稳健设计稳健设计
稳健设计是一种什么方法
稳健设计是一种什么方法稳健设计是一种系统工程方法，旨在提高系统的稳定性、可靠性和可维护性。
它是在软件开发过程中的一种方法论，强调从需求分析、架构设计到编码、测试和维护等全过程中注重系统的稳健性和可靠性。
稳健设计的目的是确保软件系统能够在各种环境和工况下保持稳定运行，不受外部干扰或异常情况的影响。
稳健设计的核心概念包括容错、容灾和恢复能力，旨在提供系统的可用性、可恢复性和可维护性。
稳健设计的关键原则之一是“防御性设计”。
防御性设计意味着在软件系统的设计和实现中，要考虑各种可能的异常情况和错误输入，并尽最大努力避免系统崩溃或产生不可预期的错误。
这可以通过输入验证、边界检查、错误处理等方式来实现。
另一个重要原则是“容错性设计”。
容错性设计指的是系统在出现异常情况时能够正确处理，并保证系统的继续运行。
容错性设计的方式包括使用错误检测和纠正技术、添加冗余机制、提供备份和恢复功能等。
此外，稳健设计还强调系统的可维护性。
可维护性指的是软件系统能够方便地进行修改、维护和升级。
稳健设计通过合理的模块划分、良好的接口设计、规范的编码风格和文档等方式来提高系统的可维护性。
稳健设计的实施需要遵循一系列的步骤和方法。
首先，需求分析阶段需要明确系统的稳健性要求，并针对可能出现的异常情况进行分析和评估。
在架构设计阶段，需要考虑系统的可靠性和容错性，并相应地选择合适的设计模式和技术。
在编码和测试阶段，需要注重输入验证、错误处理和异常情况的测试。
最后，在系统的维护阶段，需要保持对系统的监控和改进，确保系统能够持续稳定地运行。
稳健设计在许多领域都有广泛的应用，特别是对于一些对稳定性要求较高的系统，如金融交易系统、电力系统、航空航天系统等。
它不仅可以提高系统的可靠性和安全性，还可以减少系统的故障和事故带来的损失。
同时，稳健设计也是一种良好的编程实践，可以提高开发人员的工作效率和代码质量。
总之，稳健设计是一种系统工程方法，旨在提高系统的稳定性、可靠性和可维护性。
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。
论述稳健性产品设计技术
论述稳健性产品设计技术产品设计是决定产品的第一也是最重要的环节。
产品设计带来的质量问题如果不及时处理，会引起连锁反应，其解决需要的时间和费用很高。
在设计过程中考虑得全面、合理、仔细能够有效地降低成本，减少质量问题发生。
通过稳健性设计不仅能够提高质量，还能使产品特性对不可控因素的敏感性降低。
1 稳健性产品设计技术1.1 稳健性设计的基本原理产品的质量在其生命周期内会被各种因素影响，这些影响具有不确定性，会导致产品的质量特性波动。
直接消除干扰因素，虽然可以解决问题但是实现难度过大、成本过高。
可以尽量降低干扰因素，使质量与因素之间关联变弱，对干扰变得不敏感，这就是稳健性设计的原理。
1.2 稳健性设计典型方法稳健性来源于控制理论中的鲁棒性，是指变量对因素发生微小差变的不敏感性。
如何定量地度量设计的稳健性是稳健性设计的基础。
可行稳健性是指产品性能质量在印象因素作用下稳定在所允许的范围内的能力；敏感稳健性是指产品性能质量在噪声因素作用下保持稳定的能力。
稳健性的指标有质量损失函数、信噪比、质量信息熵等。
经过长期研究和应用，稳健性设计的技术取得了很大的进展，出现了多种稳健性设计方法。
马义中通过熵和协方差矩阵的关系，建立多元质量特性的信噪比计算公式来度量产品质量特性的整体波动，为了克服质量特性协方差不能直接反映质量特性的波动关系，利用信息熵概念度量稳健设计中多元质量特性的整体波动。
比较常用的如下：1.2.1 田口方法。
田口方法以正交试验设计为基础，将产品的设计分为系统设计、参数设计和容差设计三个阶段，最后通过正交试验设计确定参数值可以到达的最佳水平组合。
该方法为稳健性设计提供了理论基础，但是必须事先确定方案的大致范围，局限性强，需要进一步研究。
1.2.2 双响应面法。
双响应面法可以将噪声因素和设计变量结合，综合考虑其对产品质量的影响。
适用于噪声因素非正太分布，求解误差小，但是对试验数据敏感，模型拟合较为困难。
1.2.3 随机模型法。
DOE实验设计及稳健设计、可靠性设计
分
析
1:16
170
1.2
表
230
1.5
200
1.3
1:18
1:14
分析表解释：
K1这一行的3个数分别是因素A, B, C的第1水平所在的试验中对应的铁水温度之和; K2这一行的3个数分别是因素A, B, C的第2水平所在的试验中对应的铁水温度之和; K3这一行的3个数分别是因素A, B, C的第3水平所在的试验中对应的铁水温度之和; k1, k2, k3这3行的3 个数，分别是K1, K2, K3这3行中的3个数的平均值； 极差是同一列中， k1, k2, k33个数中的最大者减去最小者所得的差。极差越大，说明这个因素 的水平改变时对试验指标的影响越大。极差最大的那一列，就是那个因素的水平改变时对试验指 标的影响最大，那个因素就是我们要考虑的主要因素.
为提高保证铁水温度，需要通过试验选择最好的生产方案. 经初步分析，主要有3个因素影响铁水温度，它们是焦比、风压和底焦高度， 每个因素都考虑 3个水平，具体情况见表。 问: 对这3个因素的3个水平如何安排，才能获得最高的铁水温度?
解：如果每个因素的每个水平都互相搭配着进行全面试验，必须做试验33=27次,每次试验如 重复3次，则为81次。现在我们使用L9(34)正交表来安排试验。
如： 刹车过程 — 刹车盘配方，材料A对性能单独贡献为Ga, 材料B对性能单独贡献为Gb，材料A和B合在一起对性能 贡献为Gab, 如：Gab=Ga+Gb，则不存在交互；如：Gab远远大于Ga+Gb或反之，则存在交互。
解：我们选用正交表L9(34)来安排试验。
实验同时考虑多个过程 输出结果
分析表
（Process Development) 2、变量的优化设置
稳健设计名词解释
稳健设计名词解释
稳健设计 (稳健性设计) 是指在系统设计和开发过程中，为了提高系统的可靠性、稳定性和鲁棒性，采取一系列措施来提高系统的安全性和可用性。
稳健设计的目标是在设计阶段就发现和解决系统可能存在的缺陷和风险，避免在系统运行时出现不可预料的问题。
稳健设计的具体含义包括以下几个方面:
1. 系统性：稳健设计要求系统设计和开发过程必须以系统性为基础，强调从系统整体的角度思考问题，综合考虑各个模块之间的交互关系和影响。
2. 风险评估：在系统设计和开发过程中，需要进行风险评估，分析系统可能存在的风险和缺陷，并制定相应的对策和措施。
3. 容错设计：在系统设计和开发过程中，需要考虑异常情况下系统的响应和处理能力，设计相应的容错机制和预案，以保证系统的稳定性和可靠性。
4. 可维护性：稳健设计要求系统设计和开发过程需要考虑系统的可维护性，保证系统在不同环境下的可适应性和易用性。
5. 安全性：稳健设计要求系统设计和开发过程需要考虑系统的安全性，包括防止恶意攻击、数据保护、访问控制等方面。
总结起来，稳健设计是一种系统设计和开发的理念，旨在提高系统的可靠性、稳定性和鲁棒性，保证系统在不同环境下的可用性和安全性。
稳健设计
大家好
46
直积内外表
例：图示的电感电路由电阻R和电感L组成，当输入交流电电 压为V时，电流频率为f，输出电流强度为y，其设定目标值为 10A，波动越小越好，要求对两个可控因素做参数设计
V y
R2 (2fL)2
R
L
y
V ，f
大家好
47
可控因素和噪声因素水平表
零件间噪声，即电阻R和电 感L与标称值之间是有差异
从产品的内部结构入手，用实验设计安排实验，寻找提高 产品稳健性的方法。目的就是尽量减少质量变异，设计出 稳健可靠的产品，并且考虑产品的成本。
如果产品能够在各种噪声因素的干扰下保持性能指标很小 的变异性，或者用廉价的零部件能组装成性能稳定可靠的 产品，则可认为该产品的设计是稳健的。
大家好
17
设计二 y2
找到使产品的平均质量及其稳健性、产品成本均令人满意 的产品配方或工艺参数。
大家好
20
三次设计
基础
系统设计
核心
参数设计
经济化
容差设计
大家好
21
系统设计
含义：又叫基础设计、专业设计 ，运用系统工程的思想和方 法，对产品的结构、性能、寿命、材料等进行综合考虑，以 探讨如何最经济、合理地满足用户要求的整个设计过程。
大家好
38
望小质量特性
产品的质量特性值越小越好，相当于取目标值m=0，损失函 数L(y)=y2，平均损失为E(y2)。
由于 E(y2)22，因此此时平均损失函数要求特性指
标平均值要小，且波动程度小。
大家好
39
望大质量特性
产品的质量特性值越大越好，则其倒数1/y则为望小质量特性， 其损失函数为L(y)=1/y2，平均损失为E(1/y2)
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。
稳健性设计-完整版
稳健性设计是日本著名的质量管理专家田口玄一博士于70年 代初创立的质量管理新技术。这是一种最新颖、科学、有效的稳 健性优化设计方法。该理论和方法不仅受到日本同时也受到欧美 各国应用统计学家、质量管理专家、工程设计专家和企业人士关 注，并在工程实际中得到了广泛应用。
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)。
系统设计
参数设计
容差设计
★基本思想和目的
参数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，使系统在内、外因素作用下，所产生的质量波动最小， 即质量最稳定（健壮）。
参数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，并价格低 廉。
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 定的偏差。偏差越小，质量越好。
设质量特性值为y，目标值为y0, y对y0的变差是 y
y y0 y
y 是服从一定概率分布的随机变量，当它服从正态分布
y~ N(0, 2)
2 越小越好
设计二 y2
哪个设计更好？
设计一 y1
系统设计
参数设计
Ⅰ制定可控因素水平表
初始数据表
容差设计
系统设计
参数设计
Ⅱ利用正交表进行内设计
内设计方案
容差设计
系统设计
参数设计
Ⅲ制定误差因素水平表 误差因素水平表
容差设计
系统设计
参数设计
容差设计
如何应用稳健设计法进行质量控制
如何应用稳健设计法进行质量控制在当今日益竞争的商业环境中，为了在市场上取得成功，公司必须确保其产品或服务的质量和可靠性。
为了达到这个目标，公司需要采用适当的方法来控制和管理产品或服务的质量。
其中，稳健设计法是一个被广泛应用的方法，本文就探讨如何应用稳健设计法进行质量控制。
一、稳健设计法的概述稳健设计法是一种通过在产品设计过程中考虑到不可预见因素的设计方法。
这些因素可能包括原材料的变化、生产工艺的变化等等。
稳健设计的目标是设计出不受这些因素影响的产品或服务。
稳健设计法的一个重要特点是，它强调在设计过程中预防性行动的重要性。
这意味着，在设计产品或服务时，应该预见到可能出现的问题，并采取措施来减轻这些问题的影响。
此外，稳健设计的方法还包括设计实验、可靠性工程等等。
二、稳健设计法的应用稳健设计法可以在产品或服务的所有阶段进行应用，从概念设计到最终产品或服务的交付。
以下是一些稳健设计法的应用：1. 概念设计阶段：在这个阶段，稳健设计法可以帮助确定产品或服务的可行性。
在确定产品或服务的目的、特征和要求时，需要考虑到各种可能导致产品或服务失效的因素，以便在后续设计过程中进行控制。
2. 设计验证阶段：在这个阶段，需要验证所设计的产品或服务是否符合要求。
通过设计实验，可以评估产品或服务的可靠性，并确定是否需要进行进一步的改进。
3. 生产阶段：在生产阶段，稳健设计法可以帮助发现生产中的潜在问题，并评估它们的影响。
通过实施生产过程控制和改进，可以减轻这些问题的影响。
4. 服务和维护阶段：在这个阶段，需要考虑到产品或服务在使用中可能遇到的问题。
通过稳健设计的方法，可以减少这些问题的出现，从而提高产品或服务的质量和可靠性。
三、稳健设计法的好处稳健设计法可以带来许多好处，其中一些包括：1. 提高产品或服务的可靠性：稳健设计法可以帮助识别和管理产品或服务中的问题，从而提高其可靠性。
2. 减少质量问题：通过稳健设计法，可以减少因生产或其他原因导致的质量问题，从而减少回归的成本。
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
质量稳健设计(QFD)方法在新产品开发中的实践与效果评估
质量稳健设计（QFD）方法在新产品开发中的实践与效果评估质量稳健设计（Quality Function Deployment，QFD）是一种通过将顾客需求转化为设计要求，并将设计要求在不同层次间进行相互关联和分解，最终转化为具体的设计决策的方法。
在新产品开发中，QFD方法可以帮助企业提高产品的质量和竞争力。
本文将探讨QFD方法的实践和效果评估。
一、QFD方法的实践1.1 确定产品的顾客需求在新产品开发过程中，首先需要确定产品的顾客需求。
这可以通过市场调研、顾客调研、用户反馈等方式来获得。
QFD方法要求对顾客需求进行分类、排序和量化，以便后续的设计工作。
1.2 建立QFD矩阵QFD矩阵是QFD方法的核心工具。
它将顾客需求与产品设计要求相联系，并将设计要求分解为具体的设计指标。
矩阵的行是顾客需求，列是设计要求。
在填写矩阵时，可以采用数字评分、标签描述等方式，以便进行后续的分析和决策。
1.3 进行相互关联和分解QFD方法要求将设计要求在不同层次间进行相互关联和分解。
例如，设计要求可以分解为功能要求、性能要求、外观要求等。
这样可以使得产品的设计决策更加具体和详细。
1.4 评估设计决策在QFD方法中，设计决策可以通过计算矩阵中的权重和得分来进行评估。
矩阵中的权重表示了各个设计要求对顾客需求的重要程度，而得分则表示了产品在满足不同设计要求上的性能水平。
通过评估设计决策，可以确定产品的设计方向和优化措施。
二、QFD方法的效果评估2.1 提高产品质量QFD方法可以将顾客需求转化为具体的设计要求，并通过相互关联和分解的方式，将设计要求转化为具体的设计决策。
这样可以确保产品在设计阶段就能够满足顾客的需求，从而提高产品的质量。
2.2 优化产品结构QFD方法要求对产品的设计要求进行细化和分解。
这样可以帮助企业更好地理解产品的功能和性能需求，并从中挑选出最关键的设计要求。
通过对关键设计要求的优化，可以进一步优化产品的结构和性能。
第六章稳健设计
参数设计
参数设计
参数设计
参数设计
4. 外设计 选用正交表进行外设计，采用内外表直积法，其
直积方案如表6-5所示：
参数设计
5.获得质量特性数据 由于电流强度可以计算，故由
直接求出质量特性。 现以内表第一号方案为例说明其计算过程。首先给出
第一号方案的外设计方案表（表6-6）。
参数设计
参数设计
下面进行SN比分析和灵敏度分析。
信噪比分析 由SN比方差分析表可以看出，电 阻R为高度显著因素，电感L为次要因素。并且 从表6-8可见，R的最优水平（η分析中Ti1最大 相应的水平）为 ，L的最优水平为 （因素L的 水平可任意选择），因此最优水平组合为 ，它 使SN比η值最大，是稳定性最好的设计方案。
参数设计
二、参数设计
参数设计就是应用参数组合与输出质量特 性的非线性关系，通过对试验数据的定量统计分 析，找出成本最低、稳定性最好的参数组合的过 程。
容差设计
三、 容差设计 容差设计就是在参数设计基础上，在总成本
最小的原则下，采取最佳决策确定误差因素的最 合理容差的过程。
➢对产品开发而言，一般要进行三个阶段设计的 全部程序； ➢对技术开发而言，通常不进行容差设计。
参数设计
2. 内设计 选用正交表进行内设汁。设计方案如表6-3所示：
参数设计
3. 制定误差因素水平表 误差因素有4个，它们是电压，频率，电阻和电感。
根据外界客观环境，电压和频率的水平选为：
电阻和电感采用三级品，波动为土10％，其水平 如下：
参数设计
第二水平＝内表给出的中心值 第一水平＝内表给出的中心值×0.9 第三水平＝内表给出的中心值×1.1 以上9个方案的误差因素水平表如表6-4：
稳健设计综述_崔玉莲
ZHILIANG YU KE KAOXING
10 2010 年第 4 期◆总第 148 期
理论 方法
等。 另一类是以工程模型为基础与优化技术结合的 稳健优化设计方法， 主要有容差多面体法、 灵敏度 法、 变差传递法、 随机模型法以及基于成本-质量 模型的混合稳健设计法等。
田口稳健设计法即三次设计法或基于损失模型 法。 三次设计方法的内容是： 无论是实际一个新产 品还是一种新工艺， 都可以分 3 个阶段进行。 第一 阶段是系统设计 （又称第一次设计）， 提出初步设 计方案。 第二阶段是参数设计 （又称第二次设计）， 寻求设计参数的最佳搭配， 提高产品性能的稳健 性， 它是三次设计的核心内容。 参数设计采用正交 试验设计法， 确定能使质量波动最小的可控因素水 平值的最佳组合设计方法， 主要利用线性或非线性 性质来减少产品质量特性的波动。 第三阶段是容差 设计 （又称第三次设计）， 利用损失函数给关键件 以合适的容差 （公差） 范围。 这是用于调整产品质 量成本关系的一种重要方法， 是产品质量设计的最 后阶段。 三次设计的主要工作一般在参数设计与容 差设计中。 为计算方便， 田口将损失函数模型转化 为信噪比指数， 然后再通过正交试验设计来确定参 数项的最佳水平组合。 因此， 三次设计是以正交试 验设计为基础， 用误差因素模拟各种干扰， 以信噪 比作为衡量产品质量稳定性的指标， 用廉价的元部 件组装质量上乘、 成本低廉、 性能稳定可靠的产 品。 此法的优点是设计变量可以是连续变量、 离散 变量甚至非数值型变量； 可求解相当复杂的模型； 通过正交表的统计分析， 可以定量地了解各设计参 数对目标性能的影响。 缺点是事先必须要知道最优 解的大致范围和水平， 即对优化时的初始点要求较 高， 否则就需要通过多轮的正交试验求解， 效率明 显降低。
ROBUST-DESIGN(稳健设计)(ppt文档)
2
Sources of Variation
Part
...
Part
.
.
Assembly
.
Part
Shipping Distribution,& delivery
Degradation over time
Customer Usage
Installation
3
Definition of Robust Design
X-late requirements into Product Performance Specs
X-late Performance Specs into Subsystem Specs
Continual Customer Focus
X-late Subsystem Specs into Component Specs
Rigorous 6 sigma Design – where variation is understood and the product and process design is detailed.
5
Continual Customer Focus
Determine the true needs, wants & demands of our Continual & Trade Partner(s)
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4
4.2 關鍵問題
從購買者的角度：購買決策必須考慮成本與品質 （或性能）。 從組織的角度：關鍵問題如下：
關鍵問題 說明
潛在的市場規模以及預期需求的概況。 是否有足夠的知識、技能、設備、產能與供應鏈能力 面對，包含產品之易製性(manufacturability)、服務的可 服務性(serviceability)。
1. 需求在哪裡？ 2. 可否達成？
3. 適合哪種品質水準？
4. 經濟層面是否可行？
顧客的期望、競爭者提供相似產品的品質水準自身、 目前的品質水準為何。
潛藏的責任議題、道德議題、永續性議題、成本以及 利潤。
5
4.3 法律與道德議題
產品責任(product liability)是促使設計改良的主要因 素，其指製造商必須為產品製造或設計不良所導 致的傷害或損失負責。 製造商也需遵守統一商事法規(Uniform Commercial Code)，以確保產品必須有可銷售性與適用性的條 件。 組織希望設計者遵從下列規範： 產品能依組織之目標而設計。 給予顧客所期望的價值。 進行健康與安全的主要考量。
全球暖化 廢氣汙染 氧氣耗盡 固體廢料產生
8
生命週期評估
生命週期評估的目標為在於考慮經濟情況下，
選擇能夠使環境影響最小化的產品與服務。 【生命週期評估的程序請參見第9章】
9
3Rs：降低成本(Reduce)、重新使用(Reuse)、資源回
收(Recycle)
設計者經常思考三個觀點以省下潛在成本與 減少環境汙染：
13
4.5 產品與服務設計的其他考量
除了法律、道德與環保議題外，設計者也必 須考慮到
產品或服務的生命週期 標準化的程度 產品或服務的可靠度 產品或服務運作時的作業條件範圍
14
產品或服務在生命週期各階段的策略
大多數產品與服務在其使用壽命中會經歷一連續 的階段，有時稱為生命週期。 需求會隨各階段變化，不同的階段需要不同的策 略，且需求預測與現金流動為策略的關鍵。
其衍生出設計配合拆解(design for disassembly, DFD) 之產品概念。
12
資源回收
資源回收(recycling)指回收物料供未來使用。 進行資源回收的理由包括：
1. 2. 3.
節省成本。 環境考量。 環保規範。
要求進行資源回收的壓力已產生一項新名詞：
設計配合回收(design for recycling, DFR) 指考慮舊產品拆 解與零件回收能力的產品設計。
6
4.4 永續性
永續性是產品與服務設計所追求的重點，關 鍵在於
生命週期評估 降低成本與物料使用 重新使用退回產品之某些部分 資源回收
7
生命週期評估
生命週期評估(life cycle assessment, LCA)亦稱為生命 週期分析。 用以評估產品或服務在可用期間內對環境的影響。 聚焦於下列幾個因素：
11
重新使用：重新製造
重新製造(remanfacturing)指將不堪使用或損壞的零 件從舊產品移除，再重組裝新零件成為一個新產 品並銷售之。 重新製造之理由：
重新製造產品的成本只有全新品的五成。 此製程只需要非技術或技術半熟練的員工。 在全球市場中，歐洲的立法者正逐漸要求廠商回收舊產 品。
第4章 產品與服務設計
1
學習目標
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
13.
14.
說明產品與服務設計策略的重要性。 列舉一些設計與重新設計的關鍵原因。 了解產品與服務設計的主要問題。 討論標準化的重要性。 討論產品與服務設計中，法律、道德倫理與永續性的重要性。 說明生命週期評估的用途與目的。 說明「3Rs」。 簡單描述產品設計與發展的階段。 描述設計構想的主要來源。 提出製造設計的關鍵議題。 提出服務設計的關鍵議題。 提出服務設計的各階段步驟。 提出設計良好的服務系統之特性。 提出服務設計的挑戰。
產品與服務設計或重新設計的原因
產品與服務設計或重新設計的原因包括：
影響市場改變的因素 經濟 說明 例如，低需求、過度的保固理賠、降低成本的 必要性。
社會與人口
政治、責任或法律 競爭 成本或供應 技術
例如，人口老化、人ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ遷移。
例如，執政的改變、安全議題、新的規範。 例如，新/改變的產品或服務、新廣告與促銷。 例如，原物料、零件、人工。 例如，產品零組件、製造流程。
以價值分析來降低使用多餘的物料。 將回收產品重新整理再出售可增加產品的使用 壽命，亦即重新製造。 將回收產品不堪使用的部分做資源回收。
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降低成本：價值分析
價值分析(value analysis)為針對零件或物料之功能所 進行的縮減成本與改善產品功效等努力而實施的 檢測。 指引價值分析的問題檢查表：
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導入期
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4.1 導論
產品與服務設計做些什麼？
產品與服務設計的活動及責任 互動的功能部門 行銷 行銷、作業 行銷、作業 會計、財務、作業 作業、行銷、工程 工程、作業
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1. 將顧客所想要與需求轉換成產品與服務的必要條件。 行銷、作業
2. 改善既有的產品與服務。 3. 發展新產品與服務。 4. 訂定品質目標。 5. 訂定成本目標。 6. 建構與測試雛型。 7. 使用說明書。 8. 將產品與服務的規格轉換成製程規格。
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產品或服務在生命週期各階段的策略
階段 說明
產品或服務會引起好奇，但潛在顧 客猜想產品或服務品質還不穩定， 且價格可能在導入期過後會下降。
設計逐漸改良，需求出現、產量可 靠度也增加，同時降低成本，使得 需求量成長。 產品或服務達到成熟，需求趨於平 穩狀態。
策略
必須仔細評估產品、服務的品質已達到穩 定或比競爭對手快速進入市場而取得優勢 何者重要。
獲得準確的需求成長率預測及成長持續時 間是很重要的，並要保證產能增加與需求 增加相符。 設計通常不需要再改善，且成本降低、生 產率提高。準確地預測在市場飽和前的成 熟期有多長與何時開始進入衰退期是重要 的。 須決定是否停止產品或服務供給，考慮以 新品項取而代之還是放棄此市場，或者對 現存產品或服務開發新用途或新使用者。