R.)建议使用直交表(Orthogonal
田口式品
•望小特性（Smaller-the Better）
－S/N ＝ -10 log[sum(y**2)/n]
•望大特性（Larger-the Better）
－S/N ＝ -10 log[(sum(1/y**2))/n]
動態特性－Ideal Function
y Ideal Function y
Best fit line
Ç Î @ k ¶ ² § ª
平均 ＝ (91+149+135+222) / 4 標準差 ＝ sqrt{[ (91-149)**2+(149-149)**2+(135-149)**2+(222-149)**2] / (4-1)} = 54.4
參數設計（控制因素、雜訊因素）
距離：y = 1/g((F/m)**2)sin(2a)
品質工程－參數設計
準
三個問題
•如何評估品質？
－ S/N Ratio (db) － Loss Function ($)
•如何在不增加成本下改善品質？
－System Design －Parameter Design －Tolerance Design
•如何監控和維持品質？
－Feedback control、Feed Forward Control －Preventative Maintenance －Inspection －Etc.
F1=5 F2=15
a1=10 a2=40 a1=10 a2=40
• S/N = 10 log[(Sm-Ve)/n)/Ve] • Sm=[Sum(y)*Sum(y)] / n • Ve=Sum[(y-Ave(y))**2] / (n-1)
參數設計（S/N 比計算）
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損 失 目標值 小 LSL
m
பைடு நூலகம்
品質特性 USL
2011/4/12
Rene Kao
9
堅 耐 性 (Robustness)
產品經特別設計後， 產品經特別設計後，品質特性不受雜音因素影 或對雜音不敏感。 響，或對雜音不敏感。
S/N 比(Signal to Noise Ratio) Ratio)
係從實驗的結果換算db值 係從實驗的結果換算db值，表示產品品質性能 db 的尺度，包括製程或產品水準， 的尺度，包括製程或產品水準，及受變異影響之程 特別指其穩定度) 度(特別指其穩定度) 。
2011/4/12 Rene Kao
12
各種品質工程因子
屬產品設計 控制因子 外部雜音因子 內部雜音因子 產品間雜音因子
2011/4/12
尺寸、材質、 尺寸、材質、型態 使用者、 使用者、操作方式 溫度、衝擊、 溫度、衝擊、振動 零組件、 零組件、材料老化
屬製程設計
加工程序、 加工程序、加工條件 機具組合 溫度、操作人員、 溫度、操作人員、進料 電壓改變 機具老化、 機具老化、工具磨耗
6
2
5
3
4 3 2 1 (7)
4 5 6 7 8
2011/4/12
Rene Kao
17
L9 3
Expt. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 成份 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 a
( )直交表
4
Column 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 b 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 ab 4 1 2 3 3 1 2 2 3 1
ab 2
2011/4/12
Rene Kao
18
L16 215
Expt. NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 成份 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 a 2 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 b
Rene Kao
6
名詞定義
品 質 損 失 函 數 堅 耐 性 S/N 比 因 子 雜 音 水 準 2011/4/12 處 理 自 由 度 直 交 表 系 統 設 計 參 數 設 計 允 差 設 計 品 質 特 性 Rene Kao
7
品 質 (Quality)
‘品質是產品出廠後對社會造成的最小損失’ ， 品質是產品出廠後對社會造成的最小損失’ 品質是產品出廠後對社會造成的最小損失 田口認為企業負有社會責任， 田口認為企業負有社會責任，故企業之經營成本不 應轉嫁成為全體人民所負擔的‘社會成本’;亦即 應轉嫁成為全體人民所負擔的‘社會成本’ 品質包括製造成本及出廠後之社會成本。 品質包括製造成本及出廠後之社會成本。
產品之間的品質差異
製程變異
Rene Kao
13
水 準 ( Level )
某因子在進行實驗時，所選用的數個特定值。 某因子在進行實驗時，所選用的數個特定值。
處 理 ( Treatment )
各因子之水準數之組合。 各因子之水準數之組合。
自 由 度 ( Degree of Freedom )
係實驗時獲取情報大小之衡量基準，一般自由度 係實驗時獲取情報大小之衡量基準， 愈大，獲得情報則愈多，其計算式為“ 愈大，獲得情報則愈多，其計算式為“因子水準 自由度” 數- 1 = 自由度”。
成份
a
b
ab
c
ac
bc
abc
2011/4/12
Rene Kao
16
L 8 交互作用配行表
Column 1 1 2 3 4 5 6 7 (1) 2 3 (2) Column 3 2 1 (3) 4 5 6 7 (4) 5 4 7 6 1 (5) 6 7 4 5 2 3 (6) 7
(ii) 有交互作用的分析 已知有BXC,BXD之交互作用) BXC,BXD之交互作用 (已知有BXC,BXD之交互作用)
L12 211
Expt. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2
( ) 直交表
Column 3 1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 1 1 4 1 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 1 5 1 1 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 6 1 2 1 1 2 2 1 2 2 1 2 1 7 1 2 1 2 1 2 2 2 1 1 1 2 8 1 2 1 2 2 1 2 1 2 2 1 1 9 1 2 2 1 1 2 1 1 2 2 1 2 10 1 2 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 11 1 2 2 2 1 1 1 2 1 2 2 1
2011/4/12
Rene Kao
2
日本品管大師
田口玄一 博士 (Dr. Genichi Taquchi)
Quality Engineering (品質工程) 品質工程) Taquchi Methods (田口方法) 田口方法)
2011/4/12
Rene Kao
3
工程重點在於設計出堅耐性高的製程與產品， 工程重點在於設計出堅耐性高的製程與產品， 降低可能的變異， 降低可能的變異，提高品質以減少產品出廠後 造成之社會損失 。
L4 3×2
２系
L8 L16 15 × 2
３系
L9 4×3 L 27
混合系
L12 L18 1× 2 7×3
7×2
13 × 3 11 × 2
4
8
27
16
9
34
27
313
12
211
18
23
215
2 × 37
15
Rene Kao
L 8 27
Expt. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 1 1 2 2 2 2
B 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 C 2 1 1 2 2 1 1 2 2 (B×C) × 3 1 1 2 2 2 2 1 1 D 4 1 2 1 2 1 2 1 2 (B×D) × 5 1 2 1 2 2 1 2 1 A 6 1 2 2 1 1 2 2 1 7 1 2 2 1 2 1 1 2 35 48 21 38 50 43 31 22
田口式品質工程
1.找出使變異最小之設 1.找出使變異最小之設 計製造組合 2.調整製程平均符合規 2.調整製程平均符合規 格中心值 成本不增反降 決定對策之因素少， 決定對策之因素少，容 易找出最佳之設計組合 相對縮短開發時間， 相對縮短開發時間，並 可發展獨特製造技術
為達到減小變異， 為達到減小變異，需 自眾多因素中找出多 項對策， 項對策，頗耗時間
2011/4/12
Rene Kao
1
前言
當產品在製程出現疵病時，影響該項疵病的原因有多項， 當產品在製程出現疵病時，影響該項疵病的原因有多項， 在製程出現疵病時 而每項疵病原因又有多種水準， 而每項疵病原因又有多種水準，該如何去規劃實驗設計才 能使實驗次數減少而又不影響品質的判定， 能使實驗次數減少而又不影響品質的判定，即決定各項可 控制因子的水準，使產品品質特性為最好， 控制因子的水準，使產品品質特性為最好，田口品質工程 的直交表與參數的設計法可解決上述問題。
2011/4/12 Rene Kao
10
因 子 (Factor)
•控制因子(Control Factor):因子的參數值可以 控制因子( Factor): 設計工程師選定且可被控制者。 被 設計工程師選定且可被控制者。 •雜音因子(Noise Factor):又稱誤差因子，其效 雜音因子( Factor):又稱誤差因子， 在於調節其它控制因子的水準， 應 在於調節其它控制因子的水準，已尋找控 因子各水準的最適宜條件與適用範圍。 制 因子各水準的最適宜條件與適用範圍。 •信號因子(Signal Factor):又稱調整因子，此 信號因子( Factor):又稱調整因子， 因 子在設計的或一定狀態下， 子在設計的或一定狀態下，具有控制品質特 性的動態特性。 性的動態特性。
(A) (B) (C ) 1 2 3 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 4 1 2 1 2 1 2 1 2 (D) 5 1 2 1 2 2 1 1 1 6 1 2 2 1 1 2 2 1 7 1 2 2 1 2 1 1 1 實驗 結果 12 13 21 18 22 19 20 17
2011/4/12
Rene Kao
4
田 口 式 品 質 工 程
製程設計 ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( ( (
( (
技術開發 ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) ) )
產品設計
生產線外品質管制 Off(Off-Line Quality Control)
2011/4/12 Rene Kao
14
直 交 表 (Orthogonal)
直交表是有效的用最少的實驗次數， 直交表是有效的用最少的實驗次數，作為設計者檢討多數因 素的實驗法。 素的實驗法。 直交表對實驗有下列好處: 直交表對實驗有下列好處: 1.實驗次數少 實驗次數少。 1.實驗次數少。 2.具有良好再現性 具有良好再現性。 2.具有良好再現性。 3.可以正確地分析資料 可以正確地分析資料。 3.可以正確地分析資料。 系 別 直交表名稱 因素各數×水準數 實驗次數 多元配置的次數 2011/4/12
生產線上 品質管制 On(On-Line Quality Control)