实验设计DOE田口方法
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。
田口DOE
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田口對品質的定義
社會損失 機能特性和目標值 之間的差異 造成差異的 雜音因素
外部雜音
內部雜音
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產品間雜音
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討論題
• 某家公司做了一部份的收音機，行銷世界各國： – 在發達國家其反應收訊效果相當良好，但未不發達國 家其反應收訊效果不好，請問這是什麼雜音。 – 在進行產品測試時，發現一百台產品中，有些收訊效 果好，有些收訊果差，請問這些什麼雜音。 – 產品使用了一段時間之後，收訊效果變差，發現是裡 面的某一個零件壽命匹配不佳所造成，請問這些是什 麼雜音。
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品質管制活動
•生產線外品質管制 –產品設計階段─標準產品的研究與開發 –製程設計階段─設計製造產品的生產程序 •生產線上品質管制 –生產階段─產品的實際生產 –顧客服務階段 •實驗設計的功用在於求得工程上的最佳組合 (Engineering Optimization)。
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
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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案例经典
6 2 1 2 2 1 2 1 Y6
7 2 2 1 1 2 2 1 Y7
8 2 2 1 2 1 1 2 Y8
a
9
田口试验
L8直交表
A B CDE
石 粗 蜡蜡加 A B C DE F G灰 细 石 石 料
石 度 量种量
量
类
FG 浪长 费石 回量 收
1 23 45671 2 3 4 5
67
1 1 1 1 1 1 1 1 5 粗 43 现 1300 0
7因子，2水平共须做:128次实验。 13因子，3水平就必须做了1,594,323次实验，如果每个实验 花3分钟，每天8小时，一年250个工作天，共须做40年的时 间。
a
7
田口试验
正交表(Orthogonal Array)
3.直交表(正交表)
直交表用于实验计划，它的建构，允许每一个因 素的效果，可以在数学上，独立予以评估。
6 A2 B2 C2 D2 E2 F1
7 A2 B2 C2 D2 E2 F2
8 A2 B2 C2 D2 E2 F2
a
田口试验
G
实验结 果
G1 1
G1 2
G1 3
G1 4
G1 5
G1 6
G1 7
G2 8
6
全因子实验法
田口试验
2.全因子实验法:
这种实验方法，所有可能的组合都必须加以 深究。 但相当耗费时间、金钱，例如
0
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
a
每百件尺寸 缺陷数
51
16
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田口式实验计划法应用
DOE运用的经典案例：瓷砖工厂的实验
在1953年，日本一个中等规模的瓷砖制造公司，花了200 万元，从西德买来一座新的隧道，窑本身有80公尺长， 窑内有一部搬运平台车，上面堆着几层瓷砖，沿着轨道 缓慢移动，让瓷砖承受烧烤。 问题是，这些瓷砖尺寸大小变异，他们发现外层瓷砖， 有50%以上超出规格，内层则正好符合规格。引起瓷砖尺 寸的变异，很明显地在制程中存在一个杂音因素。 解决问题，使得温度分布均匀，需要重新设计整个窑， 需要额外再花50万元，投资相当大。
• 本直交表总共须做8次实验，最多能配置7个因子。 • 如果有因子间有交互作用时，将交互作用看作一个因子。
DOE 第二十四页，编辑于星期四：十五点 一分。
直交表的运用
利用自由度我们可选用最小且最合适的直交表，系依据 因素数量、每个因素的水准数，以及我们所欲调查的交互 作用数量等加以累加后的自由度来决定。例如：一实验包 含二水准因素A、B、C、D、E和交互作用A*B，A*C，请问 应选用何种直交表？
193
15.25 24.12
D2
117
29.25
DOE 第十一页，编辑于星期四：十五点 一分。
最佳条件确认
由于缺陷是愈小愈好，所以依此选出的最佳条件为： A1B2C2D1E2F1G2。
确认实验：将预期的缺陷数和“确认实验”的结果做比较 。
但事实上厂商选得是A1B2C1D1F1G2，主要原因是C(蜡石) 要因的价格很贵，但改善的效果又不大，所以选C1(蜡 石含量为43%)
• 假如我们的实验计划均为直交，则我们在响应表中比 较A1和A2时，我们将可确定A1中B效果与A2中的B效果应 为相同，且当因素以直交方式变动时，其它的效应将不 会混合于各因素的水准内。
DOE 第十六页，编辑于星期四：十五点 一分。
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。
DOE中的田口方法
DOE中的田口方法一、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。
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之田口法波峰焊温度优化改善案
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7.驗證實驗
將實驗結果參數帶入生產進行驗證，
預熱溫度均達到110℃，實驗成功！
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资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用
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主要经营：网络软件设计、图文设计制作、发布广 告等
信噪比 50.6743
均值 118.069
标准差
Ln(StDev)
預測值參數組合： A1B2C3D3E3F1 信噪比 均值 標準差 -0.0746390 50.6743 118.069
-0.0746390 -1.06356
預測因子水準 鏈速 上預熱溫度1 上預熱溫度2 下預熱溫度1 下預熱溫度2 下預熱溫度3 1 340 360 350 360 350
1
1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1 1.1
350
350 330 330 330 340 340 340 350 350 350
350
360 340 350 360 340 350 360 340 350 360
350
330 350 330 340 340 350 330 350 330 340
5.2 信噪比及標準差前後比較
信噪比 30.3778 原因子水準 鏈速 上預熱溫度1 上預熱溫度2 下預熱溫度1 下預熱溫度2 1 340 350 340 350 下預熱溫度3 360 均值 116.253 标准差 3.50804 Ln(StDev) 1.25976 原參數組合： A1B2C2D2E2F2 信噪比 均值 標準差 30.3778 116.253 3.50804
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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
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1.8. 正交表
如：
正交表：全部试验：81次，使用了具有正交性的 9次试验代表。
试验次数
因子个数
A B CD
1.2. 应用领域、目的、特点
DOE种类
筛选设计
- Plackett-Burman - “定义筛选”法
部分因子设计
- 2k - 2水平裂区
全因子设计
- 2k - 多水平
混料设计
- 单纯质点 - 单纯格点 - 极端顶点
田口设计
响应曲面设计
- 中心复合 - Box-Hehnken
适用因子数
主要目的
6个以上 选别重要因子
1962年田口博士获得戴明个人奖。
6
1.2. 应用领域、目的、特点
➢ 定义：“质量是产品出厂后给社会带来的损失”。 ➢ 质量不是检验出来的，质量必须设计到产品中去； ➢ 质量的目标是： “最小化与目标值的偏差，且能免于噪音的影响”；
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1.3. 田口关于参数分类
对于一个产品或者制程，我们可以用参数图来表示。如图2-3所示，其中 y表示此过程输出的产品或制程的品质特性（响应值）。影响y的参数可分为 可控因子、噪音因子和信号因子三类。
8
1.4.可控因子与噪音
可控因子： 可控因子是工程师能够控制和调整的因素及过程参数，如反应温度、
时间、压力、材料种类……等等/ 噪音：
有许多参数非为设计工程师所能控制的因子，即随机误差，田口称其 为噪音，田口博士将噪音归纳为外部噪音、内部噪音和零件间变异三类。
噪音
外部噪音 内部噪音 零件间变异
9
1.5. 噪音
11
1.6. 分析噪音的目的
通过技术设定、资源投资等可以把“噪音”转化为“可控因子”； 通过管理/训练，可以预防故障和错误，可以缩小噪音的干扰程度（即波动范围）。
作业描述1
人工装配 --工艺要求： 由作业者将A件按从下往 上的顺序装配到B件上。
可控因子
“从下往上的顺序”
（为了保证100%可加顺序限 位防错）
4~10
选别重要因子
1~5
因子与Y的关系
2~10 2~20 2~10
2~13
2~3
组分与Y的关系
寻找因子的 最佳条件组合
设定因子的 最佳条件
5
作用
区分主效应
主效应和 部分交互作用
所有主效应和 交互作用 (线性效果）
组分/工艺条件 的优化
设计或工序 参数优化
反应变量的 预测模型 (曲线效果）
效果
低 现在工序 知识状态
DOE课程 5
（共6次课程 – 包括：基础知识/PB/全因子设计/部分因子设计/田口方法/响应曲面/混料设计）
田口实验设计
（课程重点：静态稳健性设计 ）
课程安排
1.DOE基础知识 2. 静态田口实验设计 – 案例1 3. 静态田口实验设计 – 案例2 4. 动态田口实验设计
2
DOE基础知识
3
1.1 DOE基础知识回顾
外部噪音
由于环境因素与使用条件的变化或变异，如温度、湿度、位置、粉尘、 电压、电磁干扰、震动以及操作者人为错误等。
内部噪音
产品在库存和使用过程中，产品本身的零件、材料会随着时间的推移发生 质量变化。例如： ➢ 绝缘材料的老化 ➢ 零件在使用过程中的磨损、蠕变等……
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1.5. 噪音
零件间的变异
➢ 由于构成产品的材料、零件存在变异， ➢ 制程中由于操作、设备、工艺参数的变化 ➢ 以及环境因素的变化形成的变异，
1
1
1
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1.9. 田口方法中正交表的特点
田口方法建立实验计划也是使用正交表,所不同的是,使用 内表+外表——乘 积表。 ➢ 将可控因子安排在——内表 (控制表） ➢ 将噪音因子安排在——外表 (噪音表) 同时考虑可控因子及噪音对响应的影响, 是田口方法的特点.
噪音
1.员工装配中的手法变差。
作业描述2
人工装配 --工艺要求： 无 由作业者将A件装配到B件 上。
可控因子
噪音
1. 员工装配中的顺序变差。 2. 员工装配中的手法变。
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1.6. 分析噪音的目的
产品性能指标除了受可控因子的影响外，还受到噪音的影响。但传统的试 验设计对误差的分析比较笼统，全部归为随机误差（实验误差）。-- 全因子/ 部分因子设计中的区组、协变量是拆分噪音的方式。
但是在稳健设计中，为了达到产品或过程的稳定性，必须仔细的分析这些 误差是如何形成的。首先要识别噪音的具体状况，进行仔细的分析并加以描述， 进而设法在试验中反映这些变差，才能通过稳健设计的策略实现“抗干扰”的 目的。
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1.7. 正交表与信噪比
正交表和信噪比是田口方法的重要基础及工具。 ➢ 正交表 —— 建立试验计划的基础。 见《基础知识理解》课程。