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
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。
质量工程师培训内容
通过具体案例，展示FMEA在产品设计、生产过程、设备维护等领域的 实际应用，以及其在预防潜在失效、降低风险和提高产品质量方面的效 果。
田口方法简介及案例分享
田口方法基本概念
简要介绍田口方法的起源、基本思想和核心工具，以及其 在提高产品质量和降低成本方面的作用。
田口方法主要内容
详细讲解田口方法的主要内容，包括质量损失函数、信噪 比、正交试验设计、参数设计和容差设计等方面。
质量检验与评估
REPORTING
检验方法与标准
抽样检验
根据产品特性和检验目的，制定 合理的抽样方案，确保样本具有
代表性。
全数检验
对全部产品逐一进行检验，确保每 个产品都符合质量要求。
检验标准
熟悉并掌握国家或行业相关质量标 准，如ISO、API等，确保检验工作 有章可循。
不合格品处理程序
01
02
03
质量评估指标
熟悉并掌握关键质量评估指标，如合格率、 不良率、返修率等。
质量报告编制
根据分析结果，编制质量报告，包括质量状 况、问题分析、改进措施等。
数据收集与分析
定期收集质量数据，运用统计技术进行分析， 找出质量波动的原因。
报告提交与反馈
将质量报告提交给相关部门和领导，及时反 馈质量信息，推动质量改进工作。
过程控制与持续改进
过程能力评估
对生产过程的稳定性和能 力进行评估，确保过程能 够满足产品质量要求。
持续改进
通过不断识别改进机会、 制定改进措施并实施，实 现产品质量的持续改进和 提高。
质量管理体系建设
建立和完善质量管理体系， 确保质量策划、质量控制 和质量改进等活动的有效 实施和运行。
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。
田口博士的质量哲学和方法
田口博士的质量哲学和方法Dr. Taguchi's Philosohpy and Methods编者的话随着质量科学的发展，人们已逐渐达成共识：预防性是现代质量管理的核心所在。
质量，不是靠对出厂产品进行合格检验得来的，也不仅是靠控制生产过程减少不合格品得来的；这好比治理黄河，中游和下游都无法有效地控制水质，只有用正本清源的方法，在源头和上游采取措施，方可有效地达到预期的目标。
田口玄一博士由此展开思路，运用东方独特的哲学思想，形成自己的质量哲学，即：在产品最初的开发设计阶段，通过围绕所设置的目标值选择设计参数，并经过实验最低限度减少变异从而把质量构建到产品中，使所生产的全部产品具有相同的、稳定的质量，极大地减少损失和成本。
换句话说，是把顾客的质量规格分解成设计参数，形成预期目标值，最终研制出高质量、低成本且性能稳定可靠的“物美价廉”的产品。
田口博士把数理统计、经济学应用到质量管理工程中，发展出独特的质量控制技术，比如，头脑风暴法、OA法和参数设计方法等，创立了“质量工程学”(Quality Engineeting ，QE)，又叫“田口方法”(Taguchi Methods)，目前已在世界全国得到广泛的应用。
QE主要包括两个方面的内容：“脱线”(off-line)QE属于生产线以外的阶段，主要研究产品的开发设计和生产工艺设计阶段使产品质量优质，低成本、功能稳定可靠的质量控制方法。
田口博士把产品设计分为系统设计(系统选择)、参数设计和容差设计三个阶段，因此也称为三次设计。
“在线”(On-line)QE属产品的生产阶段，主要研究生产现场中有关质量控制的技术。
它包括工序的诊断与调节、预防维修方式的设计以及产品的检验与处理等内容。
田口博士在八十年代初曾来我国进行演讲，有力地推动了该方法在我国的应用，应用领域涉及电子、化工、光学、机械、车辆、兵器等行业，取得大量的成果，创造出可观的经济效益。
为积极迎接“质量世纪”的到来，参与激烈的市场竞争，在全国各行业更好、更快地推广普及和深入应用田口方法，我们推出本期内容。
田口方法在质量管理中的应用
管理ABC田口方法是由日本著名质量管理专家田口玄一博士于上世纪70年代创造出来的，田口博士本人将其命名为质量工程学。
它的特点是将数理统计、工程技术和经济学等结合起来应用于质量管理中，由于其原理和操作都相对简单，在日美等国家的工程技术领域得到广泛关注。
田口的所有理论都从他独树一帜的波动质量观出发，通过损失函数将质量特性和成本紧密相连。
它是一种低成本、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，并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。
田口因其在质量工程领域的贡献，分别三次被授予戴明奖，此外还获得了W illard Rockwell奖、蓝带奖、休哈特奖章，1997年被选为ASQC的荣誉会员。
一、田口方法的体系田口玄一博士的质量保证理论自成体系，它的理论基础是田口质量观、质量损失函数等。
田口质量观是整个田口方法论的基础。
田口玄一把质量定义为：“所谓质量是商品上市后给予社会的损失。
但是，由功能本身所产生的损失除外”。
田口认为只要质量特性值偏离目标值就会产生质量损失，同时他认为决定产品规格界限的不应是工程师而应是消费者容许的界限。
田口博士将质量分为二类：第一类是顾客要的，这包括机能本身、外观、产品种类、等相关议题；第二类是顾客不要的，例如社会损失、失效、缺点、污染、机能变异等。
第一类的质量与顾客个人的所得收入与价值观有关。
第二类的质量问题正是工程师所要改善的，它对于市场占有率有着重要的影响，并可提升市场的竞争力。
田口博士认为所有第二类型的质量问题都是起因于以下三种杂音因子：(1)环境使用状况；(2)退化与磨损；(3)个别的差异（即制造的不良）。
田口的质量观导致了现代质量损失原理的产生：当产品质量特性等于设计目标值时，质量损失为零，只要产品质量特性偏离设计目标值就会产生质量损失，而且偏离越大产生的质量损失越大。
为了定量描述质量损失，田口提出了质量损失函数。
田口正交实验方法
实验设计方法(Design of Experiment)Taguchi Method田口正交实验设计法什么是Taguchi实验设计法Taguchi(田口)实验设计是利用正交表来挑选实验条件和安排实验的实验方法.此实验设计方法最早是由日本质量管理专家田口玄一(Genechi Taguchi)提出, 由此又深化发展出参数优化设计, 公差设计和稳健设计(Robust Design).Taguchi方法的基本概念.1. 质量损失函数(Quality Loss Function)田口方法认为, 质量的定义是产品由于质量的缺陷对带来的损失. 其损失可以用一个质量损失函数来表示:L= (y-m)2CL为损失y为特定的质量特征的实际值m为质量特征的目标值C为损失的常数2. 正交表(Orthogonal Array):正交表是正交实验设计的基本工具. 是在运用组合数学理论的正交拉丁方的基础上构造的一种规格化的表格. 其符号为L n(j i)其中:L – 正交表的代号n - 正交表的行数, 即实验次数j - 正交表中的数码, 即因素的位级数I - 正交表的列数, 即实验因素的个数一个L8(27)的结构为:正交表L8(27)此表为7个因素, 2个位级的8个实验组合的正交表.在这个正交表中, 你可以看到, 任意一个因素的任意一个位级出现的次数都是4次, 也就是说他们出现的机会是平均的, 同时, 任意两列的位级的组合是(1, 1), (2, 2), (1, 2), (2, 1)各出现2次, 也是均衡的.这是比较常用的两个位级的正交表之一, 还有3个位级, 4个位级和5个位级以及混合位级的正交表.3个位级的正交表(例)混合位级的正交表(例)3. 信噪比(Signal to Noise Ratio)信噪比和稳健(Robustness)的概念紧密相关, 稳健的概念追求产品或流程的表现在受到因素的波动时候的稳定性.这个比用S/N来表示.S/N可以是:! 望目值 – 某个目标值! 望大值 – 比如合格率! 望小值 – 比如维修时间利用Minitab进行Taguchi实验方法的实例一个接触器的使用寿命的实验设计Y = 寿命(衡量指标为: 次)因素:A = 触片形状(标准, 长)B = 支撑长度(全长, .25mm间隙)C = 材料厚度(0.012 , 0.011)D = 方向(标准, 横向)在Minitab中, Stat>DOE>Taguchi > Create Taguchi Experiment选择正交表输入因素的名称和位级得到Taguchi方法的实验表收集实验数据分析Stat > DOE > Taguchi > Analyze Taguchi Design同时考察S/N, Mean 和 Standard Deviation这里的S/N是望大(寿命)结果\对分析的结果来看，当需要提高接触器的寿命时, 各因素的设置为较长的长度, 25毫米的支撑间隙, 0.11的材料厚度和标准方向.。
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。
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：
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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