田口设计方法基本地的知识

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田口实验简介

田口法设计原理1.1田口法简介田口法是工程领域中一种求最佳产品品质的实验方法，是由田口玄一博士所创立，它的核心思想是以最少的实验次数确定最佳的参数组合,快速筛选出最优设计方案。

其设计策略是尽可能减少由于状态改变而引起的品质变化，此方法已在众多工程领域中大量应用。

它的设计观念在于：①认为品质是产品的固有特性，并且是由决定产品或系统品质好坏的因素(控制因素)的水准取值决定，因此可以通过对控制因素水准的设计来对产品或系统的品质进行设计。

②产品的品质需要从“与目标的差别”、“抵抗噪声的影响的能力”以及经济性三方面来综合衡量。

图 2.1 田口法设计流程Fig. 2.1 Flow chart of Taguchi design method它创新地将产品中“恰与规格相符者”视为“最佳的性能”，从工程的角度出发，将社会损失成本作为衡量产品品质的依据，首先通过实验求取特定的品质特性指标和鲁棒性指标来求得各控制因素对产品“与目标的差别”以及“抵抗噪声的影响的能力”两个方面特性的影响效应，然后根据效应指标，在设计过程中结合成本对产品进行设计，最大限度减少产品在不同噪声环境下品质的变异，从而把质量构建到产品当中，最终生产出低成本且性能稳定可靠的物美价廉的产品。

1.2 田口法设计流程在设计时，田口法首先根据设计问题的实际将设计所涉及到的各类因素分类，并确定它们可能的水准取值，然后根据这些因素和水准的情况通过正交表工具进行实验安排并进行实验，根据实验得出各指标并将各控制因素筛选分类进而为设计提供依据，最后采用两阶段最佳化程序对产品或者系统进行设计，提炼出最经济有效的方案。

田口法具体设计流程如图 2.1 所示。

2 田口法设计相关概念2.1 因素及水准在田口法中，因素表示的是一件事物中的几个要素，水准则是因素的取值。

类似自动控制理论的原理，在田口法中对于一个产品或系统所涉及到的因素可用如图产品/系统影响因素示意图来表示：图 2.2 产品/系统影响因素示意图Fig. 2.2 Product/system influence factors sketch map如上图所示，因素可以分为信号因素(M)、控制因素(Z)，以及噪声因素(X)：①信号因素是由产品或系统使用人或操作人设定的参数，用以表示对产品所期望的质量参数。

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。

实验设计DOE田口方法

高
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

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

田口方法简介

田口方法简介引言田口方法，又称作田口设计，是一种应用于实验设计和质量管理中的统计技术。

它是由日本统计学家田口玄一郎（Genichi Taguchi）于20世纪50年代初提出的。

田口方法通过减少质量波动性，提高产品和服务的质量，从而降低成本并增加客户满意度。

本文将介绍田口方法的由来、基本原理以及应用领域。

田口方法的由来田口方法的提出源于田口玄一郎对质量管理的思考和实践。

田口玄一郎为了解决当时日本制造业中存在的质量问题和高成本，开始寻求一种新的方法来改善产品和服务的质量。

他意识到，传统的质量管理方法仅关注产品在特定条件下的质量，无法应对生产过程中存在的随机变动因素。

于是，他提出了田口方法，通过优化产品和服务的设计以及控制生产过程，来减少质量波动性，提高整体质量水平。

田口方法的基本原理田口方法的核心原理是通过三个步骤：参数设计、参数优化和参数控制，来实现质量的持续改进。

参数设计参数设计是田口方法的第一个步骤，其目标是确定影响产品或服务质量的关键参数。

在传统的实验设计中，只关注少数几个重要参数，而忽略了其他可能影响质量的参数。

田口方法则采用了正交表的方法，通过设计一组相对独立和均匀分布的试验条件，覆盖了尽可能多的参数组合情况，从而更全面地了解参数对质量的影响。

参数优化参数优化是田口方法的第二个步骤，其目标是找到最佳的参数组合，以最大化产品或服务的质量。

田口方法使用信号-噪声比（S/N比）作为质量评估指标，通过优化S/N比来确定最佳参数组合。

在田口方法中，S/N比根据具体的质量特征可以选择不同的计算方法，如最小化方差、最大化平均值等。

参数控制参数控制是田口方法的第三个步骤，其目标是通过控制生产过程中的关键参数，实现质量的稳定控制。

田口方法常用的控制方法包括平均值控制、离散程度控制和参数偏移控制。

通过监控和调整关键参数，可以减少生产过程中的波动性，实现质量的稳定控制。

田口方法的应用领域田口方法广泛应用于各个领域的质量管理和实验设计中，包括制造业、服务业以及科研领域的实验设计等。

实验设计─田口方法

5
3 1 2 2 1 1 2 2 5 细 53 现 1300 4
5
4 1 2 2 2 2 1 1 5 细 53 新 1200 0
0
5 2 1 2 1 2 1 2 1 粗 53 现 1200 0
5
6 2 1 2 2 1 2 1 1 粗 53 新 1300 4
0
7 2 2 1 1 2 2 1 1 细 43 现 1200 4
36
田口试验
•假设实验执行所需花费的成本相当高，在此情况下不管任何理由，我们希望只做四次实验，以代替全因素实验。请问下列二表，你会选择那一项
35
田口试验
次数 A B C D E F G 结果 1234567
1 1 1 1 1 1 1 1 Y1 2 1 1 1 2 2 2 2 Y2 3 1 2 2 1 1 2 2 Y3 4 1 2 2 2 2 1 1 Y4 5 2 1 2 1 2 1 2 Y5 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
见次页
31
田口试验
一次一因素的实验
A 实验次
数
B
C
D
E
F
G
实验结果
1 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 1
2 A2 B1 C1 D1 E1 F1 G1 2
3 A2 B2 C1 D1 E1 F1 G1 3
4 A2 B2 C2 D1 E1 F1 G1 4
5 A2 B2 C2 D2 E1 F1 G1 5
上限
尺
寸
大小
外部瓷砖
改善前
内部瓷砖
下限
17
田口试验
原材料粉碎及混合成型烧成上釉烧成

实验设计─田口方法

实验设计─田口方法实验设计是科学研究中非常重要的一环，能够确保实验结果可靠、有效。

田口方法（Taguchi method）是一种常用的实验设计方法，采用统计学原理和数学模型，能够在较少的实验次数下得到较准确的实验结果。

下面将详细介绍田口方法的原理和实施步骤。

田口方法的原理基于“变动因子设计”的思想，即通过有选择性地改变实验因素，观察其对实验结果的影响，从而找到对结果最敏感的因素。

田口方法的核心原则是尽量降低实验次数，同时保持实验可靠性和有效性。

以下是田口方法的实施步骤：1.确定实验目标和结果指标：首先明确实验的目标和所要考察的结果指标。

结果指标应具体、可量化并符合实验目的。

例如，如果实验目标是改进产品的质量，结果指标可以是产品的尺寸、外观等。

2.选择实验因素和水平：在确定了实验目标和结果指标后，选择对结果指标有潜在影响的因素和其水平。

实验因素可以是材料的组成、工艺参数等。

每个因素应有两个或多个不同的取值水平。

3.构建田口表：田口表是田口方法的核心工具，用于设计实验矩阵。

根据实验因素和水平的选择，使用田口表，可以确定实验的设计，以达到尽量少的实验次数。

田口表是一个n×k的矩阵，其中n表示实验次数，k表示实验因素的个数。

4.进行实验并记录结果：按照田口表中的设计，在每一次实验中使用对应的实验参数，在相同条件下进行实验。

记录每次实验的条件设定和所得的结果。

5.分析实验结果：通过对实验结果的统计分析，寻找对结果产生最大影响的因素和最佳水平组合。

可以使用图形分析、假设检验等方法进行分析。

6.优化实验条件：根据实验结果的分析，调整实验因素的水平，以达到最佳的实验结果。

通过最优化实验条件，可以找到最佳的因素组合，提高产品的质量或性能。

田口方法的优点在于它能够在较少的实验次数下获得比较准确和可靠的结果。

由于实验设计是经过统计学原理和数学模型导出的，因此可以避免大量的试验和浪费资源。

此外，田口方法还可以降低环境因素的干扰，提高实验的稳定性。

田口方法

１．什么是田口方法田口方法是田口玄一博士在1950年代开始构筑的预防设计技术。

简单地说就是告诉工程师如何把质量设计到产品当中。

田口方法在国外被应用到各个领域，比如机械，汽车，电子，半导体，化学和医学等领域，但是在我国还却很少见。

几乎没有相关图书的出版。

许多人误解田口方法就是实验计划法或者是6σ等质量管理方法。

其实田口方法并不是质量管理方法，而是面向工程师的，能够提高产品质量和缩短开发时间的设计方法。

使用田口方法，可以提高我们产品质量，使我们的产品在各种环境下都能够安定地工作，不发生或者少发生故障。

使用田口方法，可以使工程师摆脱试行错误，用最短的时间设计出最高的产品质量，提高设计效率。

本空间主要面向大学生，企业工程师或者自学者讲解田口方法。

使工程师学会如何设计产品质量，提高我国产品在世界上的竞争能力。

２．田口方法的诞生1953年伊奈制陶公司进行了一个先驱性的瓷砖实验，这个实验被认为是田口方法的诞生。

当时，伊奈制陶从欧洲购买了一套烧制瓷砖的隧道窑。

可是烧出来的瓷砖尺寸，光泽和翘曲都不合格。

十分令人头痛。

问题的原因是隧道窑内的温度分布不均匀。

要想使温度分布均匀，就需要改造设备，就会发生巨大的费用。

不改变设备，有没有办法提高产品的质量哪？当时指导这个实验的田口玄一博士开始思考这个问题。

其结果是瓷砖100%合格，并且还降低了成本。

之后，这个方法发表在《质量管理》上，并且被译成英文，受到工程师们的极大关注。

这个方法当时在日本被称为田口式实验计划法，在海外被称为田口方法。

1993年在日本成立了品质工学会，开始被称为品质工学（质量工学）。

田口博士到底想了些什么又做了些什么，逐渐被人们所了解。

在我国田口方法的叫法比较多，但是作为一门学问和技术，我个人认为称为质量工学更为合理。

我们从实用的角度来学习田口方法。

我们首先介绍一些必要的基本概念。

1.系统田口方法的做法是把系统定量化，计算实测数据来实现系统最佳化的手法。

所以我们首先要明确田口方法所说的系统是什么。

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。

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。

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。
9
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。

总结田口方法

总结田口方法1. 什么是田口方法？田口方法（Taguchi Method）是由日本质量工程师田口玄一于20世纪50年代提出的一种质量管理方法。

田口方法是一种基于实验设计的方法，旨在通过控制不确定因素来优化产品或工艺的性能。

2. 田口方法的原理田口方法的核心原理是通过设计实验来确定产品或工艺参数对输出质量的影响程度，并找到最优参数组合以达到最佳性能。

该方法关注于减少变动范围、提高稳健性和优化性能。

田口方法包括三个关键概念：2.1 因素（Factors）在田口方法中，因素是指影响产品或工艺性能的变量或参数。

每个因素可能有多个水平，例如温度、压力、材料等。

2.2 水平（Levels）水平是指每个因素的具体取值。

在田口方法中，选择合适的水平是非常重要的，因为不同水平之间的差异可以帮助我们理解和控制因素对输出的影响。

2.3 输入输出关系田口方法通过研究输入因素（也称设计变量）和输出响应之间的关系来优化产品或工艺。

我们可以使用多种统计方法来分析这种关系，例如方差分析和回归分析。

3. 田口方法的步骤田口方法通常涉及以下几个步骤：3.1 确定目标在开始应用田口方法之前，我们首先需要明确我们的目标是什么。

例如，我们可能希望优化产品的性能指标，如耐用性、强度等。

明确定义目标有助于我们确定适当的因素和水平。

3.2 设计因素和水平根据目标，我们选择相关的因素和水平。

选择合适的因素和水平是非常重要的，因为它们将直接影响实验的结果。

3.3 设计实验在田口方法中，我们使用正交表设计实验。

正交表可以帮助我们最小化实验次数，同时保证观察到各个因素和水平的相互作用效应。

设计实验时，我们需要确定实验次数和每次实验的条件。

3.4 进行实验在实验中，我们根据设计表中的条件进行实验，并记录每次实验的结果。

这些结果将用于后续的数据分析。

3.5 数据分析和优化通过对实验数据的分析，我们可以确定各个因素和水平对输出质量的影响程度。

使用统计方法，如方差分析和回归分析，可以帮助我们量化这些影响，并找到最佳的参数组合以达到优化的目标。

田口方法是一种的方法

田口方法是一种的方法田口方法是一种统计实验设计方法，用于确定多个因素对产品质量的影响，以寻找合适的因素水平组合，以达到产品最佳的质量要求。

这个方法由日本统计学家田口玄一于20世纪60年代提出，被广泛应用于工程领域和产品开发过程中。

田口方法的核心思想是通过有限的实验次数，系统地研究多个因素的影响，确定各个因素的最佳水平组合。

田口方法主要包括三个步骤：确定实验因素及其水平、确定实验方案、分析实验结果。

下面将详细介绍这三个步骤。

首先，确定实验因素及其水平。

在使用田口方法进行实验设计时，我们需要确定需要研究的因素及其不同的水平。

对于一个产品或者一个工艺流程来说，可能会存在多个因素，例如温度、压力、时间等。

每个因素需要确定几个不同的水平，例如温度可以选择高、中、低三个水平。

这样就形成了一个多因素多水平的实验设计。

其次，确定实验方案。

在田口方法中，我们使用正交表设计实验。

正交表是一个用于实验设计的特殊表格，能够避免因素之间的相互影响，从而减少实验次数。

通过正交表，我们可以确定每个因素在每个水平上的实验条件。

在进行实验之前，我们需要根据实际情况选择正交表，并将因素与水平填入表中。

最后，分析实验结果。

在实验完成后，我们需要对实验结果进行统计分析，以找出最佳的因素水平组合。

通常使用统计软件进行分析，例如使用方差分析（ANOVA）来确定每个因素的显著性水平，从而选择对产品质量影响最大的因素。

通过进一步的统计技术，可以确定每个因素在不同水平下的最佳组合。

田口方法的优点是可以通过有限次数的实验，快速确定最佳的因素水平组合，从而提高产品质量。

它能够在考虑多个因素相互影响的情况下进行实验设计，并通过统计分析找出最佳方案。

通过这种方法，可以减少实验次数和资源的浪费。

田口方法被广泛应用于各个行业，包括制造业、化工业、医药业等。

在产品开发过程中，田口方法可以帮助研发人员快速定位问题，找出最佳方案。

在流程改进中，田口方法可以帮助优化工艺参数，提高生产效率和产品质量。

《田口三次设计》课件

Part
03
田口三次设计的实践应用
工业设计中的应用
01
02
03
产品优化
通过田口方法，工业设计师可以对产品进行优化，提高产品的可靠性和性能，降低生产成本。
用户体验
利用田口方法，设计师可以更好地理解用户需求，优化产品设计，提高用户体验。
创新设计
田口方法鼓励设计师进行创新设计，通过实验和验证，探索新的设计理念和方案。
试验设计
试验设计是田口三次设计的最后阶段，它涉及到通过实验来验证参数设计和容差设计的有效性。
试验设计过程中需要考虑试验成本和时间限制，以及如何合理地安排试验以获得最佳的验证效果。
试验设计需要选择合适的试验方案和统计分析方法，以准确地评估产品性能和容差范围。
试验设计的目标是确定产品性能的稳定性和可靠性，同时为生产过程中的质量控制提供依据。
产品开发中的应用
项目管理
田口方法可以帮助项目管理团队更好地规划和管理产品开发过程，确保项目按时完成。
团队协作
通过田口方法，团队成员可以更好地协作，共同解决问题，提高工作效率。
技术评估
在产品开发过程中，田口方法可以对新技术进行评估，确保技术的可行性和可靠性。
质量控制中的应用
质量标准制定
利用田口方法，企业可以制定更精确的质量标准，提高产品质量。
质量控制流程优化
通过田口方法，企业可以对质量控制流程进行优化，提高质量控制效率。
质量持续改进
田口方法可以帮助企业持续改进产品质量，提高客户满意度。
Part
04
田口三次设计的优势与局限性
优势分析
高效性
田口方法是一种系统化的设计方法，通过减少设计变量和降低试验次数，实现高效的产品开发和优化。

什么是田口方法

什么是田口方法田口方法是指由日本质量专家田口玄一博士创建的试验设计方法。

由于田口对质量的理解是：产品上市后给予社会带来的损失（由功能本身所产生的损失除外），即：质量等于功能波动的损失加上使用成本加上项目的损失。

成本等于材料费加上加工费加上管理费加上项目的损失。

总损失等于质量加上成本。

因此，田口认为，由于质量定义为产品上市后所产生的三部分损失之和，要使总损失最小，就要求质量和成本的总损失最小，换言之：就是提高质量（减少质量损失），降低成本。

产品质量的好坏很大程度上是由设计决定的，因此在新产品的开发设计阶段就要十分重视，当然设计的好产品要成为真正高质量的产品，在生产过程中还必须有好的工艺参数，因此经常需要进行试验设计。

田口方法就是依据统计学原理、方法所开发出来的一种试验方法，可协助从事产品和过程设计开发的工程技术人员以最少的试验次数，快速寻找最佳的过程参数组合条件，从而大量减少试验次数，降低试验成本，提高效率。

作者：唐晓芬一、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。

由日本田口玄一(Genichi Taguchi)所提之品质工程的理念和方法，是将品质改善之重点由制程阶段向前提升到设计阶段，一般称其为离线之品质管制方法(off-line quality control)。

在哲理方面，田口提出品质损失(quality loss)之观念来衡量产品品质，一些不可控制之杂音(noise)(例如环境因素)造成特性偏离目标值，并因而造成损失。

田口方法的重点在於降低这些杂音对产品品质的影响性，根据稳健性(robustness)之观念，决定可控制因子的最佳设定，建立产品?制程之设计，以使产品品质不受到杂音因素之影响。

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”。

田口设计方法基本地的知识

⽥⼝设计⽅法基本地的知识⽥⼝设计⽅法在质量管理中的应⽤稳健设计(⽥⼝⽅法)简介稳健设计(⽥⼝⽅法)由⼩⽇本质量⼯程学家⽥⼝⽞⼀博⼠于20世纪70年代创⽴的新的优化设计技术,主要⽤于技术开发,产品开发,⼯艺开发.⼀:基本概念望⽬特性:存在固定⽬标值,希望质量特性围绕⽬标值波动,且波动越⼩越好,这样的质量特性称为望⽬特性望⼩特性:不取负值,希望质量特性越⼩越好(理想值为0),且波动越⼩越好,这样饿质量特性称为望⼩特性望⼤特性: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:⽬标值可变的特性,称为动态特性,与之相对的,望⽬特性,望⼩特性,望⼤特性统称为静态特性外⼲扰(外噪声):由于使⽤条件及环境条件(如温度,湿度,位置,操作者等)的波动或变化,引起产品质量特性值的波动,称之为外⼲扰,也称为外噪声.请注意,外噪声并⾮常说的噪⾳内⼲扰(内噪声):产品在储存或使⽤过程中,随着时间的推移,发⽣材料变质等⽼化,劣化现象,从⽽引起产品质量特性值的波动,称之为内⼲扰,也叫内噪声.产品间⼲扰(产品间噪声):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,测量误差和⽣产环境(简称5M1E)等⽣产条件的微笑变化,引起产品质量特性值的波动,称为产品间⼲扰,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:在试验中⽔平可以指定,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拨动的外⼲扰,内⼲扰,产品间⼲扰统称为误差⼲扰.稳定因素:对信噪⽐有显著影响的可控因素,称为稳定因素.调整因素:对信噪⽐⽆显著影响,但对灵敏度有显著影响的可控因素,称为调整因素.次要因素:对信噪⽐及灵敏度均⽆显著影响的可控因素称为次要因素.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灵敏度:稳健设计中⽤以表征质量特性可调整性的指标稳健设计:以信噪⽐为指标,以优化稳健性为⽬的的设计⽅法体系.内设计:在稳健设计中,可控因素与标⽰因素安排在同⼀正交表内,进⾏试验⽅案的设计.相应的正交表称为内表(内侧正交表),所对应的设计称为内设计.外设计:在稳健设计中,将误差因素和信号因素安排在⼀张正交表内,进⾏试验⽅案的设计,相应的正交表称为外表(外侧正交表),所对应的设计称为外设计.稳健设计⼜叫动静参数设计，是⽇本著名质量管理专家⽥⼝⽞⼀博⼠在七⼗年代初从⼯程观点、技术观点和经济观点对质量管理的理论与⽅法进⾏创新研究，创⽴了"⽥⼝⽅法(Taguchi Methods)。

实验设计之田口方法

內部雜音(劣化)─產品組件的劣化。產品間雜音─在既定的製造條件下，因條件變異而
造成產品間發生差異。
所有品質管制活動的目標就是要生產經得起各種雜音因素考驗的產品。
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堅耐性
❖ 所有品質管制活動的最終目標就是要生產經得起各種雜音因素考驗的產品。
❖ 堅耐性(Robustness)就是產品的機能特性對雜音因素的差異不敏感，不受影響。
為什麼可以做出低成本高質量的產品？
2
日本工業強盛的原因
❖ 日本人在多種製造業，如汽車、鋼鐵、電子和紡織方面，居於領導地位，主要是因為他們能以具競爭力的價格，生產高品質產品。
❖ 美國研究後認為而他們致勝的法寶主要有二項：
QFD(自顧客要求一直策劃到相應的製造管理要求) 田口方法(實驗設計方法之一，簡單易用，沒有複雜的統
12
堅耐性和雜音間的關係
可控因子X表示
X
X
INPUT
PROCESS
X
OUTPUT Y
CUSTOMER
Z
Z
不可控因子Z表示
Z
Z
堅耐性設計，利用X使得Y達目標值，且不易受Z因子方影響，謂堅耐性設計
13
討論題
❖ 當你在讀書時，外界有人在吵，有人在放音樂，請問這些是信號，還是雜音？
❖ 什麼是雜音，可否用比較簡易的方式來表達？ ❖ 什麼是堅耐性，如果以此題來表達時？
計原理)
3
實驗設計的想法
supplier
input
process
output
customer
對供應應要提出那些的規格要求，尤其是
CTI
有那些的輸入因子會影響到y，從中找出
CTI

田口方法的基本原理

田口方法的基本原理田口方法（Taguchi Method），是由日本质量专家田口玄一所提出的一种质量改善方法。

其基本原理在于通过系统性的实验设计和统计分析，找出对产品或过程性能最敏感的因素，并找出使性能变异最小的最佳工艺参数，以实现产品质量的稳定和提升。

田口方法广泛应用于制造业领域，并有助于优化过程、降低成本和提高产品的可靠性。

田口方法的基本原理包含以下几个方面：1. 数据分析与设计：田口方法首先要对要研究的因素（如材料、工序、设备等）进行量化和分类。

然后通过因素水平的设计，制定出试验计划矩阵，将每个因素的水平组合成设计处理。

这样便于对不同因素水平对因素影响的大小进行分析。

2. 信号与噪声比较：田口方法借用了信号与噪声比（S/N比）的概念来评估因素对质量性能的影响。

S/N比是对称加权均值与标准差的比值，在田口方法中一般采用“越大越好”（larger is better）或“越小越好”（smaller is better）的原则。

通过S/N比的比较，可以找出能够最大程度影响性能的因素。

3. 工艺优化与目标设定：在田口方法中，通过在试验设计中引入线性模型的思想，可以用数学模型表达性能指标与因素水平之间的关系。

通过对模型进行优化和分析，可以找出使性能最优化的最佳因素水平组合，并设定优化目标。

4. 参数优化与性能检验：使用设计矩阵的方法，结合数学模型，可以得到最优因素水平的参数组合。

然后根据这些参数调整和改善工艺过程，以达到质量稳定和性能提升的目标。

最后，通过实验验证和性能检验，确定最优工艺参数的有效性和可行性。

田口方法的优势在于能够以较少的试验次数获得有效的结果，并且对于工艺的优化提供了科学的依据。

通过田口方法，可以缩小因素水平和工艺参数的范围，提高产品的一致性和可靠性。

此外，田口方法还能综合考虑多个因素和互相影响，帮助寻找到最小化生产成本和变异的最佳因素组合。

总体而言，田口方法作为一种有效的实验设计和质量改善方法，在制造业的质量改进中具有重要的应用价值。

田口方法介绍1

田口方法介绍1田口方法（Taguchi Method）是由日本统计学家田口玄一于1960年代提出的一种质量管理方法。

它的核心理念是通过设计实验来减少产品和服务的变异性，从而提高质量、降低成本，达到企业的竞争优势。

田口方法具有简单易用、节约成本、高效快速等特点，在各个行业中得到了广泛应用。

田口方法的基本原理是通过系统地改变产品或服务的设计参数，找出对质量影响较大的因素，并确定最佳的工艺条件。

它强调通过实验方法而不是经验法则来分析和解决问题。

田口方法认为，在产品或服务生产过程中，存在着许多产生变异性的因素。

只有通过实验，才能找出这些因素对于产品或服务的影响程度，进而确定如何调整这些因素，以达到最优的质量效果。

田口方法主要包括三个阶段：设计阶段、实施阶段和分析阶段。

在设计阶段，首先需要明确产品或服务的质量目标，确定要研究的因素和水平，并建立实验方案。

然后，根据实验方案，对不同的因素水平进行实验，并收集数据。

在实施阶段，需要根据实验结果，进行数据分析和统计处理，找出对质量影响较大的因素，并确定最佳的工艺条件。

最后，在分析阶段，需要验证实验结果的稳定性和可重复性，并进行进一步的优化。

田口方法的一个重要工具是正交表（Orthogonal Array），它能够以较少的试验次数获取较多有效的信息。

正交表的设计可以通过计算机辅助设计软件进行，大大提高了实验效率和准确性。

另外，田口方法还引入了信噪比（Signal-to-Noise Ratio）的概念，用于评估实验结果的稳定性和可重复性。

信噪比较大表示实验结果较稳定，质量相对较高。

田口方法的应用范围非常广泛。

在制造业中，可以用于产品的设计和改进，工艺优化，缺陷分析等；在服务业中，可以用于流程的优化，服务质量的提升等。

田口方法可以帮助企业降低变异性，提高产品和服务的一致性和稳定性，加强竞争力，减少成本，提高盈利能力。

田口方法的优点是简单易用，不需要太多复杂的统计知识，适用于各个层次的人员使用；而且能够在较短的时间内获得较好的实验效果，节约了时间和成本。

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
田口设计是一种常用的设计方法，它是由日本工程师田口玄一所提出的。

田口设计的核心思想是通过对设计参数的筛选和优化，来实现产品设计的最优化。

田口设计的主要特点是能够在设计过程中，通过对设计参数的分析和优化，来实现产品的高质量和高效率。

田口设计的筛选设计原理是通过对设计参数的筛选和优化，来实现产品设计的最优化。

在田口设计中，设计参数是指影响产品性能和质量的各种因素，如材料、尺寸、形状、工艺等。

田口设计通过对这些设计参数的分析和优化，来实现产品的最优化。

田口设计的优点是能够在设计过程中，通过对设计参数的分析和优化，来实现产品的高质量和高效率。

田口设计能够帮助设计师在设计过程中，快速找到最优的设计方案，从而提高产品的性能和质量。

此外，田口设计还能够帮助设计师降低设计成本，提高设计效率，从而提高企业的竞争力。

田口设计的缺点是需要大量的实验和测试，以确定最优的设计方案。

这需要设计师具备一定的实验和测试技能，同时需要投入大量的时间和资源。

此外，田口设计还需要设计师具备一定的统计学知识，以便对设计参数进行分析和优化。

田口设计是一种非常实用的设计方法，它能够帮助设计师在设计过程中，快速找到最优的设计方案，从而提高产品的性能和质量。

虽
然田口设计需要大量的实验和测试，但是它的优点远远大于缺点，因此在实际的产品设计中，田口设计仍然是一种非常重要的设计方法。