田口方法 品质工学

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1、田口方法1.什么是田口方法田口方法是田口玄一博士在1950年代开始构筑的预防设计技术。简单地说就是告诉工程师如何把质量设计到产品当中。田口方法在国外被应用到各个领域，比如机械，汽车，电子，半导体，化学和医学等领域，但是在我国还却很少见。几乎没有相关图书的出版。许多人误解田口方法就是实验计划法或者是6σ等质量管理方法。其实田口方法并不是质量管理方法，而是面向工程师的，能够提高产品质量和缩短开发时间的设计方法。使用田口方法，可以提高我们产品质量，使我们的产品在各种环境下都能够安定地工作，不发生或者少发生故障。使用田口方法，可

2、以使工程师摆脱试行错误，用最短的时间设计出最高的产品质量，提高设计效率。本空间主要面向大学生，企业工程师或者自学者讲解田口方法。使工程师学会如何设计产品质量，提高我国产品在世界上的竞争能力。2.田口方法的诞生1953年伊奈制陶公司进行了一个先驱性的瓷砖实验，这个实验被认为是田口方法的诞生。当时，伊奈制陶从欧洲购买了一套烧制瓷砖的隧道窑。可是烧出来的瓷砖尺寸，光泽和翘曲都不合格。十分令人头痛。问题的原因是隧道窑内的温度分布不均匀。要想使温度分布均匀，就需要改造设备，就会发生巨大的费用。引用地址:http://hi.baid

3、u.com/iisfu/home38不改变设备，有没有办法提高产品的质量哪？当时指导这个实验的田口玄一博士开始思考这个问题。其结果是瓷砖100%合格，并且还降低了成本。之后，这个方法发表在《质量管理》上，并且被译成英文，受到工程师们的极大关注。这个方法当时在日本被称为田口式实验计划法，在海外被称为田口方法。1993年在日本成立了品质工学会，开始被称为品质工学（质量工学）。田口博士到底想了些什么又做了些什么，逐渐被人们所了解。在我国田口方法的叫法比较多，但是作为一门学问和技术，我个人认为称为质量工学更为合理。基本概念入门我

4、们从实用的角度来学习田口方法。我们首先介绍一些必要的基本概念。1.系统田口方法的做法是把系统定量化，计算实测数据来实现系统最佳化的手法。所以我们首先要明确田口方法所说的系统是什么。    系统是为了实现某个功能，由一些要素组成的有机结合体。为了定量系统，在田口方法中，系统由4个部分构成，分别是输出，输入，杂音因子和控制因子。系统的输出是系统功能的表现形式。系统的输入是改变输出的因子，也被称为信号因子。控制因子是能够改变系统的输出，并且工程师可以自由设定的因子。杂音是能够改变系统的输出，但是工程师无法控制的因子，也被称为误

5、差因子。这些因子之间的关系用下图表示，被称为系统图。      引用地址:http://hi.baidu.com/iisfu/home38几乎任何一个人造系统都可以用这个系统图来表示。大的比如说核发电系统，小的到电池都可以用系统图来表示。核发电系统的输出是电力，输入是控制棒的位置，控制因子是核燃料的数量，控制核分裂的减速材，冷却材，控制材，隧道盒的大小等等。误差因子是电网的使用电量，气候温度，冷却水的温度等等。电池系统的输出是电压，输入则是被隐藏起来的某一个因子，这个因子被固定在某一个值，使输出电压固定在1.5V。控制因

6、子是电极的材质，尺寸，形状，电解液的材质，浓度，层间构造等等。误差因子是使用温度，负荷大小，放电时间等等。在田口方法中，我们的对象系统都是人造系统，它包括硬件和软件，以及它们的结合体。它可以是一个比较复杂的系统，如汽车的刹车系统，也可以是一个电阻部件。还可以是一个生产系统，如瓷砖的烧制过程等。但是它必须是一个可以定量化的系统。2.鲁棒性（稳健性，顽健性）鲁棒性是，当系统中的控制因子出现变动或者杂音干扰时，系统输出保持不变的性质。简单地说就是系统抵抗外来干扰，或者内部劣化，老化的能力。另外，有人把鲁棒性称为稳健性或者顽健性

7、。我个人认为鲁棒性是一个科学名词，在控制论中也被使用，它对应的英文是明确的，为了避免混乱，我们采用鲁棒性。3.SN比SN比是系统抵抗杂音程度的尺度，也就是鲁棒性的定量化。SN比源于通信的信号杂音比概念，田口博士扩张了这个概念。用它来定量质量的好坏。更进一步用它来定量技术的好坏。这个概念比较复杂，我们需要时间慢慢来理解。引用地址:http://hi.baidu.com/iisfu/home38什么是质量的好与坏？从本质上讲所谓质量就是产品（或者服务）出厂后，给社会带来的损失。损失小我们就说质量好，损失大就是不好。在现实中损

8、失不可能为零，但是越接近零越好。比如汽车，我们最理想的汽车是把我们从A地点送到B地点（有用功能），同时没有污染，没有噪音，没有交通事故（无用功能）。无用功能越小越好。我们把这个想法用数式来表示，定义它为SN比。这样SN比就是一个具体的数字，越大质量越好。这里的１０和ｌｏｇ没有实质的意义，只不过是和通信中的ＳＮ比整合而