田口方法之基础概
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
日本企业质量管理方法简介(二)田口方法的基础和核心——参数设计
质量译丛日本企业质量管理方法简介（二）田口方法的基础和核心摘要：日本筑波大学山田秀准教授以“ｓＱｃ方法、田口方法以及ＭＴｓ”为题发表长篇文章，就日本质量管理的各种基本方法作了简明而系统的介绍。
本文经编译作为连载的第二篇，主要介绍田口方法中的参数设计。
田口方法也称为质量工程学，而参数设计是“线外质量工程学”的核心，也是田口方法的基础和核心。
在参数设计中，将产品用户的环境和使用条件等作为误差因子导入设计过程，使设计中的控制因子水平变得更加“稳健”，从而能使产品质量进一步提高。
文中将参数设计分为动态和静态两种特性的设计概念，按设计的实施步骤详细地介绍了静态特性参数设计的操作案例，并指出了参数设计与传统的试验设计方法的不同用途。
另外，本文最后对田口方法中的质量损失函数问题（“线内质量工程学”的核心）也作了简要说明。
：３４４黛熙…ｗｉ．２００８芷擘４期参数设计譬李望编译一、概述二十世纪五十年代．为解决当时企业生产中的现实问题，日本田口玄一博士研究创立了“田口方法（Ｔａｇｕｃｈｉｍｅｔｈｏｄ）”。
田口方法是以产品设计环节为主的一系列质量管理手段的集合体，也称为“质量工程学”。
田口方法的基础是“参数设计“，它是”线外质量工程学”的核心。
此外还有“质量损失函数”，则是“线内质量工程学”的核心。
后来，作为田口方法发展的新成员，又出现了马田系统（ＭＴＳ）。
本篇将围绕田口方法中的线外质量工程学的主体——参数设计问题作详细解释．同时也对已成为线内质量工程学主体的质量损失函数问题作简要介绍。
１．参数设计的目标——实现“稳健性产品设计”万方数据万方数据万方数据万方数据万方数据日本企业质量管理方法简介(二)田口方法的基础和核心——参数设计作者：李堃作者单位：刊名：上海质量英文刊名：SHANGHAI QUALITY年，卷(期)：2008(4)本文链接：/Periodical_shzl200804013.aspx。
实验计划法-田口式实验法
Rule 1 一个产品的质量特性是以附合目标值为革准 , 我们可确信这些产品会有良好的质量 .
Rule 2
如果一个产品的质量特性是以附合规格为基 准我们相信这样的产品是“ As good as bad”, 好坏差异不大 .
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) 品质工程的概念
Experiment Environment 周遭环境条件可能会对实验结果造成影响.
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) 实验计划法之概念
实验计划用语及定义
Blocking集区原量
Experiment Design Error错误
Randomization随机 Replication
Is a portion of the experimental material or experimental environment which is likely to
例题 假设波峰焊制程之Nomial value of y(焊接炉之温度)为240℃, 已知对某产品之平均成本(每片)为NT＄200而如果我们订定y 超出240℃之±20℃时,材料就得报废.试求Quality Loss
Function L(y) 解 本例属于Nomial the best Model因此L(y) =k(y-m)2
已知 当y = 220℃ or 260 ℃时L(y) =＄200
Ao=＄200 ＄50
L (y) = k(y - m) 2
220 230 240 260
△o
Tolerance =△o =±20℃∴ △o = 20℃ Loss = Ao = L =＄200
Ao = k(△o)2
田口设计、筛选设计原理及优缺点
田口设计、筛选设计原理及优缺点1. 概述田口设计（Taguchi Method），又称鹫尾法，是一种常用的质量设计方法，其主要任务是设计出一种稳定、优质且经济的产品。
该方法于20世纪50年代在日本被发明，并被广泛应用于日本制造业中。
田口设计侧重于提高产品的质量，避免缺陷和浪费，同时也帮助企业节约了时间和成本。
2. 田口设计原理田口设计的核心原理是采用系统化的方法来处理不确定性，以尽可能降低产品设计和制造过程中的风险。
具体来说，田口设计在设计产品时采用了三个基本原则：2.1 优化设计田口设计关注的是整体质量，而不是从零件的角度考虑。
它通过合理地调整设计变量来优化产品，同时减少资源浪费。
这种方法旨在最小化质量变异度，从而使产品满足用户需求并达到稳定的状态。
2.2 统计技术田口设计避免了人工试错，取而代之的是使用统计技术来分析数据。
通过收集数据并使用正交试验等方法分析数据，可以确定哪些设计变量对产品的性能和质量有重要影响，并且可以找到最优的设计方案。
2.3 鸭子理论鸭子理论是田口设计的核心理论，它认为生产流程中会存在各种干扰性因素（如原材料、操作、环境等），这些因素会对产品的质量造成不良影响。
鸭子理论就是要尽可能将这些因素的影响降至最小。
3. 筛选设计原理筛选设计是指在实验中排除一些无关因素，只考虑目标因素对实验结果的影响，从而找到最优的设计方案。
田口设计中也包含了筛选设计这一环节，其主要原理包括：3.1 对设计变量进行分类田口设计首先将设计变量进行分类，分为控制因素和干扰因素。
控制因素是和产品性能和质量有关的关键因素，干扰因素则是一些不关心的、与产品性能和质量无关的因素。
通过对设计变量进行分类，可以有效地减少实验结果的变异度，提高研究的精度。
3.2 选择正交实验正交实验是筛选设计中常用的实验方法。
与传统实验方法不同，正交实验可以同时考虑多个因素对实验结果的影响，从而找到最优的设计方案。
正交实验是一种高效、经济、可靠的设计方法，可以避免不必要的实验，同时提高实验的精度。
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。
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
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1. 簡述
1) 直交表
2.原理
2) 交互作用 3) 品質特性
交互作用( 2 )
我們將交叉的兩因子 叫做強交互作用，反 之則稱為弱交互作用
1. 簡述
1) 直交表
2.原理
2) 交互作用 3) 品質特性 ( I ) S/N ( ii ) 望大望小望目
S/N ratio
S/N 是訊噪比的簡寫(signal to noise) ， 原為評價通訊品質的一個指標，後來被 我們所沿用為工程上品質的同義字
田口方法
之基礎概念
報告人：江杰修
大 綱
1.簡述什麼是田口方法 2.原理 1) 直交表 2) 交互作用 3) 品質特性
1. 簡述
2.原理
什麼是田口方法?
目的： 減少實驗次數並可以 達 成最佳化的目的
1. 簡述
2.原理
3) 品質特性
1) 直交表 2) 交互作用 ( I ) 全因子實驗 ( ii ) 直交表
望大望小望目( 2 )
轉換公式 標準差的定義
望目特性公式
(將m設為0即為望小)
望大特性公式
1. 簡述
1) 直交表
2.原理
2) 交互作用 3) 品質特性 ( I ) S/N ( ii ) 望大望小望目
望大望小望目( 3 )
S/N比在塑膠射出 成型的實用例子
.tw/~leehh/
直交表( 3 )
本例子為 望小特性
1. 簡述
2.原理
3) 品質特性
1) 直交表 2) 交互作用 ( I ) 全因子實驗 ( ii ) 直交表
直交表( 4 )
1. 簡述
1) 直交表
2.原理
2) 交互作用 3) 品質特性
交互作用( 1 )
實際上任 兩個因子 可能會有 交互作用 非平行的兩條直線 代表著有交互作用
目標值
我們在做品質特性最佳化的同時， 一邊要使平均值往目標值移動，並 且希望能縮小離散程度，我們以此 雙目標來對S/N做定量的計算 因為定義的關係，S/N愈大愈好!!
1. 簡述
1) 直交表
2.原理
2) 交互作用 3) 品質特性 ( I ) S/N ( ii ) 望大望小望目
望大望小望目( 1 )
理想機能 靜態/動態 靜態 靜態 靜態 動態
Thank you for Your attention
李輝煌教授
全因子實驗 ( 1 )
1. 簡述
2.原理
3) 品質特性
1) 直交表 2) 交互作用 ( I ) 全因子實驗 ( ii ) 直交表
全因子實驗 ( 2 )
1. 簡述
2.原理
3) 望大、望目、望小
1) 直交表 2) 交互作用 ( I ) 全因子實驗 ( ii ) 直交表
全因子實驗 ( 3 )
本例子為望小特性
品質特性 望目特性(nominal the best)
望小特性(smaller-the-better)
望大特性(larger-the-better)
原點直線型(zero-point proportional)
1. 簡述
1) 直交表
2.原理
2) 交互作用 3) 品質特性 ( I ) S/N ( ii ) 望大望小望目
1. 簡述
2.原理
3) 望大、望目、望小
1) 直交表 2) 交互作用 ( I ) 全因子實驗 ( ii ) 直交表
直交表( 1 )
1. 簡述
2.原理
3) 品質特性
1) 直交表 2) 交互作用 ( I ) 全因子實驗 ( ii ) 直交表
直交表( 2 )
1. 簡述
2( I ) 全因子實驗 ( ii ) 直交表