田口品质损失函数

（２）參數設計
〄參數設計係指選擇控制因子，以及決定每個 因子的最適水準。 〄控制因子指的是在過程中，管理者能加以控 制的參數，例如顧客服務代表的受訓種類與 多寡。若顧客所接受的服務品質取決於顧客 服務代表所受訓練的多寡，訓練便可視為控 制因子，且對生產成本不會造成任何影響。 〄例如，每張紙寬８英吋可視為一個目標，而 其目的是為了找出最有效率的程序或服務設 計。
案例－福特金牛座(續)
• 資深管理者應以多項的里程碑、而非日程時 間表來評量研發計畫。 • 製造零件的供應商應負責雛型零件﹔他們可 對外發包雛型的生產，但也必頇負責品質、 功能、成本及運費。 • 必頇以製造工具生產試驗汽車的零件。 • 在隨後的設計過程中，福特汽車公司也實驗 創新的管理理念，包括同步工程、純熟的製 造輸入、雛型改進及標竿學習。
三〃田口程序-4
〄步驟4 : 進行實驗
〄採用嚴格統計方式的田口方法，如變異數分 析(ANOVA)、訊號與雜音之比率(S/N)及回應 表(response charts)。 〄選擇實驗所適用的直交表，其所需根據集體 研討會議所得的因子個數及水準來決定。 〄以適當的重複次數進行實驗，並紀錄結果。 〄計算每個因子與水準的平均成效水準。 〄將平均回應紀錄在回應表上，以顯示與實驗 目標相符的最適成果。
（３）允差設計
〄允差設計係用來處理發展中的規格限制。當 參數設計在減少變數後，情況卻未見改善時， 下一步驟便是允差設計，但它往往會導致生 產成本上揚。 〄例如，工程師可能會選擇性地緊縮某些允差 度，並要求使用較高級的原料。 〄舉例，烤蛋糕的例子，若使用田口方法，即 可找出最適烤蛋糕的溫度與時間、麵粉、蛋， 以及其他原料的用量。參數便如同原料。
四〃田口實驗法的例子-4
〄進行實驗 由於中斷文書人員的工作將造成公 司損失，因此管理階層決定只進行兩次 實驗。一但實驗決定了最適水準後，將 進行一個確認實驗以驗證前次結果，預 期結果將減低輸入資料的錯誤。
四〃田口實驗法的例子-5
〄實驗結果 整體而言，實施田口實驗方法使得 每一百件出錯次數由十五次減至二次。 該實驗的成本約等於一名保費計時人員 與兩名文書人員３星期的工資、 實驗準 備及培訓成本。雖然為減少錯誤所花費 的金錢難以量化，但管理者對結果很滿 意，並認為公司已獲得突破性的品質提 升。
ＤＦＭ的方法－舉例說明
〄以DFM為重心的通用汽車 DFM概念早在1970年代即於美國開始實施々今日所 有汽車公司普遍均使用DFM方法，通用汽車藉由DFM過 程，將所有層級、不同背景的小組活動融合一體，這 些多元背景小組即稱為產品發展小組。在通用汽車， DFM最重要的便是能輕鬆組裝無瑕疵的車輛々而要達 到此目標，過程變異則必頇維持在最低。DFM的最後 一個步驟，則是確認製造能力々設計小組發展一個工 作雛型，以確認該設計符合所有要求々而從這個過程 中所學習的知識可轉移給下一個車輛開發計畫為參考， 以確保產品過程不斷地改進。
三〃田口程序-6
〄步驟6 : 確認操作
〄一旦決定了每一因子的最適水準後，應將因 子設定在最適水準，並進行確認實驗以確認 之前的結果，否則實驗會有明顯的錯誤。假 若結果與預期有很大的差異，則可能存在交 互影響，因此應重新進行實驗。
四〃田口實驗法的例子-1
〄公司背景 位於密蘇里州奧克維斯市的Bronson保 險集團，有一群文書人員，專門負責將 個人汽車保險的申請資料輸入電腦系統， 每一份申請書均含有大量資料。近期， 該公司管理階層認為輸入系統內的資料 有誤，長期以來，管理階層均將責任歸 咎於文書人員的不夠謹慎小心﹔但開除 部分員工之後問題依舊存在。因此公司 雇用一位品管專家來研究這個問題。
二〃田口方法的背景基礎-2
１〃田口品質的定義 〄對田口而言，理想品質是一個可以用 來判定產品或服務之品質層級的參考 點或目標值。 〄亦即當產品或服務在合理操作、且無 有害副作用的情況下，計畫生命週期 可表現出其應有的功能。
二〃田口方法的背景基礎-3
２〃品質損失函數 〄圖7.1中顯示對產品重要特性的衡量(以 A點表示)。依據傳統理論，如果A是在規 格之內便沒有問題々但事實上，圖中A比 較靠近規格的邊緣，離目標的衡量值較 遠，這表示在一段時間後問題可能會出 現，田口稱該潛在問題為潛在社會損失 (loss to society)。社會損失可視為與 目標值的成本差離。
一〃田口實驗設計
〄田口方法 〄田口方法是透過實驗設計(DOE)來決定參數， 以找出生產產品或服務的最適輸入組合的標 準方法。實驗設計在設計與處理工程方面是 極為重要的工具，它能找出生產高品質產品 或服務的最適原料份量。 〄田口對設計的看法可分為四個方面〆 穩健設計、概念設計、 參數設計及允差設計
穩健設計
Chapter 7
產品與過程設計中的品質 補充部分
指導教授〆陳永璋 博士 學生〆林宜亭(93633115)
產品壽命週期－舉例說明
〄雪橇設計 在1970年代之間，滑雪運動受歡迎程度 達到顛峰々但是到1980年代時，滑雪運 動開始退燒，導致雪橇的銷售量下滑々 因此雪橇製造商投注更多財力於產品研 發上，於是滑雪板應運而生。藉由吸引 滑雪板的人群及年輕人的注意，滑雪板 的產量穩定成長。雪橇在設計科技上的 改變讓該市場東山再起。
Taguchi Design of Experiments 補充-田口實驗設計
田口玄一 (Genichi Taguchi）
©2004 Prentice-Hall
序論及大綱
〄本補充的重點在於一種專門用來改善產 品與製程設計的設計方法，也就是田口 實驗法，針對田口實驗法設計行為層面 與技術層面進行探討。 〄大綱如下〆 一〃田口實驗設計 二〃田口方法的背景基礎 三〃田口程序 四〃舉例說明
二〃田口方法的背景基礎-7
〄使用品質損失函數
〄品質損失函數(QLF)係著重於因買進不符合 規格之產品，而導致的經濟或社會成本，其 可能包括維修成本、故障成本、環境保護， 以及產品運作超額成本。 〄其公式〆Ｋ＝Ｃ/Ｔ;Ｌ＝Ｋ＊Ｖ2 (美元/單 位) Ｋ表示恆定數。 Ｃ表示單位維修成本。 Ｔ表示允差範圍。
二〃田口方法的背景基礎-4
圖7.1 傳統品管程序
Q(c) 報廢成本
LSL 目標
USL
A
二〃田口方法的背景基礎-5
〄品質損失函數 〄為了量化社會損失，田口採用二次損 失函數。圖7.2顯示出任何不同於目標 6(T = 6)的改變，均會導致公司的損 失。
二〃田口方法的背景基礎-6
圖7.1 田口二次損失函數
三〃田口程序-5
〄步驟5 : 結果分析
〄實驗可用來決定最接定目標的因子々基本上， 所以因子的最適水準均頇決定。如果兩因子 間有明顯的交互作用，則可能有兩種選擇〆 第一種是忽略交互作用(但本法有風險)々另 一種是在合理成本的情況下，進行完全因子 實驗以確定交互作用，而完全因子實驗將測 試變化內所有可能的交互作用。
二〃田口方法的背景基礎-1
〄歷史由來
〄田口方法是由田口玄一博士於1980年，首先 向貝爾實驗室提出。 〄從歷史傳承的角度來看，田口方法可說是承 襲自蕭德華在統計品質管制，以及戴明在改 善日本品質方面的工作而來。 〄田口方法係提供以下條件〆判定可控制的產 品或服務因子與程序結果之間功能關係的基 礎、強化可控制變數來調整過程目的的方法 檢驗程序中隨機事件與產品或服務的變異性 之關係的方法。
〄穩健設計 〄田口對穩健設計的概念是〆產品或服 務的設計應以能維持產品或服務無瑕 疵及高品質為出發點。 〄田口創新提出三個步驟且能達成穩健 設計的新方法，即(1)概念設計、(2) 參數設計及(3)允差設計。
（１）概念設計
〄概念設計是檢驗產品生產時所使用的 科技過程，其包括過程科技選擇與過 程設計選擇概念設計有助於降低生產 成本，並產出更高品質的產品。 〄以影印店為例，概念設計包括版面與 科技選擇﹔且候選的影印機頇分別測 試，以判定其是否適用。
二〃田口方法的背景基礎-8
〄使用品質損失函數
〄假設修理汽車暖氣機所需金額為200美金。在允差 為6± 0.5mm、 且距目標值的離差平方為(1/6)2 的 條件下，計算由於目標設定的離差而導致的品質損 失函數。 〄帶入公式〆Ｋ＝200/0.52=800 ，而 Ｌ＝Ｋ＊Ｖ2 =800*(1/6) 2=22.22 (美元/單位） 因此可知，由於目標標準的離差而導致的損失是每 單位22.22美元。在以這個成本和其他缺陷比較， 便可決定實施產品設計改善的優先順序。
三〃田口程序
பைடு நூலகம்1.辨識問題
2.腦力激盪階段(辨識因子、因子設 定、可能的交互作用及目標) 初 始 步 3.實驗設計(選擇正交表列、設計實驗) 驟
4.進行實驗
5.結果分析
6.確定操作
三〃田口程序(英文)
三〃田口程序-1
〄步驟1 : 辨識問題 〄首先頇辨識與生產程序或服務本身有 關的問題。
三〃田口程序-2
簡報完畢
案例－福特金牛座
• 設計福特金牛座〆為什麼要以品質為第一優先 考量〇 • 金牛座的故事證明品質對產品在設計與研發的 所有層面來說都非常重要。 • 金牛座對福特公司而言不只是一部汽車，它更 代表福特汽車能以嶄新的方法製造車子。 • 金牛座即將上市時，福特公司宣佈一套新的產 品理論「概念－顧客」的設計範例，下頁是為 帶領金牛座專案過程中心方法的一些基本原則
四〃田口實驗法的例子-2
〄田口實驗 經過初步調查後，品管專家設計一 個讓管理階層能易於理解的田口實驗， 以求進一步了解問題。 利用田口實驗而得出的方法使用者 並非高層，而是中高階層的管理者﹔因 此，中高階層管理者的支持對新系統的 推動與實施特別重要。
四〃田口實驗法的例子-3
〄設計田口實驗
此時所要解決的問題是:「導致低劣品質 的不正榷操作程序」，而實驗的目標則是將程 序的作用最大化以改善品質，也就是選擇能使 品質瑕疵與社會成本減至最小的控制因素 。 由集體研討會議結果，品管專家選了五個 因子以進行田口實驗，如下所示〆培訓方法、 書架的置放位置、申請書的新設計、外務保險 專員及內勤保費計算人員填寫申請書的新程 序 、工作空間增大。
〄步驟2 : 腦力激盪
〄腦力激盪可辨識對產品與服務有重大影響的 可變因素。 〄在本階段，所頇辨識的重要可變因素即田口 所稱的因子。 〄其種類包括控制因子(即受到管理階層控制 的可變因素)，或訊號因子(即無法控制的可 變因素)。
三〃田口程序-3
〄步驟3 : 實驗設計
〄實驗是依據集體研討會議中所得之因子、因 子水準及目標來進行設計。田口方法使用線 外實驗作為改進品質的方法，其與傳統的線 上(處理中)品質提升方法有所不同。因此在 進行田口實驗時，實驗設計是非常重要的一 環。所需的重複次數也必頇事先決定。
設計可用的產品－舉例說明
• 為何需要動員火箭科學家設計高爾夫球〇 羅伯〃瑟曼是一位火箭科學家而目前是以 設計高爾夫球面上的球渦為業，他解釋球 渦的秘訣在於，其頇有足夠的深度能在空 中旋轉，以造成擾流效果，使球能順利突 破力障々但是，擾流效果太強又會對球造 成拖力，使球快速掉落。瑟曼說〆「最理 想的情況，便是為每位球友設計適合個人 的球。」
摘要
〄田口方法專注於參數設計，藉此為生產 產品或服務指出所需的投入組合。 〄田口為理想品質界定一個標準，以減少 社會損失的品質水準。本方法提供不同 的模式，來計算社會帶來的損失，而這 些模式則稱為品質損失函數。 〄完成田口方法的步驟包括辨識問題、 腦 力激盪、實驗設計 、進行實驗 、結果 分析及確認操作。