田口式品质工程是田口玄一(Taguchi.doc

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1、田口方法簡介宜蘭大學生機系張明毅2003.10.24一、前言田口式品質工程是田口玄一(TaguchiGenichi)博士於1950年代所開發倡導。利用簡單的直交表實驗設計與簡潔的變異數分析，以少量的實驗數據進行分析，可有效提昇產品品質。遂於日本工業界迅速普及，稱之為品質工程(QualityEngineering)。其並於1962年獲得品管界最高榮譽之一的品質應用戴明(Deming)獎，1951、1953、1984獲得品質論文戴明獎。1980年代後，美國AT＆T、Ford、Xerox、Motorola、Ko

2、dak等公司亦陸續採用，歐美一般稱之為田口方法(TaguchiMethod)。田口方法最大的特點在於以較少的實驗組合，取得有用的資訊。雖不如全因子法真正找出確切的最佳化位置，但能以少數實驗便能指出最佳化趨勢，可行性遠大於全因子法。田口方法有以下特點：(1)基於品質損失函數之品質特性、(2)實驗因子的定義與選擇、(3)S/N比、(4)田口直交表。田口方法的實施步驟可分為下列十項：1.選定品質特性2.判定品質特性之理想機能3.列出所有影響此品質特性的因子4.定出信號因子的水準5.定出控制因們的水準6.定出干擾

3、因子的水準，必要的話，進行干擾實驗7.選定適當的直交表，並安排完整的實驗計劃8.執行實驗，記錄實驗數據9.資料分析10.確認實驗重覆以上步驟，直到達到最佳的品質及性能為止。二、一些多水準複因子實驗方法介紹(1)試誤法(trial-and-error)(2)一次一因子法每次只變動一個因子，而其他因子則維持於前次實驗的水準，以探討因子水準變動之效應。下表中實驗中探討7個2水準因子對y的影響，目標為使y最小化。實驗1全固定於水準一，實驗2只變動A至水準2，其餘維持不變，是以A之效應為0.3。實驗3只變動B至水準

4、2，其餘維持和實驗2相同，是以B之效應為0.5。ExpABCDEFGy111111111.2221111111.5322111112.0422211111.1522221111.8622222112.2722222211.6822222221.7Effect0.30.5-0.90.70.4-0.60.1效應為正，代表該因子變化時對y值而言有加大的趨勢；效應為負，則有減小的趨勢。當目標為使y減至最小，則應找出各因子貢獻最小的組合，亦即A1B1C2D1E1F2G1。其缺點在於評估效應時有明顯的偏見，例如對A之

5、效應而言，是植基於其他因子均為水準一的情形下A的表現。一旦其他因子一併變動，原先求出A的效應將沒有意義。(3)全因子法所有因子水準的組合均在實驗中出現，因子或水準愈多，所需的實驗愈多，花費的時間、精力或成本也愈多，可行性愈低。。以下表為例，擁有2水準的4個因子，共有24＝16個實驗組合。目標為欲使y最小，則應取第3組實驗組合A1B1C2D1。Exp.ABCDy111111.1211121.3311211.0411221.8512112.0612122.1712211.5812221.1921112.310

6、21122.21121211.61221221.71322111.81422122.01522211.51622221.3Level11.491.631.851.60Level21.801.661.441.69Effect0.310.04-0.410.09因為每一種組合在上述16種實驗中均出現，因此可直接指出最佳組合，不需再做因子反應圖。但如果繪出因子反應圖，亦可看出此組合。2.01.81.61.41.2A1A2B1B2C1C2D1D2(4)田口直交表田口直交表以Lcea(bd)表示，代表共有a組實驗，

7、其中最多可容納b個水準的因子c個，d個水準的因子e個，而L取自Latinsquare。是以常用的L1718(23)代表共有18組實驗，其中最多可容納2個水準的因子1個，3個水準的因子7個(在全因子試驗中需有2137＝4,374組實驗)。而下表為L78(2)，代表共有8組實驗，其中最多可容納2個水準的因子7個(在全因子試驗中需有27＝128組實驗)。ExpABCDEFGy111111111.2211122221.8312211222.0412222112.2521212121.5621221211.77

8、22112211.3822121122.1Ave.1.725其因子反應表及因子反應圖如下所示。ABCDEFGLevel11.801.551.601.501.751.751.60Level21.651.901.851.951.701.701.85Effect-0.150.350.250.45-0.05-0.050.252.01.91.81.71.61.51.4A1A2B1B2C1C2D1D2E1E2F1F2G1G2若目標為欲使y