稳健性设计ppt课件.ppt

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1、稳健性设计RobustDesign目录什么是稳健性设计稳健性设计几个基本概念稳健性设计三个阶段——三次设计稳健性设计案例什么是稳健性设计传统的设计思想认为：只有质量最好的元器件（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，成本越高，产品的质量越好，可靠性越高。自本世纪七十年代，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。这种新的设计概念认为：使用最昂贵的高等级、一致性最好的元器件并不一定能组装出稳健性最好的整机，成本最高，并不一定质量最好。产品抗干扰能力的强弱主要取决于各种

2、设计参数（因素）的搭配。设计参数搭配不同，输出性能的波动大小不同，平均值也不同。●稳健性设计起源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。稳健性设计是田口玄一创立的质量工程观中的一个分支，由田口玄一发展而成，因此通常被人们称之为田口方法(TaguchiMethod)。田口方法是一种低成本、高效益的质量工程方法，它强调产品质量的

3、提高不是通过检验，而是通过设计。稳健设计的目的在于，使所设计的产品质量稳定、波动小，使生产过程对各种噪声不敏感。在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。稳健设计认为，产品开发的效益可用企业内部效益和社会损失来衡量，企业内部效益体现在功能相同条件下的低成本，社会效益则以产品进入消费领域后给人民带来的影响作为衡量指标。假如，由于一个产品功能波动偏离了理想目标，给社会带来了损失，我们就认为它的稳健性设计不好，而田口式的稳健性设计恰能在降低成本、减少产品波动上发挥作用。●稳健性设计目的稳健设计的基本

4、思想是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰，这些因素包括环境湿度、材料老化、制造误差、零件间的波动等等。稳健设计不仅提倡充分利用廉价的元件来设计和制造出高品质的产品，而且使用先进的试验技术来降低设计试验费用，这也正是稳健设计对传统思想的革命性改变，为企业增加效益指出了一个新方向。稳健性设计的功效在于帮助设计人员找到一组最佳的产品或工艺设计参数，使产品在最低廉的成本条件下（或最宽松的工艺条件下），达到输出性能最高地稳健性。●稳健性设计思想几个基本概念●稳健性稳健性(

5、robustness),也叫鲁棒性，是指因素状况发生微小变差对因变量影响的不敏感性。换句话说，产品性能与某个因素有关，因素状态变化时，产品的性能也随之变化。如果因素状态的变化对产品性能的影响不大，我们就说产品性能对该因素的变化是不敏感的，又称是稳健性的，或说产品性能对该因素的变化具有稳健性。如使产品性能对所用材质变差不灵敏，就能在一些情况下使用较低廉的或低等级的材料；使产品对制造尺寸变差不灵敏，可以提高产品的可制造性、降低制造费用；使产品对使用环境变化不灵敏，就能保证产品使用的可靠性和降低操作费用。●质量特性值在工业生产中，产品的质量通

6、常通过对特定的功能、特性的测定或测量数值来评定（质量特性或输出特性）。任何一种产品的质量特性值与其名义值（额定值）之间都存在一定的偏差。偏差越小，质量越好。设质量特性值为y，目标值为y0,y对y0的变差是是服从一定概率分布的随机变量，当它服从正态分布越小越好设计二y2设计一y1哪个设计更好？●质量噪声（干扰）——噪声因子引起质量特性值波动的原因，称为质量噪声，也叫噪声因子，是不能被设计者控制的因子。●外噪声由于环境因素和使用条件的波动或变化，引起质量特性值的波动。例如，温度、湿度、位置等。●内噪声由于在储存或使用过程中，随着时间的推移，

7、发生材料变质、劣化现象而引起质量特性值的波动。例如，电器产品绝缘材料的老化等。●产品间噪声在相同生产条件下，生产制造出来的一批产品，由于人、机、料、法、环的变化，引起质量特性值的波动。●质量的变异性产品的质量特性指标往往会有差异；即使完全相同的生产条件，由于种种干扰因素的存在，其产品也会表现出不完全相同的质量特性；同一产品在不同的环境中使用，或者在寿命周期内的不同时刻，其质量特性都会有差异。●质量损失函数★田口的质量观与传统的质量定义不同，田口玄一博士将产品的质量定义为：产品出厂后避免对社会造成损失的特性。可用“质量损失”来对产品质量进

8、行定量描述。质量损失是指产品出厂后“给社会带来的损失”，包括直接损失（如空气污染、噪声污染等）和间接损失（如顾客对产品的不满意以及由此导致的市场损失、销售损失等）。质量特性值偏离目标值越大，损失越大，即质量