田口參數(shù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)精

1、教學(xué)案例一：田口參數(shù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1 田口方法源起實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是以概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)為理論基礎(chǔ)， 經(jīng)濟(jì)地、 科學(xué)地制定實(shí)驗(yàn)方案以便對實(shí)驗(yàn) 數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)學(xué)理論和方法。其基本思想是英國統(tǒng)計(jì)學(xué)家 R. A. Fisher 在進(jìn) 行農(nóng)田實(shí)驗(yàn)時(shí)提出的。他在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)， 環(huán)境條件難于嚴(yán)格控制， 隨機(jī)誤差不可忽視， 故提 出對實(shí)驗(yàn)方案必須作合理的安排，使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有合適的數(shù)學(xué)模型，以減少隨機(jī)誤差的影響， 從而提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度和可靠度，這就是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思想。在三十、四十年代，英、美、蘇等國對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法進(jìn)行了進(jìn)一步研究，并將其逐步推廣 到工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，在冶金、建筑、紡織、機(jī)械、醫(yī)藥等行業(yè)都有所應(yīng)用。二戰(zhàn)

2、期間，英美 等國在工業(yè)試驗(yàn)中采用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法取得了顯著效果。戰(zhàn)后， 日本將其作為管理技術(shù)之一從英美引進(jìn)，對其經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇起了促進(jìn)作用。今天， 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)已成為日本企業(yè)界人士、工程技術(shù)人 員、研究人員和管理人員必備的一種通用技術(shù)。實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法最早是由日本田口玄一 (G. Taguchi)博士將其應(yīng)用到工業(yè)界而一舉成名的。 五十年代， 田口玄一博士借鑒實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法提出了信噪比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)， 并逐步發(fā)展為以質(zhì)量損失 函數(shù)、三次設(shè)計(jì)為基本思想的田口方法。 田口博士最早出書介紹他的理論時(shí)用的就是 “實(shí)驗(yàn) 計(jì)劃法一DOE',所以一般人慣以實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法或DOE來稱之。但隨著在日本產(chǎn)業(yè)界應(yīng)用的普及，案例與經(jīng)驗(yàn)的累積，

3、田口博士的理論和工具日漸完備， 整個(gè)田口的這套方法在日本產(chǎn)業(yè) 專家學(xué)者的努力之下, 早已脫離其原始風(fēng)貌, 展現(xiàn)出更新更好的體系化內(nèi)容。 日本以質(zhì)量工 程(Quality Enginerring )稱之。但是，嚴(yán)格來講，田口方法和DOE是不同的東西。田口方法重視各產(chǎn)業(yè)的技術(shù),著重快速找到在最低成本時(shí)的最佳質(zhì)量。DOE 則重視統(tǒng)計(jì)技術(shù),著重符合數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。 雖然學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為田口方法缺少統(tǒng)計(jì)的嚴(yán)格性, 但該方法還是以其 簡單實(shí)用性廣為工業(yè)界所應(yīng)用和推廣。 先進(jìn)國家對田口方法越來越重視, 并且也已經(jīng)取得了 很好的效果。該方法廣泛應(yīng)用于研發(fā)、技術(shù)改善、質(zhì)量提升等部門。八十年代, 田口方法進(jìn)入美國,

4、得到了普遍關(guān)注。 如今, 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng) 突破了傳統(tǒng)的工業(yè)過程改進(jìn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)范疇, 廣泛地滲透到商業(yè)布局、 商品陳列、 廣告設(shè)計(jì) 及產(chǎn)品包裝的應(yīng)用之中。 我國在六十年代就曾對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究和推廣,八十年代又引入了田口方法, 取得了一定成效。 但實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)作為一種質(zhì)量改進(jìn)的有力武器,還尚未發(fā)揮它的全部威力。2 田口方法基本思想和研究內(nèi)容與傳統(tǒng)的質(zhì)量定義不同, 田口玄一博士將產(chǎn)品的質(zhì)量定義為： 產(chǎn)品出廠后避免對社會造 成損失的特性, 可用“質(zhì)量損失' 來對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行定量描述。 質(zhì)量損失是指產(chǎn)品出廠后 “給 社會帶來的損失' ,包括：直接損失,如空氣污染、噪聲污染等；

5、間接損失,如顧客對產(chǎn)品 的不滿意以及由此而導(dǎo)致的市場損失、 銷售損失等。 質(zhì)量特性值偏離目標(biāo)值越大, 損失越大,即質(zhì)量越差，反之，質(zhì)量就越好。對待偏差問題，傳統(tǒng)的方法是通過產(chǎn)品檢測剔除超差部分 或嚴(yán)格控制材料、工藝以縮小偏差。這些方法一方面很不經(jīng)濟(jì)，而且有時(shí)技術(shù)上也難以實(shí)現(xiàn)。 田口方法是調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，使產(chǎn)品的功能、性能對偏差的起因不敏感，以提高產(chǎn)品自身的抗干擾能力。為了定量描述，產(chǎn)品質(zhì)量損失，田口提出了“質(zhì)量損失函數(shù)”的概念，并以信噪 比來衡量設(shè)計(jì)參數(shù)的穩(wěn)健程度。由此可見，田口方法是一種聚焦于最小化過程變異或使產(chǎn)品、過程對環(huán)境變異最不敏感的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。該方法是一種能設(shè)計(jì)出環(huán)境多變條件下能夠穩(wěn)

6、定和優(yōu)化操作的高效方法。一般而言，任何一個(gè)質(zhì)量特性值 Y在生產(chǎn)過程中均受很多因素的影響，田口玄一博士將影響質(zhì)量特性的因素分為輸入變量 W、可控變量X和不可控變量Z,如圖1所示。輸入變 量非設(shè)計(jì)參數(shù)，可控變量是田口方法的設(shè)計(jì)對象，所謂可控變量，即可以調(diào)整和控制的參數(shù)，這種變量通常稱為信號因子。不可控變量，顧名思義，即不可控制的變量，也稱為噪音因子（Noise Factors），就是使質(zhì)量特性偏離目標(biāo)值的因素。田口玄一博士將噪音因子分為三類：即外部噪音，如溫度、濕度、灰塵等；內(nèi)部噪音，如劣化等；產(chǎn)品間噪音，如制造缺失等。圖1影響質(zhì)量特性的關(guān)鍵因素解決的對策可由生產(chǎn)線外（Of line ）質(zhì)量控制與

7、線上（On Line ）質(zhì)量控制兩種。所謂 線外控制，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段和制造設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制活動，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品最佳化和制造過程最佳化（主要是工藝參數(shù)的最佳化設(shè)計(jì)）。線外質(zhì)量控制可以應(yīng)用正交表、信噪比（S/N）和損失函數(shù)來達(dá)成，強(qiáng)調(diào)有效率的實(shí)驗(yàn)和仿真，以減少變異。所謂線上質(zhì)量控 制，是實(shí)際生產(chǎn)階段的質(zhì)量控制活動。田口式質(zhì)量工程較關(guān)心線外質(zhì)量控制，以降低成本、 提供最佳質(zhì)量為目標(biāo)；對于線上質(zhì)量控制則以穩(wěn)定制造過程為目標(biāo)。田口方法的基本原理是通過控制可控因素的水平和配合，使產(chǎn)品和工藝對噪聲因素的敏感程度降低，從而使噪聲因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響作用減少和消除，以實(shí)現(xiàn)提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的目的。田口

8、玄一提出的“三次設(shè)計(jì)法” ，即分三個(gè)階段對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化：（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)：應(yīng)用科學(xué)理論和工程知識對產(chǎn)品功能原型進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，這階段完成了產(chǎn)品的配置和功能屬性；（2）參數(shù)設(shè)計(jì)：在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定后進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。這一階段以產(chǎn)品性能優(yōu)化為目標(biāo)確定產(chǎn)品參數(shù)水平及配置，使工程設(shè)計(jì)對干擾源的敏感性最低；（3）容差設(shè)計(jì)：在參數(shù)確定的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定這些參數(shù)的容差。系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)、容差設(shè)計(jì)等這三方面的內(nèi)容構(gòu)成田口方法的“線外質(zhì)量控制”，田口線外質(zhì)量控制、質(zhì)量損失函數(shù)和田口線上質(zhì)量控制就構(gòu)成了田口質(zhì)量工程，如圖2所示。-般所講田口參數(shù)設(shè)計(jì)是指田口線外質(zhì)量控制，本章討論的田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)即為田口線外質(zhì)量控制。在田口線

9、外質(zhì)量控制中，參數(shù)設(shè)計(jì)是線外質(zhì)量控制的核心，它通過實(shí)驗(yàn)優(yōu)化方法確定系統(tǒng)各參數(shù)的最優(yōu)組合，使產(chǎn)品對環(huán)境條件和其他噪聲因素的敏感性降低。最終效果是在不提高產(chǎn)品成本甚至降低成本的基礎(chǔ)上使產(chǎn)品質(zhì)量損失最小，可見，參數(shù)設(shè)計(jì)是獲得高質(zhì)量產(chǎn)品的關(guān)鍵，也是田口方法的中心內(nèi)容。系統(tǒng)設(shè)計(jì)是線外質(zhì)量控制的基礎(chǔ)和前提，容差設(shè)計(jì)是對 系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)計(jì)的完善與提高，質(zhì)量水平評價(jià)是對田口線外質(zhì)量控制的效果評價(jià)與分 析。圖2田口質(zhì)量控制體系3田口質(zhì)量損失函數(shù)田口對產(chǎn)品質(zhì)量提出了一個(gè)新概念，他認(rèn)為：質(zhì)量就是產(chǎn)品上市后給于社會的損失。-般，一個(gè)產(chǎn)品的成本分為兩個(gè)主要部分：銷售前成本和出售后成本，前者是指制造成本，后 者是指產(chǎn)品

10、銷售給用戶后由于產(chǎn)品質(zhì)量的損失（質(zhì)量特性偏離目標(biāo)值）所需的費(fèi)用，這就是上述產(chǎn)品質(zhì)量定義中的“給予社會的損失”對此中損失，田口提出用質(zhì)量損失函數(shù)來度量。 為了描述產(chǎn)品的質(zhì)量損失，引入了以下幾種類型質(zhì)量特性的損失函數(shù)。1. 望目特性的質(zhì)量損失函數(shù)望目特性質(zhì)量損失函數(shù)適用于產(chǎn)品的輸出特性y有一個(gè)確定的目標(biāo)值 y°（通常不為零）并且質(zhì)量損失在目標(biāo)值的兩側(cè)呈對稱分布，如圖3所示，這種質(zhì)量特征稱為望目特性。則質(zhì)量損失函數(shù)為：L(y)二 K(y-y。)2其中K是不依賴于y的常數(shù)，稱為質(zhì)量損失系數(shù)。若y離yo越近，則L（y）值越小，表明該(1)項(xiàng)設(shè)計(jì)的質(zhì)量損失小，功能質(zhì)量好。圖3功能質(zhì)量損失函數(shù)式(

11、1)說明，由于功能波動所造成的損失與偏離目標(biāo)值 yO的偏差平方成正比。這也可以說 明，不僅不合格產(chǎn)品會造成損失， 即使合格產(chǎn)品也會造成損失。 輸出特性值偏離目標(biāo)值越遠(yuǎn)， 造成的損失越大。這就是田口玄一對產(chǎn)品質(zhì)量概念的一個(gè)觀點(diǎn)。由于產(chǎn)品的質(zhì)量特性 y表現(xiàn)為隨機(jī)性，所以 L(y)亦為隨機(jī)變量，故有必要取 L(y)的期望 值作為評定產(chǎn)品的質(zhì)量水平。 設(shè)有N件產(chǎn)品，若質(zhì)量特性的N個(gè)測試值為yi,y2,yN, 則其質(zhì)量損失可近似表示為：L(y)_1 N"I二 myyo)2稱L(y)為這N件產(chǎn)品的平均質(zhì)量損失。質(zhì)量損失系數(shù) K的確定可以有兩種方法確定，一種 是根據(jù)功能界限和相應(yīng)的損失來確定；另一

12、種是根據(jù)容差y和相應(yīng)的損失來確定。2. 望小特性的質(zhì)量損失函數(shù)有些產(chǎn)品的質(zhì)量特征是：不取負(fù)值，越小越好，目標(biāo)值為零；當(dāng)其輸出特性值增大時(shí)， 其性能逐漸變差，質(zhì)量損失逐漸變大。這種質(zhì)量特征稱為望小特性。如計(jì)算機(jī)的響應(yīng)時(shí)間、 汽車的污染、電子線路的電流損失、加工誤差等，都屬于這類的質(zhì)量特性。這種情況下的質(zhì) 量損失函數(shù)可由式1中令yo= 0得：L(y) = Ky2(3)如圖4所示，因?yàn)檩敵鎏匦詙只能取正值，故上式只取一側(cè)的損失函數(shù)。另外，其質(zhì)量損失 y和相應(yīng)的損失來確定。L(y)為隨 N件產(chǎn)品，若望小特性的測試值為yi,系數(shù)K也可以由功能界限和相應(yīng)的損失，或者容差界限 機(jī)變量時(shí)，產(chǎn)品的功能質(zhì)量水平用

13、期望值反映。對于 y2,yN,則平均質(zhì)量損失為：yi2L (y)圖4望小特性的質(zhì)量損失函數(shù)3. 望大特性的質(zhì)量損失函數(shù)有些產(chǎn)品的質(zhì)量特性是：不取負(fù)值，越大越好，零值最差；當(dāng)其輸出特性值增大時(shí)，其 性能逐漸變好，質(zhì)量損失逐漸變小，其理想的值是無窮大。這種質(zhì)量特征稱為望大特性，如粘接強(qiáng)度等。很明顯，望小特性的倒數(shù)與望大特性具有相同的性質(zhì)，所以可以用1/y來代替式子(3)中y,即得望大特性得質(zhì)量損失函數(shù)為：2L(y) = K (1/y )( 5)如圖5所示，其質(zhì)量損失系數(shù) K可以由功能界限和相應(yīng)的損失，或者容差界限和相應(yīng)的損失來確定。L(y)為隨機(jī)變量時(shí)，則產(chǎn)品的質(zhì)量水平用期望值反映，對于N件產(chǎn)品，

14、若望大特性的測試值為yi, y2,yN，則平均質(zhì)量損失為：圖5望大特性的質(zhì)量損失函數(shù)4關(guān)于信噪比與正交表在通訊和電氣工程中，為了對所選擇設(shè)備的質(zhì)量特征進(jìn)行量化引入“信噪比”(輸入信號強(qiáng)度與噪聲強(qiáng)度之比)這個(gè)概念。田口將這個(gè)概念引入到正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)中， 用它來模擬噪 聲因素對質(zhì)量特性的影響。1. 望目特性的信噪比設(shè)產(chǎn)品的望目特性值為 yo,質(zhì)量特性y服從正態(tài)分布y N(卩y, b y),，信噪比計(jì)算公式為:SN =10lg(S-Sy2)Sy2式中:2N2 2-Sy - (yi -y) /(N -1)7；s卄 N(P)2 ；y i為質(zhì)量特性值，y為質(zhì)量特性均值。2. 望小特性的信噪比 信噪比計(jì)算公式

15、為：1 N 2(8)SN10|g(N/)3. 望大特性的信噪比 信噪比計(jì)算公式為：(9)正交表是一些已經(jīng)制作好的規(guī)格化的表，是正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本工具。正交表的每一列等同于一個(gè)因素。每一列中，各水平重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)是相等的，并且任意兩列中，各水平在相同橫向上的搭配也是均衡的。這些特定保證正交表安排的試驗(yàn)，具有均衡分散性、 整齊可比性。舉例來說，對于 3因素3水平的試驗(yàn)，若全部做全需要33= 27次，而用正交表進(jìn)行的試驗(yàn)值需要9次，這9次在全體27次試驗(yàn)中是均衡分散的，具有很強(qiáng)的代表性。田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)中的參數(shù)設(shè)計(jì)一般都需要用到兩個(gè)正交表，即用于安排可控因素的正交 表，稱為“內(nèi)表”或“設(shè)計(jì)變量矩陣”；用

16、于安排噪聲因素的正交表稱為“外表”或“不可控因素矩陣”。示例如表1所示。表中，A、B、C、D、E和F是可控因子，e是誤差因子， 所謂誤差因子，是田口方法提供的對未考慮到的系統(tǒng)可控因子的一個(gè)補(bǔ)充。若該誤差因子對系統(tǒng)性能影響較大，則說明還有為考慮到的其它的重要可控因子。U、V和W是噪音因子。表1因子正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)正交表類型內(nèi)表L8（27）3外表L4（2 ）噪聲因子安排和行數(shù)信試驗(yàn)因素可控因子安排及行數(shù)試驗(yàn)次序噪聲因1234素安排噪比'、列號12345671122U1212VSN試驗(yàn)次序、ABCDEFe1221W11111111yny12y13y14SN121112222y21y22

17、y23y24SN231221122y31y32y33y14SN341222211SN452121212SN562122121SN672211221SN782212112y81y82y83y84SN85田口參數(shù)設(shè)計(jì)的流程參數(shù)設(shè)計(jì)是田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，它的工具是前述的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和信噪比。參 數(shù)設(shè)計(jì)的工作步驟可按圖 6的框圖進(jìn)行。圖6田口參數(shù)設(shè)計(jì)流程圖6田口參數(shù)設(shè)計(jì)案例本案例選擇了北美一家汽車零部件供應(yīng)商生產(chǎn)的產(chǎn)品為，該零部件供應(yīng)商主要向整車廠供應(yīng)汽車面板，如圖7所示，圖中，實(shí)線部分表示鑄型腔尺寸，虛線表示零件尺寸，該汽車 面板采用模具注塑法工藝生產(chǎn)，待注塑并冷卻后，存在大量零件收縮的質(zhì)量問題

18、，所謂零件收縮，是指零件達(dá)到周圍環(huán)境溫度后的尺寸與鑄模型腔尺寸之間的差異。該質(zhì)量特性參數(shù)受許多工藝參數(shù)和環(huán)境變量的影響。該注塑裝置如圖8所示。對收縮率的控制目標(biāo)或規(guī)格（%）： 0.4+/- 0.1 。對當(dāng)前狀態(tài)的評估結(jié)果為（樣本容量N=49）:Mean： 0.45%;StDev： 0.07% ；Pp = 0.5Ppk = 0.24DPM = 250KCp=0.45Cpk=0.21由此可見，該注塑工序生產(chǎn)能力嚴(yán)重不足。圖7汽車面板輪廓（1）建立p圖。通過分析，該注塑工序受下列因素的影響：不同的供應(yīng)商、冷卻時(shí)間、 融化溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、填充時(shí)間、填充壓力、噴嘴直徑、模子壁的溫度、小球尺寸的內(nèi)在變 異

19、、小球的研磨度?？梢詫⑸鲜龉に噮?shù)進(jìn)行分類，根據(jù)田口參數(shù)設(shè)計(jì)基本思想，可以得到 如下的分類：輸入變量（W）：小球供應(yīng)商（Supplier）（ A）； 信號因子（X）：冷卻時(shí)間（Cool time）（ B）融化溫度（Melt Temp.）（ C）； 螺桿轉(zhuǎn)速（Screwspeed）（ D）； 填充時(shí)間（Fill Time）（ E）; 填充壓力（Fill Press）（ F）； 噴嘴直徑（Nozzle Dia.）（ G）;模子壁的溫度（H）;噪音因子（Z）：小球的再研磨度（Z1）; 小球尺寸的內(nèi)在變異（Z2）;結(jié)果如圖9所示。目前的工藝參數(shù)設(shè)置為:A :小球供應(yīng)商（II）;B :冷卻時(shí)間：29se

20、c；C:融化溫度：250 F ；D :螺桿轉(zhuǎn)速：150rpm ；E：填充時(shí)間：4sec；F：填充壓力：50Mpa ；G:噴嘴直徑：6.5cm ；H :模子壁的溫度（MoldWTemp. ）： 75 F；丄小球供應(yīng)商+漏斗G:嘖嘴直徑6.5t 7 CHI)MOLC模具OMIT射腔加熱器D:螺桿轉(zhuǎn)速(i2£ 150, 175 rpm)鑄型腔尺寸賽歐零件尺寸B：冷卻時(shí)間（30, 29, 28 sec）C：融化溫度&4厲250r 260聽）E：填充時(shí)間（3. 4f 5 sec）F:填充壓力（45z SO. 55 MPa）H：模子壁前溫度（直70, 65嚇）圖8注塑裝置信號冋控）變量（

21、XJs）B:冷卻時(shí)間（辺29. 28 sec）C:融化溫度（240, 250,. 260旳D:螺桿轉(zhuǎn)速卩2£ 150,175 rpm）E:填充時(shí)間（3,15 sec）F:填充壓力（45, 50f 55 MPa）G:噴嘴直徑1 cm）H:模子壁的溫度（75f70r 65旺）水目前設(shè)置：粗休且下劃線輸入變量（Ws）A:小球供應(yīng)商（1衛(wèi)）注模成型過程一零件收緒率（）不可控變量（Z s）Zi：小球研磨度（5%門0%）Z2:小球尺寸的內(nèi)在變異（小-中）圖9構(gòu)建p圖(2) 創(chuàng)建內(nèi)外表。為進(jìn)行信噪比的計(jì)算分析，首先需要?jiǎng)?chuàng)建內(nèi)表和外表。內(nèi)表是輸入變量(W)和過程參數(shù)(X)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(如，部分設(shè)計(jì)因子

22、設(shè)計(jì))。外表則是噪音變量(Z)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，注塑成型內(nèi)表：DOE因子和水平如下:A:小球供應(yīng)商 (I, L)B:冷卻時(shí)間 (30, 29, 28 sec)C:融化溫度(240, 250 , 260 oF)D:螺桿轉(zhuǎn)速(125, 150 , 175 rpm)E:填充時(shí)間(3, 4,5 sec)F:填充壓力(45, 50, 55 MPa)G:噴嘴直徑 (6, 鉉,7 cm)H:模子壁的溫度 (75, 70, 65 oF)由此可見，共8個(gè)因子，其中第1個(gè)因子2個(gè)水平；后7個(gè)因子3個(gè)水平，則全部可 能實(shí)驗(yàn)組合為：37 * 2 1 = 4,374，如此之多實(shí)驗(yàn)一為實(shí)驗(yàn)資源所不容許，二是實(shí)驗(yàn)時(shí)間不允 許，所

23、以有必要借助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。如果用Minitab軟件進(jìn)行分析，則該實(shí)驗(yàn)是8個(gè)因子的混合水平設(shè)計(jì)，分別為 2層和3層。步驟為：(1)選擇"Taguchi Design ”出現(xiàn)如圖10 (a)所示對話框，選擇" Mixed Level Design ”和"Number of factors : 8”； (2)選擇 “ Display Available Desig ns ”，確定可能的設(shè)計(jì)方案， 如圖 10 ( b)所示,“ Mixed 2-3 LevelDesign ”中的L18符合本例中的已知數(shù)據(jù)；(3)在創(chuàng)建設(shè)計(jì)后，點(diǎn)擊"factors ”進(jìn)一步確

24、定變量、層次和交互作用，如圖10 (c)所示；(4)確定因子及水平， Mini tab會給出所有10 (d)所示?？赡艿慕换プ饔茫煞治鋈藛T進(jìn)行選擇如圖(b)(c)(d)圖10 Mini tab創(chuàng)建內(nèi)表這樣，Mini tab將創(chuàng)建一個(gè)實(shí)驗(yàn) (非隨機(jī)化)，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表顯示了田口18次實(shí)驗(yàn)組合,如表2所示。表2內(nèi)表RunA:SupplierB:CoolTimeC:MeltTempD:ScrewSpeedE:FillTimeF:FillPressG:NozzleDiaH:MoldWTemp11111111121122222231133333341211223351222331161233112271

25、3121323813232131913313212102113322111212113321221322113132212313214222312131522312321162313231217232131231823321231然后建立外表，由前面可知，實(shí)驗(yàn)噪音變量有小球再研磨度 （低水平5%和高水平10% ）, 小球內(nèi)在的尺寸變異（低水平為小尺寸，高水平為大尺寸），2個(gè)噪音變量分別設(shè)置為 2個(gè)水平，則有4種組合，如表3所示。表3外表再研磨度（% Regind ）低水平（L）咼咼水平（H）小球尺寸(Pellet size )低水平（L）1112高水平（H）2122綜合表（2）和表（3）可得到

26、綜合的內(nèi)外表，如表 4所示。表4綜合的內(nèi)外表RunA:Supplie"B:CoolTimCMeltTem)D:ScrewSpeecE:FillTim<eF:FillPressG:NozzleDaH:MoldWTempS1-S12! S2-S2：11111111121122222231133333341211223351222331161233112271312132381323213191331321210211332211121211332122132211313221231321422231213152231232116231323121723213123182332123

27、1至此，內(nèi)外表已經(jīng)建立起來，接下來就應(yīng)按照表（4）所示的實(shí)驗(yàn)組合對各因素水平的配合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的組合共有18 X 4=72個(gè)，結(jié)果如表（5）所示。表5實(shí)驗(yàn)結(jié)果RunA: SupplierB：CoollimeC:ivieitiem|)D：ScrewSpee，dE：Fiiiiim(j F：FillPress G：NozzleDiaH：MoldWlempS11S12S21S22111111110.530.580.60.612 '11222222'0.430.430.53'0.513 'TT""3-"S-r3Tr0.270.280.350

28、.394 '121122330.250.290.310.375122233110.430.450.460.496123311220.280.30.380.427131213230.140.190.250.288132321310.20.240.270.349""2""20.340.350.360.3810211332210.440.490.560.6411212113320.450.480.60.6412213221130.40.460.550.5813221231320.410.50.570.6514222312130.180.260.290.

29、3515223123210.360.370.490.5616231323120.150.230.280.34仃232131230.30.370.360.4318233212310.270.350.490.53(3) 計(jì)算信噪比。該信噪比為望目特性，信噪比計(jì)算公式如式(7)所示。表6是信噪比的計(jì)算結(jié)果。通過Minitab，可以得到其均值響應(yīng)表和S/N響應(yīng)表，分別如表 7和表8所示，主效應(yīng)圖如圖11所示。表6信噪比計(jì)算結(jié)果RunS11S12S21S22AvgSS/N10.530.580.60.610.580.03562.4220.430.430.530.510.4750.05261.9130.27

30、0.280.350.390.32250.05741.5040.250.290.310.370.3050.051.5750.430.450.460.490.45750.0252.5260.280.30.380.420.3450.06611.4470.140.19：0.250.280.2150.06241.0780.20.240.270.340.26250.05911.3090.340.350.360.380.35750.01712.64100.440.490.560.640.53250.08691.57110.450.480.60.640.54250.09181.54120.40.460.550

31、.580.49750.08261.56130.410.50.570.650.53250.10211.43140.180.260.290.350.270.07071.16150.360.370.490.560.4450.09681.33160.150.230.280.340.250.08040.99170.30.370.360.430.3650.05321.67180.270.350.490.530.410.12111.06表7均值響應(yīng)表LevelA：BCDEFGH10.3688890.4916670.4025000.4325000.3937500.4304170.4020830.44791720.4272220.3925000.3954170.4312500.3725000.3916670.396250.4170