田口实验方法
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。
3-3 田口实验法 执行步骤 2 pages -
田口實驗法「田口實驗法」是以實驗的手段（非解析的方法）來決定設計參數。
實驗的內容可能是實驗室的開發實驗、工廠生產線上的試作實驗、或者是電腦上的模擬實驗。
然而，「設計參數」可能是生產的製程參數、產品的設計參數、或者是其它管理上的分析因子。
「田口實驗法」的方法是藉由精簡的直交表實驗，以經濟的實驗成本，求得分析問題的最適合因子水準組合。
直交表的選用乃依據控制因子以及水準數決定；以獲得最佳的產品（或製程）機能（特性），並且維持此一機能的穩健性。
田口實驗法執行步驟步驟一、選定品質特性（quality characteristics）。
在連續沖模實例中，以剪切邊毛邊寬度為品質特性；而在矽膠模注型實驗中，則以塑件硬度為品質特性。
品質特性最好選擇可以測量的實數為之。
步驟二、判定品質特性之理想機能（ideal function），亦即品質特性之理想值。
剪切邊毛邊寬度具有望小特性；而在RTV塑件硬度問題中屬於望目特性；在RTV注型品質與紙螺旋器問題中，歸類於動態特性。
步驟三、列出所有影響此品質特性的因子（factors），最好以魚骨圖（fish-bone diagram）的方式呈現。
由公司內各種專業人員以腦力激盪的方式為之。
步驟四、定出信號因子（signal factors）的水準（levels）。
信號因子之水準必須考慮橫跨所有可能調整的範圍，只有動態特性的問題才有信號因子。
如於紙螺旋器問題中的釋放高度。
步驟五、從步驟三中所有因子中決定控制因子（control factors）並定出它們的水準別。
二、三、四、五水準。
步驟六、從步驟三中所有因子中決定干擾因子（noise factors）並定出它們的水準。
必要的話，可以先做「干擾實驗」（以二水準因子規劃L4、L8）。
步驟七、依控制因子及其水準的數目選定適當的直交表，儘可能避免因子交互作用的影響，根據因子水準安排完整的實驗計劃。
步驟八、執行直交表實驗，確實的記錄實驗數據。
实验设计DOE田口方法
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.
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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
工程应用分析之田口式实验计划法
工程应用分析之田口式实验计划法田口式实验计划法（Taguchi Method）是由日本质量管理专家田口玄一郎于20世纪60年代提出的一种工程应用分析方法。
该方法是通过设计和执行一系列实验来优化产品、系统或过程的设计参数，以实现最佳性能和品质控制。
田口式实验计划法以其简洁、高效和准确的特点在全球范围内被广泛应用于工程领域。
田口式实验计划法的核心思想是通过考虑设计参数对结果的影响，确定最佳的参数组合来优化产品或系统的性能。
与传统的试验方法相比，田口式实验计划法减少了实验次数，但仍能得出可靠的结论。
田口式实验计划法主要包括三个步骤：参数选择、水平选择和实验设计。
首先，确定影响结果的关键参数。
然后，为每个参数选择适当的水平。
最后，设计实验矩阵并执行实验，以收集数据和分析结果。
在参数选择阶段，田口式实验计划法强调选择对结果影响最大的参数。
通过使用正交实验矩阵，可以确定最少的实验次数来获得最大的信息量。
正交实验矩阵是一种特殊的矩阵，具有平衡各种因素的能力，并且可以减少因素之间的相互作用。
因此，正交实验矩阵能够在最少的实验次数下提供有效的数据。
在水平选择阶段，田口式实验计划法要求选择适当的水平来代表参数的范围。
通常，参数的水平可以分为三种类型：高水平、低水平和中心水平。
高水平和低水平用于极端测试，而中心水平用于检测参数的相互作用。
通过选择不同水平的参数组合，可以确定最佳的参数组合来实现最佳性能。
在实验设计阶段，根据正交实验矩阵的设计，执行一系列实验并收集数据。
通过对数据进行统计分析，可以确定影响结果的关键参数和最佳参数组合。
这种分析方法可以减少试验次数和时间，并提高实验结果的准确性和可靠性。
田口式实验计划法的应用非常广泛，涵盖了各个领域的工程问题。
例如，在产品设计中，田口式实验计划法可以优化产品的功能、性能和可靠性。
在生产过程中，田口式实验计划法可以优化工艺参数，减少产品的变异性和缺陷率。
此外，田口式实验计划法还可以用于系统设计、质量改进和环境优化等领域。
田口方法导入与配置实验设计
田口方法导入与配置实验设计田口方法，又称为田口质量管理方法，是一种通过合理设计实验来寻找最佳工艺参数的方法。
它是由日本科学家田口玄一在20世纪60年代提出的，旨在通过少量的实验次数找到最佳条件。
田口方法在工业实验设计以及优化工程中被广泛应用，具有经济、高效、科学的特点。
田口方法的核心思想是通过有限的实验次数，尽量获取到最多的信息。
在实验设计中，首先明确要研究的因素和水平，然后设计试验矩阵，并进行试验。
最后，通过分析试验结果，找到最佳的工艺条件。
田口方法的导入与配置实验设计主要包括以下几个步骤：1. 确定研究因素和水平：首先明确需要研究的因素和水平。
因素是影响实验结果的各个变量，而水平是每个因素的不同取值。
通常情况下，因素的水平数目不宜过多，一般控制在3-5个，以保证实验的可控性和可行性。
2. 构建田口试验矩阵：根据因素和水平确定田口试验矩阵。
田口试验矩阵是通过对各个因素在不同水平下的组合进行排列组合，生成实验方案。
田口试验矩阵采用正交设计，可以最大程度地减少试验次数，提高实验效率。
3. 进行试验：根据田口试验矩阵，进行实验。
在试验过程中，需要严格按照设计方案进行操作，确保实验的可靠性和可重复性。
同时，要收集实验数据，并及时记录。
4. 分析试验结果：通过对实验数据的分析，找到最佳的工艺条件。
可以利用统计方法，如方差分析、回归分析等来分析实验数据，确定各个因素对实验结果的影响程度，找到最佳的因素水平组合。
田口方法的导入与配置实验设计需要考虑以下几个因素：1. 确定目标：在实验设计之前，需要明确实验的目标。
是寻找最佳的工艺参数、优化产品性能、提高生产效率还是解决某个问题。
只有明确目标，才能有针对性地设计实验方案。
2. 确定因素和水平数目：在确定因素和水平时，需要考虑到实际情况。
因素的选择应该与实际生产密切相关，并且水平数目不宜过多。
太多的水平数目会增加实验的难度和成本，同时也会降低实验的可行性。
3. 控制实验误差：在进行实验时，需要严格按照设计方案进行操作，确保实验的可靠性和可重复性。
田口实验设计方法 -回复
田口实验设计方法-回复什么是田口实验设计方法？田口实验设计方法，又称为田口方法或田口质量工程，是一种广泛应用于工程和科学领域的实验设计方法。
它由日本工程师田口玄一于20世纪60年代提出，并由此得名。
田口实验设计方法旨在通过最小的实验次数，获得较为准确的研究结果，从而提高产品或过程的质量和效率。
田口实验设计方法的核心理念是寻找和优化实验因素对于结果的影响情况。
这些实验因素也被称为设计变量，它们是在一个实验中被设定和调整的不同变量。
通过系统的实验设计和数据分析，田口方法帮助研究者确定哪些设计变量对于结果的影响最大，并帮助找到优化的工作条件。
如何运用田口实验设计方法？田口实验设计方法的运用可以分为以下几个步骤：1.明确研究目标：首先需要明确研究目标，确定要优化的结果是什么。
这可以是产品质量、工艺性能、生产效率等。
2.确定关键因素和水平：在田口方法中，关键因素是指对结果有较大影响的变量。
研究者需要根据经验或文献调研确定哪些因素可能对结果有影响，并确定每个因素的水平。
水平可以是离散的（例如高、中、低）或连续的。
3.构建田口表：田口表是田口实验设计方法的基础，它通过系统地排列和组合不同水平的因素来构建。
该表的设计使得能够识别出主要因素的影响，同时最小化实验次数。
4.进行实验和收集数据：根据田口表进行实验，并记录每个实验条件下的结果数据。
确保数据的准确性和可重复性。
5.分析数据和建立模型：通过统计方法和数据分析，研究者可以确定不同因素对结果的影响程度。
这有助于建立模型并找出优化的工作条件。
6.验证和优化：最后一步是验证和优化结果。
通过对实验结果的确认和分析，可以确定最佳的工作条件，并对过程或产品进行进一步的改进。
田口实验设计方法的优势和应用领域田口实验设计方法具有以下几个优势：1.最小化实验次数：田口实验设计方法的设计能够最小化实验次数，节约时间和资源。
2.系统的变量分析：田口方法能够系统地分析多个变量对结果的影响，帮助确定主要因素并解释变量之间的相互作用。
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
田口式实验计划法工程应用分析
田口式实验计划法工程应用分析引言田口式实验计划法是一种用于实验设计和优化的方法，由日本质量专家田口玄一于20世纪60年代提出。
该方法以极少的实验次数获得最大的信息，并且能够确定最佳条件下参数之间的相互关系。
本文将分析田口式实验计划法在工程领域的应用，并评估其在工程实践中的效果。
田口式实验计划法概述田口式实验计划法是一种基于统计学原理的实验设计方法。
它通过系统地变化和调节多个因素，以寻找最优条件和确定参数之间的关系。
田口式实验计划法可以将多个因素的不同水平进行组合，从而实现最小的实验次数。
田口式实验计划法的主要步骤包括：1.选择关键因素：确定影响实验结果的主要因素。
这些因素可以是材料、工艺参数、环境条件等。
2.确定因素水平：对于每个关键因素，确定几个不同的水平。
水平的选择应覆盖整个实验范围，以便得到全面的数据。
3.建立正交表：利用正交表设计实验矩阵，将因素水平组合在一起，以满足均匀设计要求。
4.进行实验：根据正交表的设计，依次进行实验，并记录实验结果。
5.分析结果：通过分析实验结果，找出最佳条件和参数之间的关系，以达到优化的目的。
工程应用分析田口式实验计划法在工程领域有广泛的应用，特别是在产品开发、工艺改进和质量优化方面。
产品开发产品开发过程通常需要对多个因素进行调整和优化。
田口式实验计划法可以帮助工程师确定最佳的产品设计参数，以提高产品质量和性能。
通过对关键因素的系统变化和调节，可以通过最少的实验次数确定最佳的参数组合，从而节省时间和资源。
工艺改进田口式实验计划法也可以应用于工艺改进。
通过对工艺参数的变化和调整，可以确定最佳的工艺条件，以提高生产效率和降低成本。
例如，在制药工艺中，可以利用田口式实验计划法确定最佳的温度、湿度和反应时间等工艺参数，以获得优质的产品。
质量优化质量优化是每个工程项目的关键目标之一。
田口式实验计划法可以帮助工程师找出最佳的质量控制参数，以最大程度地减少产品的变异性。
通过对关键因素的变化和调控，可以确定最佳的参数设置，从而实现产品尺寸、强度、耐用性等质量指标的要求。
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。
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，能够有效地提高实验效率和准确性。
田口方法是一种常用的实验设计方法，可以帮助研究人员在有限的资源和时间下，确定最优的因素组合，提高产品质量和工艺效率。
本文将以田口方法为基础，设计一个关于某化工工艺优化的实验。
1. 实验目的：通过田口方法，优化某化工工艺的反应条件和操作参数，以提高产品产率和纯度。
2. 实验因素：(1)温度：低温（20℃）、常温（25℃）、高温（30℃）(2)反应时间：短时（5min）、适中（10min）、长时（15min）(3)催化剂用量：低量（0.1mol%）、适量（0.3mol%）、高量（0.5mol%）3. 响应变量：(1)产品产率：所需产品的产量百分比(2)产品纯度：目标产品的纯度百分比4. 实验设计：(1)确定实验水平：根据实验目的和工艺要求，确定每个因素的实验水平数。
在本实验中，温度有3个水平，反应时间有3个水平，催化剂用量有3个水平，因此总共有27个实验条件。
(2)随机排列实验顺序：为了避免实验结果受到顺序影响，需要随机排列实验顺序，保证每个实验条件的出现概率相等。
(3)进行实验：按照设计好的实验顺序，依次进行每个实验条件。
记录每个实验条件下的产量和纯度数据。
(4)数据分析：根据实验结果，进行数据分析，找出最佳的因素组合。
可以借助田口方法中的正交表进行实验效果的评价和因素优化。
(5)确定最佳因素组合：综合考虑产量和纯度两个响应变量，确定最佳的因素组合，以达到实验目的和工艺要求。
5. 预期结果：通过田口方法进行实验设计和数据分析，我们可以得到最佳的因素组合，从而优化某化工工艺的反应条件和操作参数。
预期结果是提高产品产率和纯度，降低生产成本和工艺风险。
总之，田口方法是一种有效的实验设计方法，可以帮助研究人员在有限的资源和时间下，确定最优的因素组合。
本文以某化工工艺的优化为例，详细介绍了田口方法的实验设计步骤和预期结果。
田口方法_
水平2 1% 细 53% 新组合 1200公斤 4%
G：长石含量
0%
5%
不是去改变环境（重新设计和建造新窑），而是改变产 品生产的某些参数，这些参数的改变可使产品更具抗干 扰的能力，从而减少环境温度差异对产品质量的影响。
信号因素 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。 控制因素 指的是工程设计师可通过自由设定来对产 品或者是系统的品质进行设计的参数。 噪声因素 指那些设计工程师所不能控制、极难控制 或者是控制成本极高的因素。
从工程角度来看田口方法就是在产品设计或设计过程中， 在不增加成本（甚至降低成本）的前提下，突破设计瓶颈 或改善生产制造流程，提高产品品质的一种试验方法。 核心思想：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。（品质工程原理）
2田口方法工具
（正交表）
（信噪比）
品质：产品出厂后给予社会的最小损失
对于多因素试验，正交试验设计是简单常 用的一种试验设计方法，其设计基本程序 包括试验方案设计及试验结果分析两部分。
2.3.1试验方案设计
试 验 目 的 与 要 求
试 验 指 标
选 因 素 ， 定 水 平
选 择 正 交 表
表 头 设 计
试 验 方 案
2.3.2试验方案设计实例
实例1.为提高山楂原料的利用率，研究酶法液化工艺制造山 楂原汁，拟通过正交试验来寻找酶法液化的最佳工艺条件。
主要成分，分别添加不同增效剂、被膜剂和不同的浸泡时间，进行4因素4 水平正交试验。试设计试验方案。 ① 明确目的，确定指标。本例的目的是通过试验，寻找一个最佳的鸭肉天然
复合保鲜剂。
② 选因素、定水平。根据专业知识和以前研究结果，选择4个因素，每个因素
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。
田口实验方法
田口实验方法
田口实验方法是一种常用的质量管理工具，它是由日本质量管理专家田口玄一所提出的。
该方法主要应用于工业生产过程中，以优化产品质量和生产效率为目的。
下面将详细介绍田口实验方法的原理和步骤。
田口实验方法的原理是根据变量之间的相互作用关系，通过设计实验方案，寻找影响产品质量的主要因素，并确定各因素的最优条件。
这样可以有效地降低产品缺陷率和生产成本，提高产品质量和生产效率。
田口实验方法的步骤如下：
确定要研究的因素和水平。
在工业生产中，影响产品质量的因素往往很多，如工艺参数、原材料、设备等。
因此，需要根据实际情况，选取重要的因素进行研究，并确定每个因素的水平范围。
确定实验方案。
在确定实验方案时，需要考虑到实验次数、样本量、因素水平的组合方式等因素。
此外，还需要考虑到实验过程中可能发生的误差和随机变量对结果的影响。
接着，进行实验并记录数据。
在实验过程中，需要严格按照实验方案进行操作，并记录实验结果和数据。
为了提高实验结果的可信度，每组数据需要进行多次重复实验。
分析数据并确定最优条件。
在数据分析阶段，可以使用统计方法对数据进行处理和分析，找出影响产品质量的主要因素和最优条件。
通过此步骤，可以进一步优化产品质量和生产效率。
田口实验方法是一种有效的质量管理工具，可以帮助企业优化产品质量和生产效率。
但是，在应用该方法时，需要注意实验方案的设计和数据的处理方法，以保证实验结果的准确性和可靠性。
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• 配方：各種因子設定在某水準之下所組成的操
作條件，如溫度定200,220,240三水準，壓力定 400,450二水準，則配方數就有3*2=6個，而溫 度200且壓力400就是一個配方
• 交互作用：許多案例告訴我們，往往A因子 的最佳條件，加上B因子的最佳條件，未必 就能獲得最佳的品質，這種因子間所產生 相生相剋的影響就叫交互作用（Interaction）
• 优势是以最少的试验次数获得最理
想的实验效果。
• 田口方法是日本质量管理专家田口玄一博士创立的一门崭 新的质量管理技术,它立足于工程技术,着眼于经济效益,开 辟了质量管理的新天地。与传统的质量管理相比,有以下特 色: • (1)工程特色 • 用工程的方法来研究产品质量,把产品设计当成工程设 计,把产品设计质量的好坏看成是工程设计质量,用产品给 社会造成的经济损失来衡量产品的质量。 • (2)“源流”管理理论 • “源流”管理的思想把质量管理向前推进了一步。认 为开发设计阶段是源流、是上游,制造和检验阶段是下游。 质量管理中,“抓好上游管理,下游管理就很容易。” • (3)产品开发的三次设计法 • 产品开发设计(包括生产工艺设计)可以分为三个阶段进 行,即系统设计—参数设计—容差设计。
直交表的表示方法
直交表的表示方法
直交表
• • • • • • • • ™ 直交表为基本型 2系：L4、L8、L16、L32、L64… 3系：L9、L27、L81… 混合系：L12、L18、L36 常用直交表表示 L4 ( 2 3 ), L8 (2 7 ), L16 (215 ), L32 (231 ) L9 ( 34 ), L27 (313),L81(340) L12 ( 211), L18 (21 × 37 ),L36(23 ×313)
18個較常用的標準直交表整理如下：
直交表名 實驗 最多之因 稱 數 子數
L4 L8 4 8 3 7
不同水準下之因子數 2L
3 7
3L
4L
5L
L9
L12 L16
3
4
2
2
1
2
2
1
Y3
Y4
田口实验的相关名词
• 控制因子：在制程中，会影响产品品质特 性之参数， 其参数可自由控制的参数称为 控制因子 。例：材料 种类…。 • 信号因子：是由产品使用人或操作人设定 的参数，用以表示产品反应所应有的值。 举例来说，一台电扇的转速，即为使用人 期望应有风量的信号因子。汽车前轮的操 纵的角度，即为使用人期望该车行车转弯 半径的信号因子。
田口方法
• • • • • 田口方法概述 田口实验设计法 田口方法的实验步骤与实施 田口实验最佳条件确认 田口实验案例分析
田口方法的起源
• 50年代田口玄一(Taguchi Genichi)博士倡导 使用直交表的实验设计，并领导一群人开 发各种直交表，点线图，应用技巧和解析 方法。 • 欧美各国在1980年代开始接受此方法而称之 为田口方法(Taguchi’s Method)。
直交表L8(27)
Exp A B C D E F G y
1 2 3 4 5 6 7 8
Level 1 Level 2 Effect
1 1 1 1 2 2 2 2
1.8 1.65 -0.15
1 1 2 2 1 1 2 2
1.55 1.9 0.35
1 1 2 2 2 2 1 1
1.6 1.85 0.25
pº â 0¥ ؼ б æ¥ Ø¯ S© Ê yi yi
2 2
y1 0.01 0.0001 0.0002 36.9854 -0.0002
y2 0.02
y3 -0.001
y4 -0.02
y5 -0.01 0.0001
0.0004 0.000001 0.0004
m £ b £ S
本车间有哪些0望目特性
η =10㏒ (1/n) „(Sm－ Ve )/Ve‟
簡化公式 η =10㏒ (Yave /σ)2
S =10㏒ (1/n) „ (Sm － Ve ‟
本车间有哪些望目特性
0目標望目S/N公式
• • • • • • • yi期望越越接近目標越好(損失少) 例如:仿效加工、偏擺度 、尺型 加工 望0特性公式: y1 y2 y3 y4 … … yn σ2 =1/n (Σyi 2) η =－10㏒ σ2 S=1/n(y1+ y2+ y3+ y4 +… … yn)
产品响应值图解
S/N比的计算
• 1.一般望目特性S/N
• 2. 0望目特性S/N
• 3.望小特性S/N • 4.望大特性S/N
一般望目S/N公式
yi 期望越越接近目標越好(損失少) 例如:加工尺寸、電鍍厚度、發射頻 率 望目特性公式: y1 y2 y3 y4 … … yn YT=Σy =y1 +y2+ y3+ y4 +…..yn ST = (Σyi 2) Se = ST － Sm Sm=YT2/n Ve =Se/(n-1)
– 符號表示
AxB
• 试误法 • 一次一因子法 • 全因子实验法 • 田口实验法
实验设计法介绍
试误法
• 定义：凭个人的经验和直觉，选择一组设计参数， • 特点：
1. 经验挂帅，凭个人经验或直觉设计参 数 2. 机会性实验，不断尝试； 3. 没有系统化，没有任何资料分析； 4. 不能传承； 5. 有时浪费人力物力资源。
σ2 =1/n (Σyi
2)
0.0009 0.0064 0.0049 0.0025 0.000049 0.0036
η =－10㏒ σ2
本车间有哪些望小特性
望大型S/N公式
• yi 期望越大越好(損失少) ， pº â± æ¤ j¯ S© Ê
• 例如:抗拉強度 壽命 黏著 力 • 望大特性公式: • y 1 y2 y3 y4 … … yn • σ2 =1/n (Σ1/yi
• 直交表(orthogonal array)是由勞博士(C.R. Rao)所提出 • 田口博士引用，並提出一系列表格，希望
以最少的實驗次數就能對因子主效果做 不偏的估計
直交表特性
• 对于任意一个直交表都应当具备下列两个特 性: • 每一列都是自我平衡的（self-balanced）,在每 一列 中因子的各水准出现的频率是相同的； • 每两列间都是平衡的（mutual-balanced）,也就 是 在某一列中出现某一水准的所有实验组， 与在另一 列中，出现此水准的频率是相同的 • 上述两个特性同时存在，就可以称为直交。
实验设计相关名词解释
• 品質特性：用來決定实验成品好坏的測量 值，如热压的粒子数。 • 因子（要因或因素）：试验中的自变量， 是影响试验指标的有关因 子与条件，如影 响热压粒子数的压力、温度。 • 水准：每个因素所取的用量或所处的状态， 简称为 因素的水准，如压力取400,450就是 两个水准，温度取200,220,240就是三个水准。
1. 外部雜音(External Noise)：因環境條
件的變異而引起的偏差。（环境的温度湿 度）
2. 內部雜音 (Internal Noise) ： 因產品劣
化而引起變異的偏差。（设备的磨损度） 因個別產品間之變異引起的偏差。（产品 的一致性）
3. 單位間變異 (Unit-to-Unit Variation) ：
計算一般的望目特性
y1 y2 19.4 376.36 y3 32.0 1024 y4 11.0 121 y5 23.0 529 y6 4.0 16
yi yi2 Avg y Σy ST Sm Se Ve σ η
S
10.8 116.64 16.7 100.2 2183 1673.34 509.66 101.932 10.1 4.1 24.18138
• 在日本，据说一个工程师如果不懂这方面 知识，只能算半个工程师。 • 美国研究日本战后强盛的原因后，认为日 本制胜的法宝有两项： • QFD(质量机能展开，自顾客要求一直策划 到相应的制造管理要求) • 田口方法(简单易学，沒有复杂的统计原理)
田口方法的定义
• 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，而是通过实验设计。
田口实验法
• 定义：根据直交表设计实验因子和水准的 组合来得到最优配方 • 特点 1. 实验次数少，节约时间和成本 2. 实验结果客观，不存在偏见 3. 试验方法可以传承
田口实验法
例如，热压实验：时间（12s、15s）、压力（400,450）、温度（200,220） 温度 1 2 1 1 压力 1 2 时间 1 2 粒子数（品质） Y1 Y2
温度 压力 粒子数(品质)
1
1
1
1
Y1
2
2
1
1
Y2
3
2
2
1
Y3
4
2
2
2
Y4
全因子实验法
• 定义：把所有可能的组合都实验出来，从 而选取最优结果。 • 特点： 1. 实验结果较精确，不用后续的任何分析。 2. 试验次数多，相当耗时耗力
全因子实验法
例如，热压实验：时间（12s、15s）、压力（400,450）、温度（200,220）
田口方法的意义
• • • • • 提高产量； 改进质量； 降低成本； 建立指标与因素的关系； 缩短研究开发的时间
为什么田口实验设计能以最少 的实验次數，获取最
好的效果？
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
直接尝试；如果结果不接受，则尝试另外一组参数； 如果结果可以接受，则这组设计参数将被采用。