望目特性稳健设计实践.
农业工程数据收集与处理实验实验报告
农业工程数据收集与处理实验实验报告学院专业班课学号：姓名：实验日期教师评定实验一实验项目实验目的：熟练R语言和Rstudio工作环境，熟悉基本的数据处理句法。
实验要求：每个实验分开写，写出代码，并把结果copy到实验报告。
实验内容：实验过程：第四章质量管理中的统计技术(10) 已知某零件不合格品数统计资料见表4-25，试画不合格品数控制图(Pn控制图)。
4-25 某零件不合格品数组号样本大小(n)不合格品数(P n)组号样本大小(n) 不合格品数(P n)1 220 17 16 220 212 220 18 17 220 173 220 18 18 220 154 220 21 19 220 185 220 18 20 220 196 220 13 21 220 227 220 17 22 220 178 220923 220 99 220 11 24 220 1510 220 14 25 220 1811 220 16合计平均550022040916.3612 220 1213 220 1014 220 1415 220 20依次点击“分析”“质量控制”“控制”，然后弹出控制图窗口。
在控制图窗口中，选择“p、np”,“个案为子组”。
然后进行定义。
在定义窗口中，将“不合格产品数”选入“数目不符合”框，然后"标注子组"框选入“组号”，样本尺寸为220，图表栏选择“np（数目不符合）”，然后确定。
结果显示：(11) 表4-26为某纺织厂收集的每平方公尺布匹上的斑点数的记录，记有20个样本。
试画缺陷数控制图(C控制图)。
表4-26 斑点数统计表组号缺陷数(C) 组号缺陷数(C)1 5 11 42 4 12 73 3 13 14 5 14 85 6 15 26 4 16 27 7 17 38 3 18 79 2 19 410 3 20 4合计C=84依次点击“分析”“质量控制”“控制”，然后弹出控制图窗口。
质量改进与六西格玛中的稳健设计
质量改进与六西格玛中的稳健设计
说起试验设计(DOE)，很多人就会想起完全析因设计、部分析因设计、响应面设计等传统方法，可是随着工艺要求的提高、客户需求多样性的增强、成本压力的不断增大，根据这些方法得到的优化方案往往在实际工作中实现不了预取的效果。
这也是为什么很多开展六西格玛管理的企业在从传统的六西格玛改进DMAIC向六西格玛设计DFSS的进化过程中，越来越重视一种高级试验设计稳健设计的原因。
稳健设计Robust Design是在传统试验设计DOE基础上发展起来的低成本、高稳定性、高再现性的产品与技术开发、设计方法体系。
其价值在于通过产品设计、技术开发使产品或技术用最小的资源消耗对于外界环境变化、零部件制造公差和时间因素造成的老化、劣化、磨损等干扰的影响有很强的抵抗能力，从而让产品具有高度稳定的性能，让开发的技术在大规模生产和各种不同使用条件下都具有高度再现性，以达到长期稳定地满足客户需求的目的。
无论在工业工程的学术研究领域，还是在企业的研发和六西格玛项目中，稳健设计都受到了越来越多的关注。
目前，比较成熟的稳健设计方法大致有四种。
调查当前的统计质量咨询与软件市场后发现，只有专业质量管理及六西格玛软件JMP能够全部实现这些方法：
一、田口设计Taguchi Design
田口设计是一种源自日本的稳健设计方法。
它最大的创新之处在于从试验数据中提炼出两个指标来衡量产品质量的稳定性：灵敏度和信噪比。
在比较典型的望目特性流程中，一般用均值表示灵敏度，用均值平方与方差之比的对数的10倍表示信噪比，而且强调在设计优化中应当先将信噪比调节到最大，然后才将均值调整到需要的目标位置。
下图是基于JMP软件实现的田口设计优化示意。
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。
质量管理学教学案例一：田口参数实验设计
质量管理学教学案例一：田口参数实验设计————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：教学案例一：田口参数实验设计1 田口方法源起实验设计是以概率论与数理统计为理论基础，经济地、科学地制定实验方案以便对实验数据进行有效的统计分析的数学理论和方法。
其基本思想是英国统计学家R. A. Fisher在进行农田实验时提出的。
他在实验中发现，环境条件难于严格控制，随机误差不可忽视，故提出对实验方案必须作合理的安排，使实验数据有合适的数学模型，以减少随机误差的影响，从而提高实验结果的精度和可靠度，这就是实验设计的基本思想。
在三十、四十年代，英、美、苏等国对实验设计法进行了进一步研究，并将其逐步推广到工业生产领域中，在冶金、建筑、纺织、机械、医药等行业都有所应用。
二战期间，英美等国在工业试验中采用实验设计法取得了显著效果。
战后，日本将其作为管理技术之一从英美引进，对其经济复苏起了促进作用。
今天，实验设计已成为日本企业界人士、工程技术人员、研究人员和管理人员必备的一种通用技术。
实验计划法最早是由日本田口玄一（G. Taguchi）博士将其应用到工业界而一举成名的。
五十年代，田口玄一博士借鉴实验设计法提出了信噪比实验设计，并逐步发展为以质量损失函数、三次设计为基本思想的田口方法。
田口博士最早出书介绍他的理论时用的就是“实验计划法─DOE”，所以一般人惯以实验计划法或DOE来称之。
但随着在日本产业界应用的普及，案例与经验的累积，田口博士的理论和工具日渐完备，整个田口的这套方法在日本产业专家学者的努力之下，早已脱离其原始风貌，展现出更新更好的体系化内容。
日本以质量工程（Quality Enginerring）称之。
但是，严格来讲，田口方法和DOE是不同的东西。
田口方法重视各产业的技术，着重快速找到在最低成本时的最佳质量。
DOE则重视统计技术，着重符合数学的严谨性。
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。
稳健设计方法(2020年整理).pdf
1 反应 2 反反应时间 3 搅拌速 试 验 结 温 度 (B)/小时 度(C) 果产率% (A)/ 摄 氏度
1
1 (1)
1
82
(30)
(快)
学海无涯
2
1
2 (1。5)
2
81
(中)
3
1
3 (2)
3
76
(慢)
4
2
1
(40)
2
80
5
2
2
3
85
6
2
3
1
82
7
3
1
(50)
3
64
8
3
2
2
72
9
3
3
1
64
I
学海无涯
（3）选择合适的正交表，进行表头设计。, （4）确定试验方案。 （5）试验结果分析
实例：某化工厂生产一种试剂,产率较低,希望通过试验探索好的生产工艺以提高产率。考察 的因子与水平如下表:
表 8-10 考查试剂生产效率因素一览表
因子 水平
A
B
反应温度/摄 反应时间/小
氏度
时
C 搅拌速度
一水平
于说明,把上述三个总产率都取平均值,分别得到 IA/3=79.7,ⅡA/3=82.3,ⅢA/3=66.7,这是试剂
的 平 均 产 率 。 显 然 A 因 子 取 40 摄 氏 度 最 好 50 摄 氏 度 最 差 。 二 者 之 差 即 极 差
高 15.6%。
,它表示反应温度 40 摄氏度与 50 摄氏度相比,试剂的产率平均要提
30
1
快
二水平
40
1。5
中
第五章田口方法 Ⅰ
例1：(单指标的分析方法) 某炼铁厂为提高铁水温度，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。现在我们使用L9(34)正交表来安 排试验。
2. 减少变异性，与额定值或目标值更为一致；
3. 减少开发时间； 4. 减少总成本；
实验设计的发展过程:
试验设计始于20世纪20年代，其发展过程大致可分为三个阶段： 1. 早期的方差分析法: 20世纪20年代由英国生物统计学 家、数学 家费歇(R.A.Fisher)提出的，开始主要应用于农业、生物学、遗 传学方面，取得了丰硕成果。二战期间，英、美采用这种方法在 工业生产中取得显著效果；
产品间干扰（产品间噪声）：在相同生产条件下，生产制造出来一些 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）等生产条件的微小变化，引起产品质量特性值的波动，称之为产品间 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：在试验水平中可以指定，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波动的外干扰、内干扰、产品间干扰 统称为误差因素。
我们应当在不影响试验效果的前提下，尽可能地减少试验次数。
正交设计就是解决这个问题的有效方法。
正交设计的主要工具是正交表。
正交表:
右图是一個比较典型 的正交表. “L”表示此为正交表, “8”表示試驗次數
,
“2”表示兩水平,
“7”表示試驗最多可 以有7個因素 (包括單 個因素及其交互作 用)
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)
望目特性稳健设计实践
1 1 1 1 1 1 1 1 1 10.18 10.18 10.12 10.06 10.02 9.98 10.20 2 1 1 2 2 2 2 2 2 10.03 10.01 9.98 9.96 9.91 9.89 10.12 3 1 1 3 3 3 3 3 3 9.81 9.78 9.74 9.74 9.71 9.68 9.87 4 1 2 1 1 2 2 3 3 10.09 10.08 10.07 9.99 9.92 9.88 10.14 5 1 2 2 2 3 3 1 1 10.06 10.05 10.05 9.89 9.85 9.78 10.12 6 1 2 3 3 1 1 2 2 10.20 10.19 10.18 10.17 10.14 10.13 10.22 7 1 3 1 2 1 3 2 3 9.91 9.88 9.88 9.84 9.82 9.80 9.93 8 1 3 2 3 2 1 3 1 10.32 10.28 10.25 10.20 10.18 10.18 10.36 9 1 3 3 1 3 2 1 2 10.04 10.02 10.01 9.98 9.95 9.89 10.11 10 2 1 1 3 3 2 2 1 10.00 9.98 9.93 9.80 9.77 9.70 10.15 11 2 1 2 1 1 3 3 2 9.97 9.97 9.91 9.88 9.87 9.85 10.05 12 2 1 3 2 2 1 1 3 10.06 9.94 9.90 9.88 9.80 9.72 10.12 13 2 2 1 2 3 1 3 2 10.15 10.08 10.04 9.98 9.91 9.90 10.22 14 2 2 2 3 1 2 1 3 9.91 9.87 9.86 9.87 9.85 9.80 10.02 15 2 2 3 1 2 3 2 1 10.02 10.00 9.95 9.92 9.78 9.71 10.06 16 2 3 1 3 2 3 1 2 10.08 10.00 9.99 9.95 9.92 9.85 10.14 17 2 3 2 1 3 1 2 3 10.07 10.02 9.89 9.89 9.85 9.76 10.19 18 2 3 3 2 1 2 3 1 10.10 10.08 10.05 9.99 9.97 9.95 10.12
转向架弹簧疲劳强度的稳健设计
兰
州
交
通
大
学
学
报
Ｖ０ ． Ｏ Ｎｏ ６ １３ ．
Ｄ ｅ ．２ １ ｃ ０１
Ｊ Ｕ ａ ｏ ａ ｚ ｏ ｉｏｏ ｇＵｎｖｒｉ Ｏ ｒ ｌ ｆＬ ｎ ｈ ｕＪａ ｔｎ ｉｅｓ ｙ ｅ ｔ
文 章 编 号 ：０ １４ ７ （ ０ １ ０一１ ５０ １０ —３ ３ ２ １ ） ６Ｏ １—４
选 用相 应 的 正交 表 为外 特性的信噪比 叩 ：
＿ １ ｌ ｇ Ｏ
（ 一 ） Ｓ 一
（） １
望小特性信噪比 叩 ：
收 稿 日期 ：０ ｌＯ 一２ ２ １ —９Ｏ
作者简介 ： 薛
海 （９ ３）男 ， １ ８ 一， 甘肃张掖人 ， 助教
１６ １
兰
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交
通
大
学
学
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第 ３ Ｏ卷
一 ｇ ～ｌ 鍪 一ｌ 江 ∑ Ｏ ｇ
¨ ｉ ＿１ ． － ｙ
（ ３ ）
式中： 一 ∑ ） 一 Ｓ （ ｍ 。 ；
∑ （ 为 一 ） ；
ｄ 中径 Ｄ和弹簧所受载荷 Ｐ为误差因素． 、 根据相关 标准 将 这 些误 差 因素 取 为 三 水 平 ： 径 的偏 差 为 中 ±０ ０ ５ Ｆ ， ． ２Ｄ 簧条直径偏差的选 取参考文献 ［］ 】 ７ 的 刚度法确定 ， 弹簧所受载荷偏差依据弹簧静挠度的 许用 范 围来确 定． ２ ２ ３ 信 噪优 计算 ． ．
中图分 类号 ： ７ ． ２ Ｕ２ ０ １ 文献 标志码 ： Ａ
０ 引言
弹簧作为转 向架的关键零部件之一 随着铁路
载重 和速 度 的增加 ， 的服役 条 件 和应 力 状 态 发 生 它
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
山东省统计局关于公布第七届山东省统计科研优秀成果奖评选结果的通知-鲁统字[2009]76号
![山东省统计局关于公布第七届山东省统计科研优秀成果奖评选结果的通知-鲁统字[2009]76号](https://img.taocdn.com/s3/m/81b9d8cfc0c708a1284ac850ad02de80d4d806a6.png)
山东省统计局关于公布第七届山东省统计科研优秀成果奖评选结果的通知正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 山东省统计局关于公布第七届山东省统计科研优秀成果奖评选结果的通知（鲁统字〔2009〕76号）各市、县（市、区）统计局，各有关高校及单位：第七届山东省统计科研优秀成果奖评选工作已经圆满结束，现将评选结果予以公布。
这次评选活动共收到全省各级统计部门、省直有关部门、有关高等院校、企业等上报的参评作品近百项。
经专家委员会评审，共有84项统计科研成果获奖，其中：获得一等奖的作品14项，二等奖19项，三等奖23项，优秀奖28项。
这些获奖成果紧密结合工作实际，在研究内容的深度和广度上，在理论观点、方法探索等方面，都有新的突破和发展，对实际工作具有较大的指导意义和决策参考价值。
希望获奖作者再接再厉，继续提供出更多更好的统计科研成果。
也希望全省广大统计工作者在今后的工作中，坚持解放思想，更新观念，发扬理论联系实际的优良作风，以改革创新精神研究新情况、解决新问题，不断推动科学统计服务和促进经济社会的科学发展。
附：第七届统计科研优秀成果奖获奖名单山东省统计局二OO九年九月四日附件：第七届统计科研优秀成果奖获奖名单书籍类一等奖1、《奋进的历程辉煌的成就-山东改革开放30年》山东省统计局杜昌祚2、《经济管理定量分析方法及其计算机实现》山东经济学院宋廷山二等奖1、《山东发展统计报告（2008年）》山东省统计局杜昌祚2、《烟台电力统计年鉴（1949－2007）》山东电力集团公司烟台供电公司吕学贵丛连日王伟于之仁等三等奖1、《基于顾客忠诚的顾客资产管理：理论分析与策略指导》山东经济学院郑浩2、《实用体育多元分析方法》鲁东大学李世明优秀奖1、《山东省优秀统计科研成果汇编》山东省统计局姜玉山2、《统计调查分析精品选（2008）》山东省统计局刘绍辉3、《数字见证成就发展结出硕果》济南市统计局王祯祥等信息化成果类一等奖（空缺）二等奖《济南市消费价格电子采价系统》国家统计局济南调查队卜繁钢张帆三等奖《电力行业数字化决策分析系统的创建与应用》山东电力集团公司烟台供电公司吕学贵丛连日王伟于之仁等优秀奖1、《城镇住户调查网上记账系统》国家统计局济南调查队卜繁钢侯解玉张帆2、《工业统计电子台账的整理和应用》无棣县统计局阚树泉王华胜孙红梅杨向东课题类一等奖1、《互动共赢富民强省-山东实现富民强省新跨越战略的实践与探索》山东省统计局杜昌祚刘兴慧刘绍辉赵岩董晓青侯长蓬宋丽萍李红波刘静张毅曹亮2、《山东中小企业集群发展研究》山东省统计局姜玉山刘兴慧杨渊蘅王海波3、《我国城镇居民消费结构特征、影响因素及国际比较》国家统计局山东调查总队宋志申刘同星姜宏济秦红梅金立娟王启东张立新张智4、《基本单位名录库管理方式研究》山东省统计局宫照华袁晓勇杨志刚杨镇刘晓明王辉杨峰5、《国际先进管理标准与地方统计工作标准化建设研究》菏泽市统计局张培华、高会峰、张峰、王梅、王典进、张本标、冯新杰、尹茂中、周世竞、孔波、胡衍彪二等奖1、《关于服务业统计的探索与思考》山东省统计局杜昌祚姜玉山陈汉臻彭丽芳刘福军张秋菊山军勇王安孜郗翠莲邢文李琳2、《山东农村市场体系发育状况研究》国家统计局山东调查总队宋志申谭杰杜敏杰王象永张庆军刘明霞纪文翟文佳丁瑞虎3、《完善经济普查方法研究》山东省统计局潘振文孙思栋刘靖4、《发展循环经济统计指标体系研究》山东省统计局刘绍辉侯长蓬5、《农村统计调查发展战略研究》山东省统计局姜西海周颖颖6、《青岛市区域协调发展研究》青岛市统计局孙兰学高明辉王磊刘喜华秦浩7、《和谐社会条件下居民收入分配差距评价体系研究》日照职业技术学院山东省经济与政策研究中心梁纪尧张传玉王波等三等奖1、《部分服务业抽样调查缺失数据问题研究》国家统计局山东调查总队段连芳宋秀娟杨延斌赵崔红仇祝娟王延海2、《山东省资源节约型社会指标体系构建及其综合评价研究》山东经济学院宋廷山田金方王建香徐鹏晓3、《在经济和社会系统中，线性动力系统模型的建模方法及应用研究》山东财政学院邱茂路刘效军4、《山东省要素投入与经济增长问题研究》山东财政学院尉雪波刘爱芹李艺唯林春艳等5、《关于建立和谐社会指标体系的研究》青岛市统计局郑卫星高明辉崔凤王磊毕兆利秦浩关静于淼6、《山东省农民养老金缴费能力研究》山东经济学院董西明宫照华安家琦路军郭靖7、《财经类高等院校本科专业设置统计分析》山东经济学院李斌牟芳华李军优秀奖1、《努力实现经济发展方式由主要依靠投资拉动向消费、投资、出口协调拉动的根本性转变》山东省统计局王安孜2、《新农村建设中人力资源现状的统计分析与对策研究》济南大学乔聚玲常相全等3、《县级政府绩效评估指标的设计与筛选》山东经济学院付冷冷张宗坪宋敏4、《山东省循环经济的发展模式及指标体系研究》山东经济学院王丽梅董西明王红梅5、《国民经济核算的基本理论与方法研究》菏泽学院董凤鸣6、《零售业市场集中度计量与评价研究》山东经济学院王晓红宋廷山李梅娟7、《青岛市外向型经济监测引导体系研究》青岛市统计局周善忠王维周任庆利8、《产业创新评价体系研究》济南大学王雷彭丽芳孔岩王吉霞郑平9、《曲阜非公有制经济人才队伍发展战略研究》曲阜市统计局颜艳王爱友王君庆郭冠楠何勇论文类一等奖1、《全面落实科学发展观推动山东经济社会又好又快发展研究》山东省统计局杜昌祚刘绍辉董晓青2、《生活质量测度和评价的理论与方法研究》山东省统计局刘兴慧杨渊蘅王海波3、《山东收入分配格局及其相关政策研究》山东省统计局陈汉臻彭丽芳刘福军张秋菊山军勇王安孜郗翠莲邢文李琳4、《现代服务业统计方法研究》青岛市统计局郑卫星5、《加快泰安市服务业发展的思考》泰安市统计局张韧张吉峰6、《进口贸易结构与我国经济增长的实证研究》山东经济学院李兵7、《省域经济发展阶段的科学判断与合理定位：以山东为例》山东经济学院姜绍华二等奖1、《中国背景下不同类型企业组织创新气氛差异实证研究》山东经济学院孙锐王乃静石金涛2、《投资对山东经济增长的影响分析》山东经济学院张东光张淑琴3、《济钢投入产出模型的建立与应用》济钢股份有限公司生产部王泽华李厥友芦玮任子奎4、《基于定量测度方法的济南都市圈产业同构问题研究》济南市统计局孟照龙5、《基于因子分析的聚类方法在股票价值投资中的应用》山东财政学院林春艳孙淑杰6、《我省现代服务业发展现状、存在问题及对策》山东省统计局彭丽芳7、《文化产业竞争力综合测评指标体系的构建及评价方法研究》山东经济学院袁岩王建香8、《绿色制造在钢铁行业中的必要性-基于社会责任角度》山东经济学院崔国平崔庆安9、《经济欠发达地区企业职工报酬期望及实现水平的探讨》菏泽学院董凤鸣三等奖1、《我国中小企业发展能力的综合评价》山东科技大学张杰赵峰2、《深圳成分指数与上海综合指数的稳定分布》青岛大学刘喜华3、《中国上市公司“过度投资”问题的实证研究》山东经济学院李鑫4、《以科学发展观为统领全面做好服务业统计工作》济南市统计局高军李中亮5、《基于VaR模型的银行风险管理》山东工商学院天津大学杨黎明赵息孙德轩6、《中国制造业集聚对生产的贡献度检验》济南大学王光玲吴学花7、《基于数学思想方法的自主创业问题研究》济南市统计局孟照龙8、《山东省民营经济发展指标体系实证研究》济南大学阎红9、《望目特性稳健参数设计优化标准的构建》山东经济学院张志红何桢郭伟10、《基于模糊综合评判法的企业内部财务控制评价》山东经济学院邵春燕11、《扎实推进节能降耗大力发展循环经济》曲阜市统计局姬晓林王爱友王君庆12、《对当前政府统计调查工作的初步设想》青岛市统计局胡锦梅王维周13、《积极作为科学务实以坚强有力的统计保障推进科学发展》滨州市统计局朱兴新王安鹏郑步臣优秀奖1、《我国技术创新能力的区域间比较研究》山东经济学院王立平王乃静2、《城市循环经济发展水平的动态评价研究-以青岛市为例》山东科技大学赵峰3、《时序综合预测模型的建立探讨-以Eviews为分析工具》山东经济学院宋廷山4、《统计法律制度研究》滨州市统计局滨州黄河造纸有限公司王智童李振峰5、《构建企业业绩评价系统新模式：基于生态经济视角的一个框架》山东工商学院孙德轩6、《高管人员股权激励与上市公司业绩的相关性实证研究》山东经济学院夏宁7、《脂肪肝与血脂、血糖、肝功能等因素的Logistic分析》滨州医学院王萍玉谢书阳杜秀娟8、《企业和谐薪酬分配保障体系的构建》济钢股份有限公司江厚华芦玮王泽华李厥友任子奎9、《我国上市公司资本结构影响因素分析-基于钢铁行业上市公司的实证研究》济南大学乐菲菲李帮义李丽华10、《证券组合管理的优化方法》山东经济学院郭俊艳11、《企业销售和收款业务的内部会计控制探讨》菏泽学院董凤鸣12、《＜菏泽学院学报＞自然科学类论文及其作者分布统计分析》菏泽学院李诚举13、《2003-2007年住院病人疾病顺位分析》枣庄市峄城区人民医院张玉爱14、《英汉双语心理词典中英语单词的存储单位》山东科技大学陈士法——结束——。
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：
稳健性设计
稳健设计认为，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 则以产品进入消费领域后给人民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。
稳健性设计
Robust Design
什么是稳健性设计
稳健性设计几个基本概念
稳健性设计三个阶段 ——三次设计
稳健性设计案例
什么是稳健性设计
●稳健性设计起源
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。 自本世纪七十年代，世界上技术先进国家已开始以一种全新 的设计概念取代了传统的设计思想。这种新的设计概念认为：使 用最昂贵的高等级、一致性最好的元器件并不一定能组装出稳健 性最好的整机，成本最高，并不一定质量最好。产品抗干扰能力
如使产品性能对所用材质变差不灵敏，就能在一些情况下使
用较低廉的或低等级的材料；使产品对制造尺寸变差不灵敏，可 以提高产品的可制造性、降低制造费用；使产品对使用环境变化
不灵敏，就能保证产品使用的可靠性和降低操作费用。
●质量特性值
在工业生产中，产品的质量通常通过对特定的功能、特性的测定 或测量数值来评定（质量特性或输出特性）。 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
影响会偏离目标值，随偏离的程度不同，将给用户带来程度不同的
损失。
稳健性设计案例 系统设计
参数设计
容差设计
设计一个电感电路，要求输出电流强度在10安培附近，且波动越小
田口方法稳健设计的详细教程案例
功能波动
产品的质量特性y不仅与目标值m之间可能会存 在差异，而且由于来自使用环境、时间因素以 及生产时各种条件等多方面的影响而产生波动， 我们称此为功能波动。为了减少产品的功能波 动，进而减少波动造成的损失，必须分析产生 功能波动的原因，以便采取正确有效的对策。 影响产品功能波动的原因大致可以分为以下3 种。
例如长时间进行储存的产品，当开始使用时， 构成该产品的材料、零部件随着时间的推移将 产生质的变化从而引起产品的功能波动。如某 种电阻的阻值在储存10年后，比初始值增大约 10%。又如当产品长时间使用后，它的一些零 部件的尺寸已发生磨损，从而引起产品的功能 波动。
产品间波动
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、计测方 法和环境（简称5M1E）等生产条件的微小变 化，而引起的产品制造误差称为产品间波动。
计点特性是指单位产品上的质量缺陷的个数，它取 值0，1，2等。如棉布上的疵点数、铸件上的砂眼 数等均为计点特性。
计数分类值特性是指对单位产品按其质量好坏先划 分为若干个等级，并对每个等级规定合适的数值。 例如：将产品质量分为好、中、差3个等级，并规 定好为1、中为2、差为3。
望目特性
计量特性可以进一步分为望目特性、望小特性 和望大特性。
田口三次设计
邵家骏 教授
静态特性参数设计
产品质量是指产品的一组固有特性满足要求的程 度。这组固有特性称之为质量特性，它包括性能、 可靠性、安全性、经济性、维修性和环境适应性 等。采用哪些质量特性来反映产品的质量状况， 这是专业技术问题。而选取什么性质的质量特性 的分类。质量特性可分为计量和计数2大类。计 量特性又分为望目特性、望小特性和望大特性3 种类型。计数特性又可分为计件特性、计点特性 和计数分类值特性3种类型。质量特性还可分为 动态特性和静态特性2类。质量特性还可根据产 品质量形成的各个阶段（位置）的前后分为下位 特性和上位特性。
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P3 P5
噪声等级
Slide 78
确定控制因子与等级
通过脑力风暴讨论，他们从材料组成参数中选择控制因子和等级。 因子 F 是流程顺序控制因子。 控制因子和等级为精选的瓷砖成分
控制因子 等级-1 等级-2 等级-3
A
B C D E F G H
石灰石
滑石 滑石类型 耐火黏土 粒度 烧制顺序 长石 粘土类型
内排列
y = 瓷砖厚度
Slide 80
在Minitab里完成实验规划
2 4
3 5
8 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 打开 Minitab 的空白工作表 选择“Stat>DOE>Taguchi> Create Taguchi Design..”（统计>DOE>Taguchi> 创建 Taguchi 设 计..） 选择“Mixed Level Design”（混合等级设计） 选择因子数为 “8” 单击 Taguchi 对话框中的“Designs…”（设计 ）按钮 选择“L18 2**1 3**7” 单击设计对话框中的“OK”（确定） 单击 Taguchi 主对话框中的“OK”（确定）
否 重新考虑和调查步骤 1 - 7
5. 准备和进行实验 及收集数据
Slide 73
第一部分： 稳健设计实践案例剖析
瓷砖制造范例
有关瓷砖制造流程优化的稳健设计，其有趣的早期应用出现在 50 年代的日本。从那以后稳健设计方法得到了许多完善。但这个案例 可说明用于设计优化的田口方法的一些基本特点。
1953 年，一家日本瓷砖制造公司 INAX 从欧洲采购了价值 200 万美 元的新隧道窑。该砖窑长 80 米。内部有一辆叠放瓷砖的推车 随着燃烧器烧制瓷砖，在轨道上缓慢移动（36 小时行进 80 米）。 问题在于瓷砖厚度的可变性。
1. 定义范围/目标
完成信噪比及均值 响应值表
提出以下设计的信噪比预 测： a) 优化设计 b) 初始设计
2. 选择响应值 7. 进行以下设计的证实测试： a) 优化设计 b) 初始设计
3. 研究噪声对策
4. 建立控制因子和等级 — 确定控制因子和等级 — 将它们分配到正交排列 证实？ 是 8. 实施和记录结果
— 隧道窑 —
Slide 74
问题： 瓷砖不均匀
超过 25% 的瓷砖都不在尺寸规格之内。内部瓷砖很少能够符 合规格。对于需求不断高涨的彩色瓷砖而言，所面临的问题 更为严重。
对工厂人员来讲，厚度不均匀的根本原因显然在于热分配不均匀。 将不均匀受热视为噪声因子。 重新设计砖窑的费用高得惊人（500万美元）。回想一下，有很多 不同类型的对策可供我们对付“噪声”，即 忽略、控制/消除、补 偿和减少。
y = 瓷砖厚度 (mm) USL
标称 LSL
要衡量的输出响应是：
y = 瓷砖厚度 (mm)
制造规格，y = 瓷砖厚度，是： 10.00 ± 0.15 mm
内部 瓷砖
外部 瓷砖
砖窑中 所处位 置
Slide 77
确定噪声因子与等级
理想值 y = 10.00 mm 可归纳为 y = m，m 是标称尺寸时没有可变性。
推车上的瓷砖位置被视为一个主要的噪声因子。
接近热源的外部瓷砖和距其较远的内部瓷砖之间的温度梯度非常大。
噪声因子 等级-1 内部 前部 等级-2 内部 尾部 等级-3 外部 右面 等级-4 外部 左面 等级-5 外部 前部 等级-6 外部 顶部 等级-7 内部 中间
P 瓷砖位置
P6
P2
P7 P4 P1
Slide 75
定义项目范围
工厂人员决定进行实验，以寻找在砖窑内不受位置影响的瓷砖材料 的组成。
他们认为，将一吨的工业轧机用于实验显得过于庞大，所以决定选 用其 2 公斤产能的小型球磨机。
他们这样做的原因是，如果噪声因子策略能够得以正确执行，那么 小规模生产的结果同样可以适用于大规模生产。
项目范围摘要： 使用小型球磨机测试的材料组成
DESIRE 精益六西格玛设计系列课程
望目特性稳健设计实践
学习本阶段课程，你可以掌握 …..
望目特性稳健设计的流程
稳健设计中的实践操作要点
如何在Minitab中实现稳健参数设计 稳健设计的注意事项
自己动手完成一个望目特性稳健参数设计
Slide 72
望目特性参数设计路标图
6. 进行数据分析 计算每轮正交排列的信 噪比和均值 确定最优的设计预案
外排列
A B C D E F G H
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 1 1 2 2 2 3 3 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 2 3 1 3 1 2 1 2 3 2 3 1 1 2 3 3 1 2 3 1 2 2 3 1 1 2 3 2 3 1 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 1 2 1 2 3 3 1 2 2 3 1 2 3 1 3 1 2 1 2 3 1 2 3 3 1 2 3 1 2 1 2 3 2 3 1 2 3 1 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
— 瓷砖制造流程 —
原材料 粉碎和混合
铸模
煅烧
上釉
煅烧
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确定响应
当厚度为 10.00 mm 时，厚度响应的目标值将达到完美的均匀状态。
制造规格为 10.00 ± 0.15 mm； 工厂人员知道这是响应的望目特性类型； 他们认为，瓷砖尺寸的均匀意味着加热深 度的均匀； 他们必须证实自己的想法。
6
7
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进行实验与数据收集
瓷砖材料以 L18 的每个组合配制并在小型砖窑中煅烧（烧制），然后从 每 7 个位置中选出一个样品测量厚度（单位 mm）。
5%
43% 新类型- 1 0.0% 细粒度 第一 7% 类型- K
1%
53% 当前 1.0% 当前 第二 4% 混合型 63% 新类型- 2 3.0%H2 为当前条件。
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稳健设计规划
瓷砖实验的实验选用了L18正交排列，各行指定了 18 项控制因子测试条件； P1 至 P7 指定噪声等级或位置。