教学课件产品寿命周期质量控制技术质量稳健性优化设计剖析
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教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 美国每年完成的案例在5000个以上。美国应 用田口方法节约经费达九百万美元，另外，美 国70%以上的工程技术人员了解田口方法。
• 由于世界范围内高技术产业兴起和社会生产 力的迅速发展，国际市场竞争的焦点已开始由 价格的竞争转向质量设计的竞争。设计竞争的 严峻形势迫使每个企业重新考虑其质量经营战 略。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
•
田口博士的三次设计方法是利用产品的性能指标同有关的各
个参数之间函数关系的计算，优选出好的参数组合，以使产品的
性能指标达到最优化质量成本和最低化设计要求。这种方法主要
用于可计算性产品的参数设计。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 据资料介绍，日本数百家公司每年应用田口 方法完成10万项左右的实例项目研究，在不增 加成本的情况下，大大提高了产品设计和制造 质量。
• 田口的稳健性设计方法被日本人作为日本 产品打入国际市场并畅销不衰的奥妙之一；是 日本经济腾飞的秘诀和成功之道。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 70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。设计 中心思想是采用最低廉的元件组装成品质量最 好，可靠性最高的整机；采用最宽松的工艺条 件加工出质量最好、成本最低、收益最高的产 品。其口号是“用三类元件设计制造出一类整 机”。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
田口方法在美国工业界的广泛的应用
• 许多大公司的“设计规程”中明确指出设计 人员在设计过程中必须采用田口方法的稳健性 优化设计方法，否则在技术评审中难以通过。
• 美国波音公司已采用田口方法成功地进行了 飞机尾翼设计。
• 美国航空航天局从94年开始计划用3—4年时 间推行田口方法，从对高级领导人进行培训、 转变观念入手，并首先在航天飞机燃料储箱设 计中应用。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
2、参数设计
• 指在全系统设计基础上，决定或选定系统各参数的最优参数组合 。要求不仅应使产品有良好性能，而且在环境改变或元器件有所 波动劣化的情况，按照这种参数组合制造出来的产品，在性能上 仍能保持稳定。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 工业界的质量意识空前提高，开始制定以顾 客需求为中心的质量战略和以质量管理为根本 内容的经营战略，注重加强研制阶段的质量设 计和质量分析。稳健性设计技术不仅可以使企 业以最快的开发速度，最低的开发成本，最稳 健的开发质量满足顾客的现实需求和潜在需求 ，从而获得最好的资本增值效益，同时，也是 跻身世界及公司的必由之路。
• 三次设计通常有：
• 直接择优——指能够根据某一数量化的指标 ，直接判别设计条件的优劣，选择优良的设 计参数组合；
• 稳定性择优——指在考虑影响产品性能指标 各因素都有误差波动的情况下，先选取好的 条件和参数组合、使产生的性能指标尽可能 稳定在设计的目标值附近，再规划各零部件 或参数的波动幅度，使之在保证产品质量的 情况下能充分照顾到质量效益。
•
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• 在国际市场上占有最大份额的日本电气产 品以及美国三大汽车公司等都是在这种设计概 念下取得了最好的技术经济效果，在放宽工艺 要求，降低制造成本的条件下制造出高品质的 产品。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 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。因而人们 将这种方法和理论称之为“田口方法”。
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3、容差设计
• 参数设计后确定了一组参数组合。但： 1、 是否还能减少参数波动幅度使产品质量特性
更加稳定？ 2、 是否可以适当降低元器件精度等级以降低成
本？ 这两个问题实质上是确定适当的元器件精度
，以使产品的使用寿命周期费用最低。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
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三次设计
• 系统设计
• 参数设计
•
容差设计
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1、系统设计
• 指专业人员根据各个的技术领域的专门知识，对产品进行整个 系统结构的设计，也就是通常所说的产品质量设计。
• 系统设计阶段，需要求出产品的性能指标与各有关参数之间的 函数关系。
参数设计Fra Baidu bibliotek
根据具体情况来决定采用：
1、直接择优——既利用选优正交表，经过几轮 设计，求得参数的最佳组合。
2、稳定性择优——既利用选用正交表与误差正 交表安排设计方案和计算，得到第一轮择优设 计的好条件；重复第一轮的步骤，进行第二、 第三轮稳定性择优设计，前一轮的好条件作为 后一轮的初始条件。如此循环若干轮可找到工 程满意的好条件，整数化后即可得稳定性择优 设计的参数组合。
稳健设计技术的基本原理
• 噪声因素
波动是产生质量问题的根源，在实际生产的 过程中，往往存在着一些人们无法控制或难以 控制的因素。我们称这些不可控制的因素为噪 声因素或随机因素。正是这些无法穷尽的潜在 变化的相互作用导致了技术功能，产品性能和 工艺过程的波动。
第七章 产品寿命周期质量分析
与控制技术 ——质量的稳健性优化设计
（田口方法、三次设计）
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
质量的稳健性设计
• 稳健性设计是实现低成本、高质量的有效方法 。
• 传统的设计思想认为：只有用质量最好的原 材料（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，材料、元器件质量特性越好， 可行性就越高。
• 美国每年完成的案例在5000个以上。美国应 用田口方法节约经费达九百万美元，另外，美 国70%以上的工程技术人员了解田口方法。
• 由于世界范围内高技术产业兴起和社会生产 力的迅速发展，国际市场竞争的焦点已开始由 价格的竞争转向质量设计的竞争。设计竞争的 严峻形势迫使每个企业重新考虑其质量经营战 略。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
•
田口博士的三次设计方法是利用产品的性能指标同有关的各
个参数之间函数关系的计算，优选出好的参数组合，以使产品的
性能指标达到最优化质量成本和最低化设计要求。这种方法主要
用于可计算性产品的参数设计。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 据资料介绍，日本数百家公司每年应用田口 方法完成10万项左右的实例项目研究，在不增 加成本的情况下，大大提高了产品设计和制造 质量。
• 田口的稳健性设计方法被日本人作为日本 产品打入国际市场并畅销不衰的奥妙之一；是 日本经济腾飞的秘诀和成功之道。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 70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。设计 中心思想是采用最低廉的元件组装成品质量最 好，可靠性最高的整机；采用最宽松的工艺条 件加工出质量最好、成本最低、收益最高的产 品。其口号是“用三类元件设计制造出一类整 机”。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
田口方法在美国工业界的广泛的应用
• 许多大公司的“设计规程”中明确指出设计 人员在设计过程中必须采用田口方法的稳健性 优化设计方法，否则在技术评审中难以通过。
• 美国波音公司已采用田口方法成功地进行了 飞机尾翼设计。
• 美国航空航天局从94年开始计划用3—4年时 间推行田口方法，从对高级领导人进行培训、 转变观念入手，并首先在航天飞机燃料储箱设 计中应用。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
2、参数设计
• 指在全系统设计基础上，决定或选定系统各参数的最优参数组合 。要求不仅应使产品有良好性能，而且在环境改变或元器件有所 波动劣化的情况，按照这种参数组合制造出来的产品，在性能上 仍能保持稳定。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 工业界的质量意识空前提高，开始制定以顾 客需求为中心的质量战略和以质量管理为根本 内容的经营战略，注重加强研制阶段的质量设 计和质量分析。稳健性设计技术不仅可以使企 业以最快的开发速度，最低的开发成本，最稳 健的开发质量满足顾客的现实需求和潜在需求 ，从而获得最好的资本增值效益，同时，也是 跻身世界及公司的必由之路。
• 三次设计通常有：
• 直接择优——指能够根据某一数量化的指标 ，直接判别设计条件的优劣，选择优良的设 计参数组合；
• 稳定性择优——指在考虑影响产品性能指标 各因素都有误差波动的情况下，先选取好的 条件和参数组合、使产生的性能指标尽可能 稳定在设计的目标值附近，再规划各零部件 或参数的波动幅度，使之在保证产品质量的 情况下能充分照顾到质量效益。
•
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 在国际市场上占有最大份额的日本电气产 品以及美国三大汽车公司等都是在这种设计概 念下取得了最好的技术经济效果，在放宽工艺 要求，降低制造成本的条件下制造出高品质的 产品。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
• 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。因而人们 将这种方法和理论称之为“田口方法”。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
3、容差设计
• 参数设计后确定了一组参数组合。但： 1、 是否还能减少参数波动幅度使产品质量特性
更加稳定？ 2、 是否可以适当降低元器件精度等级以降低成
本？ 这两个问题实质上是确定适当的元器件精度
，以使产品的使用寿命周期费用最低。
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
三次设计
• 系统设计
• 参数设计
•
容差设计
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
1、系统设计
• 指专业人员根据各个的技术领域的专门知识，对产品进行整个 系统结构的设计，也就是通常所说的产品质量设计。
• 系统设计阶段，需要求出产品的性能指标与各有关参数之间的 函数关系。
参数设计Fra Baidu bibliotek
根据具体情况来决定采用：
1、直接择优——既利用选优正交表，经过几轮 设计，求得参数的最佳组合。
2、稳定性择优——既利用选用正交表与误差正 交表安排设计方案和计算，得到第一轮择优设 计的好条件；重复第一轮的步骤，进行第二、 第三轮稳定性择优设计，前一轮的好条件作为 后一轮的初始条件。如此循环若干轮可找到工 程满意的好条件，整数化后即可得稳定性择优 设计的参数组合。
稳健设计技术的基本原理
• 噪声因素
波动是产生质量问题的根源，在实际生产的 过程中，往往存在着一些人们无法控制或难以 控制的因素。我们称这些不可控制的因素为噪 声因素或随机因素。正是这些无法穷尽的潜在 变化的相互作用导致了技术功能，产品性能和 工艺过程的波动。
第七章 产品寿命周期质量分析
与控制技术 ——质量的稳健性优化设计
（田口方法、三次设计）
教学课件产品寿命周期质量控制技 术质量稳健性优化设计剖析
质量的稳健性设计
• 稳健性设计是实现低成本、高质量的有效方法 。
• 传统的设计思想认为：只有用质量最好的原 材料（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，材料、元器件质量特性越好， 可行性就越高。