設(shè)計(jì)質(zhì)量控制原理及應(yīng)用(共171頁(yè)).ppt

1、主講：孟麗麗主講：孟麗麗質(zhì)量控制與可靠性質(zhì)量控制與可靠性第一章第一章 質(zhì)量管理概論質(zhì)量管理概論第二章第二章 ISO9000ISO9000族標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量認(rèn)證族標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量認(rèn)證第三章第三章 六西格瑪管理六西格瑪管理第四章第四章 常用質(zhì)量管理工具常用質(zhì)量管理工具第六章第六章 過程質(zhì)量控制原理及應(yīng)用過程質(zhì)量控制原理及應(yīng)用第五章第五章 設(shè)計(jì)質(zhì)量控制原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)質(zhì)量控制原理及應(yīng)用第七章第七章 抽樣檢驗(yàn)抽樣檢驗(yàn)5.1 質(zhì)量功能展開質(zhì)量功能展開QFD5.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)5.3 產(chǎn)品三次設(shè)計(jì)產(chǎn)品三次設(shè)計(jì)5.4 可信性設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用可信性設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用第五章第五章 設(shè)計(jì)質(zhì)量控制原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)質(zhì)量控制原理

2、及應(yīng)用【目的要求】【目的要求】質(zhì)量功能展開的原理及質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)質(zhì)量功能展開的原理及質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)可信心設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用可信心設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用掌握可靠性的三個(gè)指標(biāo)（可靠度、平均壽命、失效率）的含義及計(jì)掌握可靠性的三個(gè)指標(biāo)（可靠度、平均壽命、失效率）的含義及計(jì)算，系統(tǒng)可靠性計(jì)算（串并聯(lián)）算，系統(tǒng)可靠性計(jì)算（串并聯(lián)）理解三次設(shè)計(jì)及其計(jì)算方法理解三次設(shè)計(jì)及其計(jì)算方法【重【重 點(diǎn)】點(diǎn)】質(zhì)量屋的展開原理，可靠性指標(biāo)計(jì)算，三次設(shè)質(zhì)量屋的展開原理，可靠性指標(biāo)計(jì)算，三次設(shè)計(jì)方法。計(jì)方法?！倦y【難 點(diǎn)】點(diǎn)】三次設(shè)計(jì)方法三次設(shè)計(jì)方法 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)5.1 質(zhì)量功能展開質(zhì)量功能展開QFD5.1.1 QFD定義定義 質(zhì)量功

3、能展開質(zhì)量功能展開(Quality Function Deployment, QFD)，即即“質(zhì)量功能展開質(zhì)量功能展開” ，也有國(guó)內(nèi)的專家譯為，也有國(guó)內(nèi)的專家譯為“質(zhì)量機(jī)能展質(zhì)量機(jī)能展開開”、“質(zhì)量功能配置質(zhì)量功能配置”、“質(zhì)量機(jī)能配置質(zhì)量機(jī)能配置”等等。等等。 它是一種立足于在產(chǎn)品開發(fā)過程中最大限度地滿足它是一種立足于在產(chǎn)品開發(fā)過程中最大限度地滿足顧客需求的系統(tǒng)化、用戶驅(qū)動(dòng)式的質(zhì)量保證方法。顧客需求的系統(tǒng)化、用戶驅(qū)動(dòng)式的質(zhì)量保證方法。QFD架架構(gòu)能夠有效地將顧客的需求和主張（構(gòu)能夠有效地將顧客的需求和主張（“顧客的聲音顧客的聲音”）轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，最終生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。化為產(chǎn)品的

4、設(shè)計(jì)要求，最終生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。了解顧客要求策劃成產(chǎn)品產(chǎn)品滿足顧客要求QFD5.1.1 QFD定義定義5.1 質(zhì)量功能展開質(zhì)量功能展開QFD5.1.2 QFD的產(chǎn)生與發(fā)展的產(chǎn)生與發(fā)展產(chǎn)生：產(chǎn)生：QFD于于60年代初起源于日本，進(jìn)入年代初起源于日本，進(jìn)入80年代以后逐步得到歐年代以后逐步得到歐美各發(fā)達(dá)國(guó)家的重視并得到廣泛應(yīng)用。美各發(fā)達(dá)國(guó)家的重視并得到廣泛應(yīng)用。 實(shí)例：實(shí)例： 1、1966年，年，日本三菱重工株式會(huì)社的神戶造船廠針對(duì)產(chǎn)品的可靠日本三菱重工株式會(huì)社的神戶造船廠針對(duì)產(chǎn)品的可靠性提出了質(zhì)量屋的雛形，隨后日本質(zhì)量專家性提出了質(zhì)量屋的雛形，隨后日本質(zhì)量專家水野滋提出了狹義的水野滋提出了狹義

5、的質(zhì)量功能展開。質(zhì)量功能展開。 2、1972年，年，日本質(zhì)量管理大師日本質(zhì)量管理大師赤尾洋二赤尾洋二教授發(fā)表了教授發(fā)表了“新產(chǎn)品開發(fā)新產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量保證和質(zhì)量保證-質(zhì)量展開系統(tǒng)質(zhì)量展開系統(tǒng)”的論文，首次提出了的論文，首次提出了質(zhì)量展開的質(zhì)量展開的17個(gè)個(gè)步驟步驟。 3、1978年，水野滋和赤尾洋二的年，水野滋和赤尾洋二的質(zhì)量機(jī)能展開質(zhì)量機(jī)能展開出版，出版，從全公從全公司質(zhì)量管理（司質(zhì)量管理（CWQC）的角度介紹了質(zhì)量功能展開及其應(yīng)用的）的角度介紹了質(zhì)量功能展開及其應(yīng)用的27個(gè)步驟。個(gè)步驟。5.1.2 QFD的產(chǎn)生與發(fā)展的產(chǎn)生與發(fā)展4、豐田公司于、豐田公司于70年代采用年代采用QFD后，其新產(chǎn)品

6、后，其新產(chǎn)品:開發(fā)成本下降了開發(fā)成本下降了61%，開發(fā)周期縮短了，開發(fā)周期縮短了1/3，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了相應(yīng)的改進(jìn)。，產(chǎn)品質(zhì)量也得到了相應(yīng)的改進(jìn)。QFD引入美國(guó)后，在汽車、飛機(jī)制造業(yè)的成功應(yīng)用也證明了質(zhì)量功能引入美國(guó)后，在汽車、飛機(jī)制造業(yè)的成功應(yīng)用也證明了質(zhì)量功能展開的廣泛前景。展開的廣泛前景。世界上著名的公司如世界上著名的公司如: : 福特公司、福特公司、 通用汽車公司、通用汽車公司、 克萊斯勒公司、克萊斯勒公司、 惠普公司、惠普公司、 麥道公司、麥道公司、 施樂公司、施樂公司、 電報(bào)電話公司、電報(bào)電話公司、 都相繼采用了都相繼采用了QFDQFD。應(yīng)用領(lǐng)域：應(yīng)用領(lǐng)域： 從從QFD的產(chǎn)生到現(xiàn)在

7、二十年來，其應(yīng)用已涉及的產(chǎn)生到現(xiàn)在二十年來，其應(yīng)用已涉及汽車、家用電器、服裝、集成電路、合成橡膠、汽車、家用電器、服裝、集成電路、合成橡膠、建筑設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、自動(dòng)購(gòu)貨系統(tǒng)、建筑設(shè)備、農(nóng)業(yè)機(jī)械、船舶、自動(dòng)購(gòu)貨系統(tǒng)、軟件開發(fā)、教育、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。軟件開發(fā)、教育、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。 開發(fā)周期開發(fā)周期 3060% 成本成本 2040% 設(shè)計(jì)更改變動(dòng)次數(shù)設(shè)計(jì)更改變動(dòng)次數(shù) 4060%QFDQFD在冶金鋸片行業(yè)的應(yīng)用在冶金鋸片行業(yè)的應(yīng)用 顧客需求：顧客需求：鋸齒破損、鋸片變形、斷齒、不方便鋸齒破損、鋸片變形、斷齒、不方便切割、鋸片有劃痕、鋸片有錘點(diǎn)、價(jià)格高切割、鋸片有劃痕、鋸片有錘點(diǎn)、價(jià)格高 質(zhì)量特

8、性：質(zhì)量特性：硬度、硬度差、平面度硬度、硬度差、平面度 、徑向圓跳動(dòng)、徑向圓跳動(dòng)、內(nèi)孔直徑、平整度、外徑、表面質(zhì)量、疲勞壽命、內(nèi)孔直徑、平整度、外徑、表面質(zhì)量、疲勞壽命、材料等。主要針對(duì)鋸片和刀塊的加工工藝過程。材料等。主要針對(duì)鋸片和刀塊的加工工藝過程。5.1.3 QFD的基本原理的基本原理n 質(zhì)量功能展開過程由質(zhì)量功能展開過程由產(chǎn)品規(guī)劃（設(shè)計(jì)）、零件展開產(chǎn)品規(guī)劃（設(shè)計(jì)）、零件展開（設(shè)計(jì)）、過程方案（工藝計(jì)劃）和生產(chǎn)計(jì)劃（設(shè)計(jì)）、過程方案（工藝計(jì)劃）和生產(chǎn)計(jì)劃四個(gè)階段四個(gè)階段組成。這四個(gè)階段是一個(gè)并行過程，通過這些過程，組成。這四個(gè)階段是一個(gè)并行過程，通過這些過程，顧顧客需求客需求被逐步展開成

9、為被逐步展開成為設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求、零件特性、制造操作零件特性、制造操作和生產(chǎn)要求和生產(chǎn)要求。 5.1.3 QFD的基本原理的基本原理n 質(zhì)量功能展開主要采用質(zhì)量功能展開主要采用質(zhì)量屋質(zhì)量屋（于（于House of Quality,HOQ）的基本結(jié)構(gòu)。利用質(zhì)量屋將）的基本結(jié)構(gòu)。利用質(zhì)量屋將顧客需求顧客需求逐層逐層展開，確定提高顧客滿意度的展開，確定提高顧客滿意度的關(guān)鍵質(zhì)量特性關(guān)鍵質(zhì)量特性，確定影響關(guān)確定影響關(guān)鍵質(zhì)量特性的鍵質(zhì)量特性的關(guān)鍵零部件關(guān)鍵零部件，確定影響關(guān)鍵零部件的確定影響關(guān)鍵零部件的關(guān)鍵工關(guān)鍵工藝藝過程，確定關(guān)鍵工藝的關(guān)鍵過程，確定關(guān)鍵工藝的關(guān)鍵生產(chǎn)要求生產(chǎn)要求與與保證手段保證手段 。

10、n 質(zhì)量屋（質(zhì)量屋（HOQ）連接著顧客需求（）連接著顧客需求（Voice of Customer）和技術(shù)需求（和技術(shù)需求（Voice of Engineer）的交匯點(diǎn)）的交匯點(diǎn)。 n 系統(tǒng)的質(zhì)量功能展開過程及其特點(diǎn)系統(tǒng)的質(zhì)量功能展開過程及其特點(diǎn)產(chǎn)品規(guī)劃階段產(chǎn)品規(guī)劃階段：來自市場(chǎng)顧客的原始需求由產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋轉(zhuǎn)換：來自市場(chǎng)顧客的原始需求由產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋轉(zhuǎn)換成為工程特征要求，即通常意義上的工程設(shè)計(jì)目標(biāo)要求；成為工程特征要求，即通常意義上的工程設(shè)計(jì)目標(biāo)要求；零件展開階段零件展開階段：工程特征要求經(jīng)零部件設(shè)計(jì)階段質(zhì)量屋轉(zhuǎn)換成零部件：工程特征要求經(jīng)零部件設(shè)計(jì)階段質(zhì)量屋轉(zhuǎn)換成零部件特征要求，特征要

11、求，過程方案階段過程方案階段：零部件特征要求由過程方案階段質(zhì)量屋轉(zhuǎn)換成對(duì)制造：零部件特征要求由過程方案階段質(zhì)量屋轉(zhuǎn)換成對(duì)制造工藝的要求；工藝的要求；生產(chǎn)計(jì)劃階段生產(chǎn)計(jì)劃階段：制造工藝要求最后由生產(chǎn)計(jì)劃階段的質(zhì)量屋轉(zhuǎn)換成具：制造工藝要求最后由生產(chǎn)計(jì)劃階段的質(zhì)量屋轉(zhuǎn)換成具體的生產(chǎn)要求。體的生產(chǎn)要求。 市場(chǎng)顧客需求通過一系列的轉(zhuǎn)換最終由生產(chǎn)要求來滿足。市場(chǎng)顧客需求通過一系列的轉(zhuǎn)換最終由生產(chǎn)要求來滿足。這一系列的這一系列的需求轉(zhuǎn)換過程就是系統(tǒng)的需求轉(zhuǎn)換過程就是系統(tǒng)的QFD技術(shù)過程技術(shù)過程 典型的典型的QFD分解示意圖（分解示意圖（以產(chǎn)成品為例）產(chǎn)品規(guī)產(chǎn)品規(guī)劃矩陣劃矩陣顧顧客客需需求求產(chǎn)品技術(shù)產(chǎn)品技術(shù)需

12、求需求產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)劃零件規(guī)劃零件規(guī)劃矩陣矩陣產(chǎn)品產(chǎn)品技術(shù)技術(shù)需求需求關(guān)鍵零件關(guān)鍵零件特性特性零件展開零件展開工藝規(guī)劃工藝規(guī)劃矩陣矩陣關(guān)關(guān)鍵鍵零零件件特特性性關(guān)鍵工序關(guān)鍵工序過程方案過程方案工藝工藝/ /質(zhì)量控質(zhì)量控制矩陣制矩陣關(guān)關(guān)鍵鍵工工序序關(guān)鍵工藝關(guān)鍵工藝/ /質(zhì)質(zhì)量控制參數(shù)量控制參數(shù)生產(chǎn)計(jì)劃生產(chǎn)計(jì)劃u簡(jiǎn)化的質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)化的質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)（HOQ） 要求質(zhì)量：要求質(zhì)量：通過市場(chǎng)調(diào)研得到的顧客直接的質(zhì)通過市場(chǎng)調(diào)研得到的顧客直接的質(zhì)量要求，顧客質(zhì)量要求應(yīng)分層，并確定權(quán)重。量要求，顧客質(zhì)量要求應(yīng)分層，并確定權(quán)重。 質(zhì)量特性：質(zhì)量特性：產(chǎn)品具體的工程質(zhì)量特性；產(chǎn)品具體的工程質(zhì)量特性；關(guān)系矩陣：關(guān)

13、系矩陣：用于表示顧客質(zhì)量要求與工程技術(shù)人用于表示顧客質(zhì)量要求與工程技術(shù)人員提出質(zhì)量特性之間的相互關(guān)系程度。員提出質(zhì)量特性之間的相互關(guān)系程度。 相關(guān)矩陣：相關(guān)矩陣：用于表示質(zhì)量特性之間的相互關(guān)系用于表示質(zhì)量特性之間的相互關(guān)系程度。程度。 質(zhì)量策劃質(zhì)量策劃/計(jì)劃質(zhì)量：計(jì)劃質(zhì)量：對(duì)于顧客質(zhì)量要求，比較對(duì)于顧客質(zhì)量要求，比較本企業(yè)與其他競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，從而調(diào)整本企業(yè)與其他競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，從而調(diào)整顧客要求為計(jì)劃質(zhì)量。顧客要求為計(jì)劃質(zhì)量。 設(shè)計(jì)質(zhì)量：設(shè)計(jì)質(zhì)量：對(duì)于質(zhì)量特性，比較本企業(yè)與其他對(duì)于質(zhì)量特性，比較本企業(yè)與其他競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，規(guī)定設(shè)計(jì)質(zhì)量目標(biāo)。競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力，規(guī)定設(shè)計(jì)質(zhì)量目標(biāo)。關(guān)系

14、矩陣質(zhì)量策劃質(zhì)量特性要求質(zhì)量設(shè)計(jì)質(zhì)量相關(guān)矩陣 要求質(zhì)量和質(zhì)量特性要求質(zhì)量和質(zhì)量特性之間的關(guān)系矩陣之間的關(guān)系矩陣 要求質(zhì)量要求質(zhì)量市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力評(píng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力評(píng)價(jià)價(jià)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)能力評(píng)價(jià)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)能力評(píng)價(jià)質(zhì)量特性質(zhì)量特性質(zhì)量特性質(zhì)量特性之間的相關(guān)程度之間的相關(guān)程度 計(jì)劃質(zhì)量計(jì)劃質(zhì)量 要求質(zhì)量重要度要求質(zhì)量重要度設(shè)計(jì)質(zhì)量設(shè)計(jì)質(zhì)量質(zhì)量特性重要度質(zhì)量特性重要度質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)（質(zhì)量屋的結(jié)構(gòu)（HOQ） QFDQFD質(zhì)量屋的構(gòu)成質(zhì)量屋的構(gòu)成 一級(jí)質(zhì)量屋舉例一級(jí)質(zhì)量屋舉例（5）（3）（4）要求n（2）工程技術(shù)措施1工程技術(shù)措施2工程技術(shù)措施n本產(chǎn)品A公司產(chǎn)品N公司產(chǎn)品（6）（7）工程措施的測(cè)量單位工程措施的重要度本產(chǎn)品A

15、公司產(chǎn)品N公司產(chǎn)品（8）技術(shù)難度目標(biāo)值（9）12nn-1設(shè)計(jì)聲明（1）要求重要度要求1要求2一一 次次二二 次次三三 次次能可靠地能可靠地點(diǎn)著火點(diǎn)著火可簡(jiǎn)單地點(diǎn)可簡(jiǎn)單地點(diǎn)著著能單手點(diǎn)著能單手點(diǎn)著一次就能點(diǎn)著一次就能點(diǎn)著輕輕地就能點(diǎn)著輕輕地就能點(diǎn)著在哪兒都能在哪兒都能點(diǎn)著點(diǎn)著雨中也能點(diǎn)著雨中也能點(diǎn)著寒冷的地方也能點(diǎn)著寒冷的地方也能點(diǎn)著大風(fēng)中也能點(diǎn)著大風(fēng)中也能點(diǎn)著容易使用容易使用能安心使用能安心使用火焰能夠調(diào)整火焰能夠調(diào)整火苗安定火苗安定能夠長(zhǎng)時(shí)間地點(diǎn)火能夠長(zhǎng)時(shí)間地點(diǎn)火放在哪兒都能安心放在哪兒都能安心容易處理容易處理扔到哪兒都沒事扔到哪兒都沒事能夠安心能夠安心攜帶攜帶拿著放心拿著放心僅在必要的時(shí)候

16、才能點(diǎn)著僅在必要的時(shí)候才能點(diǎn)著能夠確切地將火苗熄滅能夠確切地將火苗熄滅只有打火時(shí)才往外排氣只有打火時(shí)才往外排氣能夠知道何能夠知道何時(shí)更換時(shí)更換能夠知道氣體剩余量能夠知道氣體剩余量能夠一直用到氣體沒有能夠一直用到氣體沒有能用很能用很長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間結(jié)實(shí)結(jié)實(shí)能經(jīng)受強(qiáng)烈地沖擊能經(jīng)受強(qiáng)烈地沖擊掉到地上也能用掉到地上也能用掉到過水中也能用掉到過水中也能用拿起來方便拿起來方便能拿在手中能拿在手中重量適度重量適度能放在衣服口袋里能放在衣服口袋里外觀設(shè)外觀設(shè)計(jì)漂亮計(jì)漂亮袖珍的外形袖珍的外形外形有點(diǎn)圓外形有點(diǎn)圓比較薄比較薄顏色明快顏色明快使用亮色使用亮色顏色時(shí)髦漂亮顏色時(shí)髦漂亮使用單純樸素的顏色使用單純樸素的顏色讓

17、人愛讓人愛不釋手不釋手引人注目引人注目點(diǎn)著火時(shí)有聲音點(diǎn)著火時(shí)有聲音火苗的顏色在變火苗的顏色在變能夠換外套能夠換外套點(diǎn)火聲音好聽點(diǎn)火聲音好聽看起來昂貴看起來昂貴瘦削的外形瘦削的外形一次性打火機(jī)的要求質(zhì)量展開表一次性打火機(jī)的要求質(zhì)量展開表一一 次次二二 次次三三 次次質(zhì)量要素質(zhì)量要素 展開表展開表要求質(zhì)量要求質(zhì)量展開表展開表形形狀狀尺尺寸寸重重量量耐耐久久性性點(diǎn)點(diǎn)火火性性操操作作性性設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)性性話話題題性性能可靠地點(diǎn)燃能可靠地點(diǎn)燃容易使用容易使用可安心使用可安心使用可長(zhǎng)期使用可長(zhǎng)期使用外觀設(shè)計(jì)良好外觀設(shè)計(jì)良好愛不釋手愛不釋手要求質(zhì)量和質(zhì)量要素矩陣表要求質(zhì)量和質(zhì)量要素矩陣表5.1.4 QFD的應(yīng)用案

18、例（的應(yīng)用案例（減速箱研制過程減速箱研制過程）n 減速箱是機(jī)械傳動(dòng)中很常用的一種裝置，它的質(zhì)量減速箱是機(jī)械傳動(dòng)中很常用的一種裝置，它的質(zhì)量可以影響到整個(gè)設(shè)備的工作情況。下面以減速箱為例，可以影響到整個(gè)設(shè)備的工作情況。下面以減速箱為例，說明說明QFD在其在其設(shè)計(jì)質(zhì)量控制中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)質(zhì)量控制中的應(yīng)用。顧客需求顧客需求 經(jīng)過調(diào)查、分析和整理后減速箱顧客需求如圖所示。經(jīng)過調(diào)查、分析和整理后減速箱顧客需求如圖所示。4 4功能要求功能要求經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性可靠性可靠性9 9結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)性性 能能價(jià)價(jià) 格格外形尺寸小外形尺寸小承載能力大承載能力大密封性好密封性好速度變化小速度變化小振動(dòng)噪聲低振動(dòng)噪聲低價(jià)格適中價(jià)格

19、適中傳動(dòng)效率高傳動(dòng)效率高維修方便維修方便安全可靠安全可靠使用壽命長(zhǎng)使用壽命長(zhǎng)效效 率率無故障性無故障性耐用性耐用性維修性維修性5 55 56 68 86 69 98 87 7維修性維修性產(chǎn)品規(guī)劃矩陣產(chǎn)品規(guī)劃矩陣零件規(guī)劃矩陣零件規(guī)劃矩陣工藝規(guī)劃矩陣工藝規(guī)劃矩陣關(guān)鍵工藝步驟關(guān)鍵工藝參數(shù)控制點(diǎn)控制方法樣本容量檢驗(yàn)方法質(zhì)量控制規(guī)劃矩陣樣表 5.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（Orthogonal Design）是于二十世紀(jì)）是于二十世紀(jì)50年年代初期，由日本質(zhì)量管理專家代初期，由日本質(zhì)量管理專家田口玄一（田口玄一（Tachugi）博士在博士在前人提出的多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)

20、上，進(jìn)一步研究開發(fā)前人提出的多因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究開發(fā)出來的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)。出來的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)。 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法使用一種規(guī)范化的表格正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法使用一種規(guī)范化的表格（正交表）（正交表）進(jìn)行進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以用較少的試驗(yàn)次數(shù)，取得較為準(zhǔn)確、可靠的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，可以用較少的試驗(yàn)次數(shù)，取得較為準(zhǔn)確、可靠的優(yōu)選結(jié)論。優(yōu)選結(jié)論。正交試驗(yàn)是一個(gè)科學(xué)的安排和分析試驗(yàn)的方法。正交試驗(yàn)是一個(gè)科學(xué)的安排和分析試驗(yàn)的方法。它是利用它是利用“均衡分散性均衡分散性”和和“整齊可比性整齊可比性”正交值原正交值原理，從大量的試驗(yàn)點(diǎn)中挑選理，從大量的試驗(yàn)點(diǎn)中挑選 出適量、具有代表性、典出適量、具有代表性、

21、典型的試驗(yàn)點(diǎn)以解決型的試驗(yàn)點(diǎn)以解決多因素問題多因素問題的試驗(yàn)方法。的試驗(yàn)方法。n 正交試驗(yàn)的定義正交試驗(yàn)的定義正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要可以完成：正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要可以完成： 確定出各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響規(guī)律，得知哪些因確定出各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響規(guī)律，得知哪些因素的影響是主要的、哪些因素的影響是次要的、哪些素的影響是主要的、哪些因素的影響是次要的、哪些因素之間存在相互影響；因素之間存在相互影響； 選出各因素的一個(gè)水平組合來確定最佳生產(chǎn)條件。選出各因素的一個(gè)水平組合來確定最佳生產(chǎn)條件。 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是正交表。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是正交表。 試驗(yàn)指標(biāo)試驗(yàn)指標(biāo)( (指標(biāo)、試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)、試驗(yàn)結(jié)果) )指試驗(yàn)

22、需要考察的效果指試驗(yàn)需要考察的效果數(shù)量指標(biāo)：硬度、拉力、數(shù)量指標(biāo)：硬度、拉力、重量、長(zhǎng)度重量、長(zhǎng)度非數(shù)量指標(biāo)：顏色、外觀非數(shù)量指標(biāo)：顏色、外觀 因素因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)有影響的參數(shù)，用大寫對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)有影響的參數(shù)，用大寫A A、B B、CC表示表示可控因素：淬火溫度、冷卻時(shí)間可控因素：淬火溫度、冷卻時(shí)間不可控因素不可控因素 因素水平因素水平因素變化的各種狀態(tài)和條件，用因素變化的各種狀態(tài)和條件，用1 1、2 2、33表示。表示。n 正交試驗(yàn)的有關(guān)名詞正交試驗(yàn)的有關(guān)名詞u 正交的概念正交的概念 在數(shù)學(xué)上，兩個(gè)向量在數(shù)學(xué)上，兩個(gè)向量 和和 若滿足若滿足 ),(21naaaA),(21nbbbB02211 n

23、nbababaBABA即兩向量的內(nèi)積等于零，則稱向量即兩向量的內(nèi)積等于零，則稱向量 與向量與向量 正交。正交。 由于在構(gòu)造正交表的過程中使用了上述原理，因此將由于在構(gòu)造正交表的過程中使用了上述原理，因此將相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)法稱為正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)法稱為正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。 n 正交表的格式與特性正交表的格式與特性u(píng) 正交表正交表 完全有序元素對(duì)（完全對(duì)）完全有序元素對(duì)（完全對(duì)） 設(shè)有兩組元素設(shè)有兩組元素 與與 ，它們可構(gòu)，它們可構(gòu)成如下的元素對(duì)：成如下的元素對(duì)： ),(21naaa),(21kbbb),(),(),(),(),(),(),(),(),(212221212111knnnkkbab

24、abababababababa),(21naaa),(21kbbb稱這些元素對(duì)為由元素稱這些元素對(duì)為由元素 與與 構(gòu)成的構(gòu)成的“完全有序元素對(duì)完全有序元素對(duì)”，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱“元素對(duì)元素對(duì)”。若元素為數(shù)字，則。若元素為數(shù)字，則稱為稱為“完全有序數(shù)字對(duì)完全有序數(shù)字對(duì)”。 例：由數(shù)字例：由數(shù)字(1,2,3,4)和和 (1,2,3)構(gòu)成的完全有序數(shù)字對(duì)為：構(gòu)成的完全有序數(shù)字對(duì)為： )3 , 4(),2 , 4(),1 , 4()3 , 3(),2 , 3(),1 , 3()3 , 2(),2 , 2(),1 , 2()3 , 1(),2 , 1(),1 , 1( 若在一個(gè)矩陣的任意兩列中，由兩列中的對(duì)應(yīng)

25、元素所若在一個(gè)矩陣的任意兩列中，由兩列中的對(duì)應(yīng)元素所構(gòu)成的數(shù)字對(duì)是完全對(duì)且每對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)相等，則稱這兩構(gòu)成的數(shù)字對(duì)是完全對(duì)且每對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)相等，則稱這兩列是列是均衡搭配均衡搭配，否則就是，否則就是不均衡搭配不均衡搭配。例如：。例如： 222222212212221121211111A第第I列列 第第II列列 第第III列列 第第I列與第列與第II列中的對(duì)列中的對(duì)應(yīng)元素構(gòu)成應(yīng)元素構(gòu)成8個(gè)數(shù)字對(duì)：個(gè)數(shù)字對(duì)： )2 , 2()2 , 2()1 , 2()1 , 2()2 , 1()2 , 1()1 , 1()1 , 1( 它們是由元素它們是由元素(1,2)和元和元素素(1,2)構(gòu)成的完全數(shù)字對(duì)，構(gòu)成

26、的完全數(shù)字對(duì)，每對(duì)各出現(xiàn)兩次，因此稱這每對(duì)各出現(xiàn)兩次，因此稱這兩列為兩列為均衡搭配均衡搭配。 而第而第I列與第列與第III列、第列、第II列與第列與第III列，由于每對(duì)出現(xiàn)的列，由于每對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)不相同，因此均為次數(shù)不相同，因此均為不均衡搭配不均衡搭配。 正交表的定義與格式正交表的定義與格式 定義：定義：設(shè)設(shè)A是一個(gè)是一個(gè) 的矩陣（的矩陣（n行行k列），其中第列），其中第 j列元素列元素由元素由元素 構(gòu)成構(gòu)成 ，若，若A的任意兩列均衡的任意兩列均衡搭配，則稱搭配，則稱A是一張正交表。例如：是一張正交表。例如： kn ), 2 , 1(m), 2 , 1(kj L4(23)正交表正交表22241

27、12322121111321 列號(hào)（因素）列號(hào)（因素）行號(hào)（試驗(yàn)號(hào)）行號(hào)（試驗(yàn)號(hào)）L8(424)正交表正交表21124812214712123621213511222422112322221211111154321 列號(hào)（因素）列號(hào)（因素）行號(hào)（試驗(yàn)號(hào)）行號(hào)（試驗(yàn)號(hào)） 正交表用符號(hào)正交表用符號(hào) 表示，其中表示，其中 )(21knmmmL 正交表的代號(hào)，是正交表的代號(hào)，是Latin Square（拉丁方格）的首（拉丁方格）的首字母；字母；L正交表的列數(shù)，每一列對(duì)應(yīng)著一個(gè)試驗(yàn)因素；正交表的列數(shù)，每一列對(duì)應(yīng)著一個(gè)試驗(yàn)因素；k正交表的行數(shù)，表示試驗(yàn)的次數(shù)；正交表的行數(shù)，表示試驗(yàn)的次數(shù)；n第第 j 列中

28、元素的個(gè)數(shù)，表示試驗(yàn)中第列中元素的個(gè)數(shù)，表示試驗(yàn)中第 j個(gè)因素所取的水平數(shù)。若某些列中的元素個(gè)個(gè)因素所取的水平數(shù)。若某些列中的元素個(gè)數(shù)相同，可以寫成指數(shù)的形式。數(shù)相同，可以寫成指數(shù)的形式。 ), 1(kjmj )222()2(434 LL)22224()24(848 LL例如：例如：如如 782L表示表示 782L表示各因素的表示各因素的水平數(shù)水平數(shù)為為2，做做8次試驗(yàn)次試驗(yàn)，最多考慮，最多考慮7個(gè)個(gè)因素因素（含交互作用）的（含交互作用）的正正交表交表。)3(49L12339312382313（4把）把）721326132253212（3把）把）43 II型刀型刀3 0.47mm/r3 56r

29、/min132 I型刀型刀2 0.7mm/r2 38r/min121 常規(guī)刀常規(guī)刀1 0.6mm/r1 30r/min1（2把）把）14321孔徑偏差孔徑偏差（mm）刀具種類刀具種類D（型）（型）走刀量走刀量C（mm/r）切削速度切削速度B（r/min）刀具數(shù)量刀具數(shù)量A（把）（把） 因素因素 列列 號(hào)號(hào) 試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)號(hào) 任意列中各水平重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)相等。任意列中各水平重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)相等。 第第 j 列中各水平重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)：列中各水平重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)： 任意兩列所構(gòu)成的水平對(duì)是完全有序數(shù)字對(duì)，各水平對(duì)任意兩列所構(gòu)成的水平對(duì)是完全有序數(shù)字對(duì)，各水平對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)相等（均衡搭配）。重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)相

30、等（均衡搭配）。 第第 i 列與第列與第 j 列所構(gòu)成的水平對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)：列所構(gòu)成的水平對(duì)重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)： jmnt/ )(/(jimmntji 正交表的性質(zhì)正交表的性質(zhì)均衡分散性均衡分散性整齊可比性整齊可比性正交性正交性（）每一列中，每個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)都相等（）每一列中，每個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)都相等（）任意兩列中，將同一橫行的兩個(gè)數(shù)字看成有序數(shù)對(duì)（）任意兩列中，將同一橫行的兩個(gè)數(shù)字看成有序數(shù)對(duì)（左邊的數(shù)在前，右邊的數(shù)在后），按這一次序排出的數(shù)（左邊的數(shù)在前，右邊的數(shù)在后），按這一次序排出的數(shù)對(duì)，每種數(shù)對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)相等。對(duì)，每種數(shù)對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)相等。 正交表的性質(zhì)正交表的性質(zhì) 根據(jù)正交表的上述兩

31、個(gè)性質(zhì)，可得到正交表的三種初根據(jù)正交表的上述兩個(gè)性質(zhì)，可得到正交表的三種初等變換：等變換： 列間置換列間置換：正交表中任意兩列可以相互交換；：正交表中任意兩列可以相互交換； 行間置換行間置換：正交表中任意兩行可以相互交換；：正交表中任意兩行可以相互交換； 水平置換水平置換：正交表中任意一列中的水平數(shù)字可以相互交：正交表中任意一列中的水平數(shù)字可以相互交換（例如換（例如“3”“4”）。）。 （經(jīng)過上述初等變換后的表仍為正交表，稱變換后的正交表為原正（經(jīng)過上述初等變換后的表仍為正交表，稱變換后的正交表為原正交表的等價(jià)表）交表的等價(jià)表）說明：說明： 若用關(guān)于零對(duì)稱的數(shù)字表示不同水平（例如二水平用若用關(guān)

32、于零對(duì)稱的數(shù)字表示不同水平（例如二水平用-1、1表示；三水平用表示；三水平用-1、0、1表示；四水平用表示；四水平用-2、-1、1、2表表示），則任意兩列元素的內(nèi)積為零（正交表由此得名）。示），則任意兩列元素的內(nèi)積為零（正交表由此得名）。 水平數(shù)相同的正交表（水平數(shù)相同的正交表（m水平正交表）水平正交表） 此類正交表中此類正交表中 ，因此通常簡(jiǎn)記，因此通常簡(jiǎn)記為為 ，如，如 等。此類正交表又分為兩種：等。此類正交表又分為兩種： mmmmk 21)(knmL)2(34L 標(biāo)準(zhǔn)型正交表（最常用）標(biāo)準(zhǔn)型正交表（最常用）：水平數(shù)為素?cái)?shù)或素?cái)?shù)整數(shù)冪的：水平數(shù)為素?cái)?shù)或素?cái)?shù)整數(shù)冪的正交表。例如：正交表。例如

33、： 非標(biāo)準(zhǔn)型正交表非標(biāo)準(zhǔn)型正交表：標(biāo)準(zhǔn)型之外的水平數(shù)相同的正交表。：標(biāo)準(zhǔn)型之外的水平數(shù)相同的正交表。 )2(34L)2(78L)2(1516L)3(49L)3(1327L)4(516L 水平數(shù)不同的正交表水平數(shù)不同的正交表 此類正交表中，某兩列（或多列）之間的水平數(shù)不等。此類正交表中，某兩列（或多列）之間的水平數(shù)不等。例如：例如： )24(48 L)23(412 L)24(9216 Ln 正交表的種類正交表的種類n 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟 明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定指標(biāo)明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定指標(biāo)；2.2.挑因素，選水平，制定因素水平表挑因素，選水平，制定因素水平表 ；3.3.選正交表

34、，排表頭選正交表，排表頭，確定試驗(yàn)方案；，確定試驗(yàn)方案；4. 4. 排列試驗(yàn)條件；排列試驗(yàn)條件；5. 5. 試驗(yàn)結(jié)果分析。試驗(yàn)結(jié)果分析。 直觀分析是通過簡(jiǎn)單地計(jì)算各因素水平對(duì)試驗(yàn)結(jié)果直觀分析是通過簡(jiǎn)單地計(jì)算各因素水平對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，并用圖表形式將這些影響表示出來，再通過極的影響，并用圖表形式將這些影響表示出來，再通過極差分析（找出最大值、最小值），最終確定出優(yōu)化的水差分析（找出最大值、最小值），最終確定出優(yōu)化的水平搭配方案（生產(chǎn)方案），或找出因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影平搭配方案（生產(chǎn)方案），或找出因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響程度。響程度。 根據(jù)所考查的試驗(yàn)指標(biāo)的多少，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)可分根據(jù)所考查的試驗(yàn)指標(biāo)的多

35、少，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)可分為單指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和多指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩種。本為單指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和多指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)兩種。本節(jié)僅討論單指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的直觀分析。節(jié)僅討論單指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的直觀分析。n 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果分析正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)果分析 示例示例例：例：某工廠一零件的鏜孔工序質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)徑某工廠一零件的鏜孔工序質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)徑偏差較大的質(zhì)量問題。為了提高本工序的加工質(zhì)量，擬通偏差較大的質(zhì)量問題。為了提高本工序的加工質(zhì)量，擬通過正交試驗(yàn)確定影響內(nèi)徑偏差的各因素的主次順序，以探過正交試驗(yàn)確定影響內(nèi)徑偏差的各因素的主次順序，以探求較好的工藝條件來改進(jìn)工藝操作規(guī)程。求較好的工藝條

36、件來改進(jìn)工藝操作規(guī)程。 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案時(shí)，首先要明確試驗(yàn)要解決的問題（內(nèi)設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案時(shí)，首先要明確試驗(yàn)要解決的問題（內(nèi)徑偏差過大），即明確試驗(yàn)指標(biāo)徑偏差過大），即明確試驗(yàn)指標(biāo)內(nèi)徑偏差（越小越內(nèi)徑偏差（越小越好）；然后明確影響試驗(yàn)指標(biāo)的主要因素，選取適當(dāng)?shù)囊蚝茫?；然后明確影響試驗(yàn)指標(biāo)的主要因素，選取適當(dāng)?shù)囊蛩厮健Ｋ厮健?明確試驗(yàn)指標(biāo)和影響因素，制定因素水平表明確試驗(yàn)指標(biāo)和影響因素，制定因素水平表 影響因素：影響因素：試驗(yàn)指標(biāo)：試驗(yàn)指標(biāo)：內(nèi)徑偏差內(nèi)徑偏差 根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，每個(gè)因素根據(jù)以往的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，每個(gè)因素各選取三個(gè)水平進(jìn)行試

37、驗(yàn)，如下：各選取三個(gè)水平進(jìn)行試驗(yàn)，如下：A鏜孔時(shí)所用的刀具數(shù)量鏜孔時(shí)所用的刀具數(shù)量B切削速度切削速度C走刀量走刀量D刀具種類刀具種類II型刀型刀0.475643I型刀型刀0.73832常規(guī)刀常規(guī)刀0.63021D刀具種類刀具種類（型）（型）C走刀量走刀量（mm/r）B切削速度切削速度（r/min）A刀具數(shù)量刀具數(shù)量（把）（把） 因素因素 水平水平 選擇正交表，設(shè)計(jì)表頭選擇正交表，設(shè)計(jì)表頭 根據(jù)因素及水平的多少，選擇四因素、三水平的正交表根據(jù)因素及水平的多少，選擇四因素、三水平的正交表 L9(34)，如下：，如下：4321列列 號(hào)號(hào)DCBA因因 素素 根據(jù)正交表確定試驗(yàn)方案根據(jù)正交表確定試驗(yàn)方案

38、 按正交表按正交表L9(34)的內(nèi)容及所設(shè)計(jì)的表頭，將試驗(yàn)方案填入的內(nèi)容及所設(shè)計(jì)的表頭，將試驗(yàn)方案填入正交表中。正交表中。 12339312382313（4把）把）721326132253212（3把）把）43（II型刀）型刀）3（0.47mm/r）3（56r/min）132（I型刀）型刀）2（0.7mm/r）2（38r/min）121（常規(guī)刀）（常規(guī)刀）1（0.6mm/r）1（30r/min）1（2把）把）14321孔徑偏差孔徑偏差（mm）刀具種類刀具種類D（型）（型）走刀量走刀量C（mm/r）切削速度切削速度B（r/min）刀具數(shù)量刀具數(shù)量A（把）（把） 因素因素 列列試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)號(hào) 號(hào)號(hào)

39、按設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)按設(shè)計(jì)的試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn) 嚴(yán)格按試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)，將孔徑偏差的試驗(yàn)結(jié)果填嚴(yán)格按試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)，將孔徑偏差的試驗(yàn)結(jié)果填入表格中。入表格中。 0.315123390.050312380.2852313（4把）把）70.350213260.335132250.2853212（3把）把）40.3103（II型刀）型刀）3（0.47mm/r）3（56r/min）130.1452（I型刀）型刀）2（0.7mm/r）2（38r/min）120.3901（常規(guī)刀）（常規(guī)刀）1（0.6mm/r）1（30r/min）1（2把）把）14321孔徑偏差孔徑偏差（mm）刀具種類刀具種類D（型）

40、（型）走刀量走刀量C（mm/r）切削速度切削速度B（r/min）刀具數(shù)量刀具數(shù)量A（把）（把） 因素因素 列列試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)號(hào) 號(hào)號(hào) 試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算與分析試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算與分析 試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算與分析主要解決以下三個(gè)問題（試驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算與分析主要解決以下三個(gè)問題（試驗(yàn)的目的）：的目的）： 分清各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響的主次順序；分清各因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響的主次順序； 找出（確定出）優(yōu)化生產(chǎn)方案，即確定出采用什么樣找出（確定出）優(yōu)化生產(chǎn)方案，即確定出采用什么樣的因素水平組合才能使試驗(yàn)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)；的因素水平組合才能使試驗(yàn)指標(biāo)達(dá)到最優(yōu)； 分析試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響趨勢(shì)；為進(jìn)一步試驗(yàn)分析試驗(yàn)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的

41、影響趨勢(shì)；為進(jìn)一步試驗(yàn)指明方向。指明方向。 0.315123390.050312380.2852313（4把）把）70.350213260.335132250.2853212（3把）把）40.3103（II型刀）型刀）3（0.47mm/r）3（56r/min）130.1452（I型刀）型刀）2（0.7mm/r）2（38r/min）120.3901（常規(guī)刀）（常規(guī)刀）1（0.6mm/r）1（30r/min）1（2把）把）14321孔徑偏差孔徑偏差（mm）刀具種類刀具種類D（型）（型）走刀量走刀量C（mm/r）切削速度切削速度B（r/min）刀具數(shù)量刀具數(shù)量A（把）（把） 因素因素 列列試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)

42、號(hào) 號(hào)號(hào) 直接分析直接分析 由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以直接看出，在由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以直接看出，在#8號(hào)試驗(yàn)（號(hào)試驗(yàn)（A3B2C1D3）的）的工藝條件下，鏜出來的孔孔徑偏差最?。üに嚄l件下，鏜出來的孔孔徑偏差最?。?.05mm）。）。 計(jì)算分析計(jì)算分析 通過對(duì)原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單計(jì)算，確定各因素水平的影通過對(duì)原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單計(jì)算，確定各因素水平的影響程度，最終找出最佳生產(chǎn)條件。響程度，最終找出最佳生產(chǎn)條件。 但這種條件是否就是因素水平的最佳搭配呢？在但這種條件是否就是因素水平的最佳搭配呢？在9種方種方案之外還有沒有更好的水平搭配呢？這需要通過進(jìn)一步的計(jì)案之外還有沒有更好的水平搭配呢？這需要通過進(jìn)一步的計(jì)算、分析

43、得到最佳的生產(chǎn)條件。算、分析得到最佳的生產(chǎn)條件。 0.6450.9300.9750.550K3（水平（水平3下的下的3個(gè)偏差之和）個(gè)偏差之和）0.7800.7450.5300.970K2（水平（水平2下的下的3個(gè)偏差之和）個(gè)偏差之和）1.0400.7900.9600.845K1（水平（水平1下的下的3個(gè)偏差之和）個(gè)偏差之和）0.1320.0620.1480.106極差極差 iiKKRminmax T = 2.4650.315123390.050312380.285231370.350213260.335132250.285321240.310333130.145222120.390111114

44、321孔徑偏孔徑偏差差（mm）刀具種類刀具種類D（型）（型）走刀量走刀量C（mm/r）切削速度切削速度B（r/min）刀具數(shù)量刀具數(shù)量A（把）（把） 因素因素 列列 試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)號(hào) 號(hào)號(hào)0.2150.3100.3250.217 （水平（水平3下的偏差平均值）下的偏差平均值）0.2600.2480.1770.323 （水平（水平2下的偏差平均值）下的偏差平均值）0.3470.2630.3200.282 （水平（水平1下的偏差平均值）下的偏差平均值）3/11KK 3/22KK 3/33KK 計(jì)算同一水平下的偏差之和計(jì)算同一水平下的偏差之和 （本例中（本例中 ）。）。 iK31 i 計(jì)算同一水平下各偏

45、差的平均值計(jì)算同一水平下各偏差的平均值 （本例中（本例中 ）。）。 31 iiK 計(jì)算極差計(jì)算極差 。 iiKKRminmax 驗(yàn)算。若驗(yàn)算。若T為為9次試驗(yàn)的偏差之和，則次試驗(yàn)的偏差之和，則 。 TKi 畫出試驗(yàn)因素與試驗(yàn)指標(biāo)關(guān)系的趨勢(shì)圖（以各因素的水平畫出試驗(yàn)因素與試驗(yàn)指標(biāo)關(guān)系的趨勢(shì)圖（以各因素的水平為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)水平下的為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)水平下的 為縱坐標(biāo)；定量因素用實(shí)線表為縱坐標(biāo)；定量因素用實(shí)線表示，定性因素用虛線表示）。示，定性因素用虛線表示）。iK 根據(jù)正交表的綜合可比性，由上述計(jì)算及趨勢(shì)圖可分析根據(jù)正交表的綜合可比性，由上述計(jì)算及趨勢(shì)圖可分析得出以下結(jié)論：得出以下結(jié)論： 刀具數(shù)量

46、以刀具數(shù)量以4把刀（把刀（A3）時(shí)為最好（還可進(jìn)一步對(duì)刀具）時(shí)為最好（還可進(jìn)一步對(duì)刀具更多的情況進(jìn)行試驗(yàn)）；更多的情況進(jìn)行試驗(yàn)）； 切削速度以切削速度以38r/min（B2）時(shí)為最好；）時(shí)為最好； 走刀量為走刀量為0.7mm/r（C2）時(shí)為最好；）時(shí)為最好； 刀具類型以刀具類型以II型刀（型刀（D3）為最好。）為最好。最佳水平組合：最佳水平組合：A3B2C2D3 為使孔徑偏差最?。簽槭箍讖狡钭钚。?分析主次因素分析主次因素 按極差計(jì)算結(jié)果確定主次因素（極差越大，影響越主要）按極差計(jì)算結(jié)果確定主次因素（極差越大，影響越主要）0.1320.0620.1480.106極差極差 iiKKRminma

47、x 0.315123390.050312380.285231370.350213260.335132250.285321240.310333130.145222120.390111114321孔徑偏孔徑偏差差（mm）刀具種類刀具種類D（型）（型）走刀量走刀量C（mm/r）切削速度切削速度B（r/min）刀具數(shù)量刀具數(shù)量A（把）（把） 因素因素 列列 試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)號(hào) 號(hào)號(hào)（主）（主） BDAC （次）（次） 觀察趨勢(shì)圖確定主次因素（點(diǎn)子升、降的幅度越大，影響觀察趨勢(shì)圖確定主次因素（點(diǎn)子升、降的幅度越大，影響越主要）越主要）（主）（主） BDAC （次）（次） 直接分析結(jié)果與計(jì)算分析結(jié)果的比較直接分

48、析結(jié)果與計(jì)算分析結(jié)果的比較直接分析的結(jié)果：直接分析的結(jié)果：A3B2C1D3計(jì)算分析的結(jié)果：計(jì)算分析的結(jié)果：A3B2C2D3 直接分析的結(jié)果反映的是正交表中直接分析的結(jié)果反映的是正交表中9次試驗(yàn)中的最優(yōu)水平次試驗(yàn)中的最優(yōu)水平搭配，但不一定是所有可能的水平搭配（搭配，但不一定是所有可能的水平搭配（34=81種）中最優(yōu)的。種）中最優(yōu)的。 為了展望或?qū)で蟾玫拇钆?，可使用?jì)算分析，通過對(duì)趨為了展望或?qū)で蟾玫拇钆?，可使用?jì)算分析，通過對(duì)趨勢(shì)的觀察，可以找出比直接分析結(jié)果更好的水平搭配。勢(shì)的觀察，可以找出比直接分析結(jié)果更好的水平搭配。 0.315123390.050312380.2852313（4把）把

49、）70.350213260.335132250.2853212（3把）把）40.3103（II型刀）型刀）3（0.47mm/r）3（56r/min）130.1452（I型刀）型刀）2（0.7mm/r）2（38r/min）120.3901（常規(guī)刀）（常規(guī)刀）1（0.6mm/r）1（30r/min）1（2把）把）14321孔徑偏差孔徑偏差（mm）刀具種類刀具種類D（型）（型）走刀量走刀量C（mm/r）切削速度切削速度B（r/min）刀具數(shù)量刀具數(shù)量A（把）（把） 因素因素 列列試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)號(hào) 號(hào)號(hào) 計(jì)算分析的結(jié)果有時(shí)也可能不如直接分析合理，其主計(jì)算分析的結(jié)果有時(shí)也可能不如直接分析合理，其主要原因可能

50、是：要原因可能是： 試驗(yàn)誤差過大；試驗(yàn)誤差過大； 存在其它影響因素而未加以考慮；存在其它影響因素而未加以考慮； 因素水平選取不當(dāng)。因素水平選取不當(dāng)。5.2.2 多指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)多指標(biāo)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)際工作中存在著大量的多指標(biāo)工業(yè)試驗(yàn)。在這類試實(shí)際工作中存在著大量的多指標(biāo)工業(yè)試驗(yàn)。在這類試驗(yàn)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)與分析較單指標(biāo)要復(fù)雜，各指標(biāo)之間可驗(yàn)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)與分析較單指標(biāo)要復(fù)雜，各指標(biāo)之間可能會(huì)出現(xiàn)一些矛盾，如何兼顧這些指標(biāo)呢？能會(huì)出現(xiàn)一些矛盾，如何兼顧這些指標(biāo)呢？ 多指標(biāo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)常用的方法主要有兩種：多指標(biāo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)常用的方法主要有兩種： 綜合平衡法綜合平衡法 綜合評(píng)分法綜合評(píng)分法 例：油泵柱塞組

51、合件收口強(qiáng)度穩(wěn)定性試驗(yàn)例：油泵柱塞組合件收口強(qiáng)度穩(wěn)定性試驗(yàn) 綜合平衡法綜合平衡法 某廠生產(chǎn)的油泵柱塞組合件是經(jīng)過機(jī)械加工、組合收口、去應(yīng)力等某廠生產(chǎn)的油泵柱塞組合件是經(jīng)過機(jī)械加工、組合收口、去應(yīng)力等工序制成的。試驗(yàn)前產(chǎn)品的拉脫力波動(dòng)較大，且拉脫力與轉(zhuǎn)角兩指標(biāo)往工序制成的。試驗(yàn)前產(chǎn)品的拉脫力波動(dòng)較大，且拉脫力與轉(zhuǎn)角兩指標(biāo)往往相互矛盾。本試驗(yàn)的目的是通過對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化來達(dá)到提高產(chǎn)往相互矛盾。本試驗(yàn)的目的是通過對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化來達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。為此，確定三個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)：品質(zhì)量的目的。為此，確定三個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)：拉脫力拉脫力 （望大）；（望大）；軸向游隙軸向游隙 （望?。?；（望?。?；轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)

52、角 （望大）。（望大）。 N1000 Fmm02. 0 20 例：例：某廠生產(chǎn)的油泵柱塞組合件是經(jīng)過機(jī)械加工、組合收口、去應(yīng)力等某廠生產(chǎn)的油泵柱塞組合件是經(jīng)過機(jī)械加工、組合收口、去應(yīng)力等工序制成的。試驗(yàn)前產(chǎn)品的拉脫力波動(dòng)較大，且拉脫力與轉(zhuǎn)角兩指標(biāo)往工序制成的。試驗(yàn)前產(chǎn)品的拉脫力波動(dòng)較大，且拉脫力與轉(zhuǎn)角兩指標(biāo)往往相互矛盾。本試驗(yàn)的目的是通過對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化來達(dá)到提高產(chǎn)往相互矛盾。本試驗(yàn)的目的是通過對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化來達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。為此，確定三個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)：品質(zhì)量的目的。為此，確定三個(gè)試驗(yàn)指標(biāo)：拉脫力拉脫力 （望大）；（望大）；軸向游隙軸向游隙 （望?。?；（望?。?；轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 （望大）

53、。（望大）。 N1000 Fmm02. 0 20 明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo)明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)指標(biāo) 拉脫力拉脫力 （ ，望大），望大）FN1000 F 軸向游隙軸向游隙 （ ，望?。。?mm02. 0 轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 （ ，望大），望大） 20 確定試驗(yàn)因素，選擇因素水平確定試驗(yàn)因素，選擇因素水平 由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，柱塞頭的外徑由實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，柱塞頭的外徑D、高度、高度L、倒角、倒角以及收口壓力以及收口壓力p四個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)產(chǎn)生主要影響，故考查四個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)產(chǎn)生主要影響，故考查這四個(gè)因素，每個(gè)因素取三水平。這四個(gè)因素，每個(gè)因素取三水平。 K2.01.03011.714.831.71.5

54、3011.815.321.51.03011.615.11收口壓力收口壓力 p（MPa）柱塞頭倒角柱塞頭倒角 K（mm）柱塞頭高度柱塞頭高度 L（mm）柱塞頭外徑柱塞頭外徑 D（mm）DCBA 因素因素水平水平 選擇正交表，設(shè)計(jì)表頭選擇正交表，設(shè)計(jì)表頭 本試驗(yàn)屬四因素、三水平試驗(yàn)，故選用正交表本試驗(yàn)屬四因素、三水平試驗(yàn)，故選用正交表L9(34)，表頭見后。表頭見后。 根據(jù)正交表設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，進(jìn)行試驗(yàn)，收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)根據(jù)正交表設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，進(jìn)行試驗(yàn)，收集試驗(yàn)數(shù)據(jù) 為提高試驗(yàn)精度，減小試驗(yàn)誤差的影響，對(duì)每種水平搭為提高試驗(yàn)精度，減小試驗(yàn)誤差的影響，對(duì)每種水平搭配進(jìn)行配進(jìn)行7次重復(fù)試驗(yàn)，然后分別取次重復(fù)

55、試驗(yàn)，然后分別取 、 、 的的7次平均值作次平均值作為試驗(yàn)分析的數(shù)據(jù)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，還對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了適當(dāng)為試驗(yàn)分析的數(shù)據(jù)。為簡(jiǎn)化計(jì)算，還對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換。的轉(zhuǎn)換。 F 對(duì)各指標(biāo)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行計(jì)算（同單指標(biāo)），并進(jìn)對(duì)各指標(biāo)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行計(jì)算（同單指標(biāo)），并進(jìn)行直接分析和計(jì)算分析行直接分析和計(jì)算分析 試試 驗(yàn)驗(yàn) 方方 案案試試 驗(yàn)驗(yàn) 結(jié)結(jié) 果果因素因素列號(hào)列號(hào)試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)號(hào)ABCD拉脫力拉脫力Fi（N）軸向游隙軸向游隙i（mm）轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角（）123411 (15.1)1 (11.5)1 (150)1 (1.5)-302025.5212 (11.8)2 (1.530)2 (1.7)36

56、48-1.0313 (11.7)3 (130)3 (2.0)62717.542 (15.3)123-15.6621.55223151128-10.062312-12526.573 (14.8)132-682818.58321391520.5933211956-4.5T=88.5T=390T=94.5說明：說明： 900107 iiFF 01. 07000 ii 207 ii 、 、 分別為分別為各指標(biāo)各指標(biāo)7次重復(fù)試驗(yàn)結(jié)次重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的平均值。果數(shù)據(jù)的平均值。 iFi i 拉拉脫脫力力F81.5-112442-3339.517834.54060-113.5121K2K3K27.2-3.78

57、14-1113.259.311.513.320-37.841K2K3KT=94.5T=390T=88.5-4.55619123390.552913123818.528-682313726.525-121326-10.0128511322521.56-15.63212417.527633313-1.048362221225.520-30111114321轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角（）軸向游隙軸向游隙i（mm）拉脫力拉脫力Fi（N）DCBA因素因素列號(hào)列號(hào)試驗(yàn)號(hào)試驗(yàn)號(hào)試試 驗(yàn)驗(yàn) 結(jié)結(jié) 果果試試 驗(yàn)驗(yàn) 方方 案案指指標(biāo)標(biāo)38.223.747.110R 計(jì)算指標(biāo)拉脫力計(jì)算指標(biāo)拉脫力F對(duì)應(yīng)于同一因素水平的對(duì)應(yīng)于同一因素水

58、平的 。 iK 計(jì)算指標(biāo)拉脫力計(jì)算指標(biāo)拉脫力F對(duì)應(yīng)于同一因素水平的對(duì)應(yīng)于同一因素水平的 。 iK 計(jì)算指標(biāo)拉脫力計(jì)算指標(biāo)拉脫力F對(duì)應(yīng)于同一因素水平的對(duì)應(yīng)于同一因素水平的 。 R 依次計(jì)算指標(biāo)軸向游隙依次計(jì)算指標(biāo)軸向游隙 和轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)角 對(duì)應(yīng)于同一因?qū)?yīng)于同一因素水平的素水平的 、 、 。 RiKiK 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角軸軸向向游游隙隙851831081361011102281592049754951K2K3K28.3613645.333.736.676536832.31831.71K2K3K39.728.75821.3R39.52639.514.54416-10.5381152.565.5421K2K3K

59、13.28.713.24.814.75.3-3.512.73.717.521.8141K2K3K1112.225.39.2R 畫出趨勢(shì)圖，按極差大小排出主次因素。畫出趨勢(shì)圖，按極差大小排出主次因素。 （主）（主） BDCA （次）（次）拉脫力拉脫力F（主）（主） BDCA （次）（次）軸向游隙軸向游隙 （主）（主） BCDA （次）（次）轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角 結(jié)果：結(jié)果：對(duì)于拉脫力對(duì)于拉脫力 ：F（主）（主） BDCA （次）（次）（主）（主） BDCA （次）（次） 對(duì)于軸向游隙對(duì)于軸向游隙 ：（主）（主） BCDA （次）（次） 對(duì)于轉(zhuǎn)角對(duì)于轉(zhuǎn)角 ： 由于轉(zhuǎn)角由于轉(zhuǎn)角 對(duì)應(yīng)于因素對(duì)應(yīng)于因素C、D的極差

60、相差不大，故綜的極差相差不大，故綜合考慮將二者的次序調(diào)換，將影響整個(gè)組件三個(gè)指標(biāo)的主合考慮將二者的次序調(diào)換，將影響整個(gè)組件三個(gè)指標(biāo)的主次順序認(rèn)定為次順序認(rèn)定為 （主）（主） BDCA （次）（次） 初選最優(yōu)生產(chǎn)條件。初選最優(yōu)生產(chǎn)條件。 按按 、 、 （或（或 、 、 ）及趨勢(shì)圖確定出各因）及趨勢(shì)圖確定出各因素水平的最優(yōu)組合素水平的最優(yōu)組合. 1K2K3K1K2K3K對(duì)于拉脫力對(duì)于拉脫力 ：（望大）（望大）FA3B2C1D3A1B1C1D3 對(duì)于軸向游隙對(duì)于軸向游隙 ：（望?。ㄍ。?對(duì)于轉(zhuǎn)角對(duì)于轉(zhuǎn)角 ：（望大）（望大）A1B1C1D2 綜合平衡，選取最優(yōu)生產(chǎn)條件。綜合平衡，選取最優(yōu)生產(chǎn)條件。