田口品质管理

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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、刖舌田口式质量工程是田口玄一(TaguchiGenichi)博士于1950年代所开发倡导。利用简单的直交表实验设计与简洁的变异数分析，以少量的实验数据进行分析，可有效提升产品质量。遂于EI本工业界迅速普及，称之为质量丁程(QualityEngineering)□其并于1962年获得品管界最高荣誉之一的质量应用戴明(Deming)奖，1951、1953>1984获得品质论文戴明奖o1980年代后,美国AT&T、Ford、Xerox>Motorol

2、a>Kodak等公司亦陆续采用,欧美一般称之为田口方法(TaguchiMethod)□田口方法最大的特点在于以较少的实验组合，取得有用的信息。虽不如全因子法真正找出确切的最佳化位置，但能以少数实验便能指出最佳化趋势，可行性远大于全因了法。田口方法有以下特点：(1)基于质量损失函数之质量特性、(2)实验因子的定义与选择、(3)S/N比、(4)山口直交表。田口方法的实施步骤可分为下列十项：1.选定质量特性2.判定质量特性Z理想机能3.列出所有影响此质量特性的因子4.定出信号因子的水平5.定出控制因们的水

3、平6.定出干扰因子的水平，必要的话，进行干扰实验7.选定适当的直交表，并安排完整的实验计划8.执行实验，记录实验数据9.资料分析10•确认实验重复以上步骤，直到达到最佳的质量及性能为止。二、一些多水平复因子实验方法介绍(1)试误法(trial-anckeiroi)(2)—次一因子法每次只变动一个因子，而其它因子则维持于前次实验的水平，以探讨因子水平变动Z效应。下表屮实验屮探讨7个2水平因子对y的影响，目标为使y最小化。实验1全固定于水平一，实验2只变动A至水平2,其余维持不变，是以A之效应为0.3。

4、实验3只变动B至水平2,其余维持和实验2相同，是以B之效应为0.5。负，则有减小的趋势。当目标为使y减至最小，则应找出各因子贡献最小的组合，亦即AlBlC2D1ElF2Glo其缺点在于评估效应吋有明显的偏见，例如对A之效应而言，是植基于其它因子均为水平一的情形下A的表现。一旦其它因子一并变动，原先求出A的效应将没有意义。(1)全因子法所有因子水平的组合均在实验屮出现，因子或水平愈多，所需的实验愈多，花费的吋间、精力或成本也愈多，可行性愈低。。以下表为例，拥有2水平的4个因子，共有24=16个实验组合

5、。冃标为欲使y最小，则应取第3组实验组合AlBlC2DloExp.&BCDy111111.1211121.3311211.0411221.8512112.0612122.1712211.5812221.1921112.31021122.21121211.61221221.71322111.81422122.01522211.51622221.3Level11.491.631.851.60Level21.801.661.441.69Effect0.310.04-0.410.09因为每一种组合在上述16

6、种实验中均出现，因此可直接指出最佳组合，不需再做因子反应图。但如果绘出因子反应图，亦可看出此组合。(1)田口直交表田口直交表以La&xcf)表示，代表共有a组实验，其中最多可容纳b个水平的因子c个，d个水平的因子e个，而L取自Latinsquareo是以常用的^8(2^37)代表共有18组实验，其中最多可容纳2个水平的因子1个，3个水平的因子7个（在全因子试验中需有2*37=4,374组实验）。而下表L8（27）,代表共有8组实验，其中最多可容纳2个水平的因子7个（在全因子试验中需有2?=128组实

7、验）。ExpABCDEFGy111111111.2211122221.8312211222.041112222112.2521212121.5621221211.7722112211.3822121122.1Ave.1.725其因了反应表及因了反应图如下所示。ABCDEFGLevel11.801.551.601.501.751.751.60Level21.651.901.851.951.701.701.85Effect-0.150.350.250.45-0.05-0.050.25若0标为欲使y最小，

8、则应选取各因子较低的效应，亦即A2B1C1DIE2F2Glo此组合在先前8个实验屮并未出现。在因子间无交互作用的假设下，因子效应可加成，则预测的最佳值为y+(A2-y)+(B1—刃+(C1—刃+(£>1-刃+(E2-y)+(F2-刃+(G1-y)=0.95三、质量损失函数在探讨最佳化的过程中，最重要的便是找出最能适切表达质量特性的目标函数，诸如维持产品整体的平均值逼近设定值或减小产品间的变异，均可做为提高质量的目标函数。田口将质量定义为产品在其生命周期内，整个社会对其