田口方法实战训练ppt课件.ppt

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1、主讲田口方法实战训练1田口方法与健壮设计二战之后，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.1962年田口博士获得戴明个人奖。2田口的质量哲学定义：“质量是产品出厂后给社会带来的损失”。品质不是检验出来的，品质必须设

2、计到产品中去；品质的目标是：“最小化与目标值的偏差，且能免于噪音的影响”；品质成本应当用与标准值偏移的函数关系来衡量——这就是著名的“质量损失函数模型”。3品质损失函数模型设质量特性为y，目标值为m，质量损失函为L（y）：当产品性能恰好为趋近目标时，质量损失最小；产品性能偏离目标值越远，质量损失越大。4田口关于参数分类对于一个产品或者制程，我们可以用参数图来表示。如图2-3所示，其中y表示此过程输出的产品或制程的品质特性（响应值）。影响y的参数可分为可控因子、噪音因子和信号因子三类。5可控因子与噪音可控因子：可

3、控因子是工程师能够控制和调整的因素及过程参数，如反应温度、时间、压力、材料种类……等等/噪音：有许多参数非为设计工程师所能控制的因子，即随机误差，田口称其为噪音，田口博士将噪音归纳为外部噪音、内部噪音和零件间变异三类。噪音外部噪音内部噪音零件间变异6噪音分类1：外部噪音外部噪音由于环境因素与使用条件的变化或变异，如温度、湿度、位置、粉尘、电压、电磁干扰、震动以及操作者人为错误等。7噪音分类2：内部噪音内部噪音产品在库存和使用过程中，产品本身的零件、材料会随着时间的推移发生质量变化。例如：绝缘材料的老化零件在使用

4、过程中的磨损、蠕变等……8噪音分类3：零件间的变异零件间的变异由于构成产品的材料、零件存在变异，制程中由于操作、设备、工艺参数的变化以及环境因素的变化形成的变异，——会造成零件间的变异。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！9噪音分析的意义产品性能指标除了受可控因子的影响外，还受到噪音的影响。但传统的试验设计对误差的分析比较笼统，全部归为随机误差（实验误差）。但是在稳健设计中，为了达到产品或过程的稳定性，必须仔细的分析这些误差是如何形成的。首先要识别噪音的具体状况，进行仔细

5、的分析并加以描述，进而在设法在试验中反映这些变差，才能通过稳健设计的策略实现“抗干扰”的目的。10正交表和信噪比是田口方法的重要基础及工具。正交表——建立试验计划的基础信噪比——评价品质优劣的基础正交表与信噪比11正交表什么是正交表？正交表是一种规格化的表格，也是试验计划，从一般意义讲，只要掌握正交表的运用方法就可达到DOE目的。正交表的表达方式：12L9（3）正交表(样式)列号实验号ABCD111112122231333421235223162312731328321393321413正交表的正交性质1.每一

6、列都是自我平衡的：在任意一列中，因子各水平出现次数相同；2.每两列都是平衡的：任两列中，某一水平的试验组出现的频率都是相同的。这两个性质称正交性，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，但仍有可靠的代表性。14正交表的优势试验次数少L9(34)的全部组合=81次（3*3*3*3）正交表获得的结论,在整个试验范围都成立;具有良好的再现性；资料分析简单.15田口乘积表田口方法建立实验计划也是使用正交表,所不同的是,使用内表+外表——乘积表将可控因子安排在——内表(控制

7、表）将噪音因子安排在——外表(噪音表)同时考虑可控因子及噪音对响应的影响,是田口方法的特点.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.16田口正交表样式实验次数成倍数增加:9*8=72次噪音表控制表试验观察值17设置噪音的简化方法正确识别和确定噪音及其水平，是成功实现稳健设计的基础。综合误差法：选择少数几个点，如3-4个最不利误差法：选定2个端点——正偏，正负18田口正交表样式(简化)实验次数:9*2=18次19信噪比(S/N)田口博士创造性提出了信噪比的

8、概念，以S/N比作为分析改善对象和评价方案的核心指标。S/N比的特点：综合反映关于响应位置和离散度两个特性的信息，从而达到获得最理想的品质效果。——这也正是稳健设计的核心机理。虽然缺少统计理论支持，但实践证明它是最优良的方法。20在通讯工程里，常以电讯的输出“信号”与“噪音”之比作为品质指标，以此值越大表示通讯品质越好。S/N比的原始定义是指信号噪音比，，可用以下公式表示：S/N=信号