最新田口方法实战训练教学讲义PPT课件.ppt

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1、田口方法实战训练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。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

2、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”。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。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过程中的磨损、蠕变等……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

3、多的分类，只要有益于改进，就应该做深入地分析！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。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

4、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：L9（3）正交表(样式)列号实验号ABCD1111121222313334212352231623127313283213933214正交表的正交性质1.每一列都是自我平衡的：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。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,

5、在整个试验范围都成立;具有良好的再现性；资料分析简单.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.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

6、，正负田口正交表样式(简化)实验次数:9*2=18次信噪比(S/N)田口博士创造性提出了信噪比的概念，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。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/噪音该比值越达，表明品质越好。单位以分贝（db）表示。S/N之来源S/N理论表达式设实际

7、测量值y与目标值m之偏差为y1、y2、…，yn，则有:总误差：ST=平均误差：Sm=误差方差：Ve=信噪比：S/N=10log（3-0）S/N应用公式望目：S/N=10log（y2/s2）（3-1）望大：S/N=10log（3-2）望小：S/N=-10log（3-3）S/N以10倍的对数来表示田口设计选优准则田口博士将S/N做为实验设计的优选评价标准:S/N比极大化无论特性是什么情形-望小/望大/望目SN值越大则品质越好!静态设计与动态设计信号因子：是指产品使用人设定的参数，是动态特性中输出变量的因素。举例说，一台电扇的转速，是使用人期望风量的信号因子；在一个测量

8、系统中，零