面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)培訓(xùn)教程(共108頁).ppt

1、來自http:/中國最大的資料庫下載 1第二章面向質(zhì)量的設(shè)計(jì)來自http:/中國最大的資料庫下載 2內(nèi)容安排nPart 1 田口質(zhì)量理論體系概述 nPart 2 質(zhì)量功能配置 nPart 3 參數(shù)設(shè)計(jì) nPart 4 容差設(shè)計(jì) nPart 5 可信性設(shè)計(jì) 討論思考題來自http:/中國最大的資料庫下載 3Part 1 田口質(zhì)量理論體系概述一、田口質(zhì)量體系結(jié)構(gòu)二、田口質(zhì)量觀 三、質(zhì)量損失函數(shù)四、三次設(shè)計(jì) 來自http:/中國最大的資料庫下載 4一、田口質(zhì)量體系結(jié)構(gòu) 田口質(zhì)量理論體系 田口質(zhì)量觀、質(zhì)量損失函數(shù)、信噪比、正交試驗(yàn)法 線外質(zhì)量控制 線內(nèi)質(zhì)量控制 參數(shù)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 容差設(shè)計(jì) 工序診斷與

2、調(diào)整 預(yù)測與校正 檢驗(yàn)與處理 圖 2.1 田口質(zhì)量理論體系 來自http:/中國最大的資料庫下載 5二、田口質(zhì)量觀n產(chǎn)品上市后給社會造成的損失，但由于產(chǎn)品功能本身產(chǎn)生的損失除外來自http:/中國最大的資料庫下載 6三、質(zhì)量損失函數(shù)n設(shè)產(chǎn)品輸出特性的值為y，其目標(biāo)值為m，則定義質(zhì)量損失函數(shù)為L(y) L(y)=k(y-m)2 其中，k比例常數(shù)，可以根據(jù)已知條件定量求出 O L(y) y L(y) y m m-0 m+0 0 0 圖 2.2 質(zhì)量損失函數(shù) 來自http:/中國最大的資料庫下載 7四、三次設(shè)計(jì)n系統(tǒng)設(shè)計(jì)（第一次設(shè)計(jì)） n參數(shù)設(shè)計(jì)（第二次設(shè)計(jì)） n容差設(shè)計(jì)（第三次設(shè)計(jì)）來自http:

3、/中國最大的資料庫下載 8Part 2 質(zhì)量功能配置一、質(zhì)量功能配置概述 二、質(zhì)量功能配置的原理和方法 三、質(zhì)量功能配置的應(yīng)用 來自http:/中國最大的資料庫下載 9一、質(zhì)量功能配置概述n質(zhì)量功能配置的定義n質(zhì)量功能配置的來源n質(zhì)量功能配置的作用n為什么質(zhì)量功能配置能取得好的效果？來自http:/中國最大的資料庫下載 10質(zhì)量功能配置的定義n質(zhì)量功能配置QFD（Quality Function Deployment）n用一定方法保證將來自顧客或市場的需求準(zhǔn)確無誤地轉(zhuǎn)移到產(chǎn)品壽命循環(huán)每個階段的有關(guān)技術(shù)和措施中去來自http:/中國最大的資料庫下載 11二、質(zhì)量功能配置的原理和方法nQFD的基本

4、原理nQFD的基本工具n質(zhì)量屋n關(guān)系矩陣nQFD的基本方法來自http:/中國最大的資料庫下載 12質(zhì)量屋 1 5 2 3 4 6 圖 2.6 質(zhì)量屋 來自http:/中國最大的資料庫下載 13質(zhì)量屋中各區(qū)域內(nèi)容是對顧客需求和權(quán)重的描述，是質(zhì)量屋的“什么”是對產(chǎn)品的工程技術(shù)特性描述，是質(zhì)量屋的“如何”是顧客需求和工程技術(shù)特性之間的關(guān)系矩陣，描述了它們之間的相互關(guān)系是產(chǎn)品的競爭性評估，從顧客的角度評估產(chǎn)品質(zhì)量在市場上的競爭力是技術(shù)特性之間的相互關(guān)系矩陣是技術(shù)競爭性評估、技術(shù)特性重要度和目標(biāo)值，用來確定應(yīng)優(yōu)化配置的項(xiàng)目和重點(diǎn)保證的質(zhì)量特性 來自http:/中國最大的資料庫下載 14關(guān)系矩陣 工程特

5、性（如何） 顧客需求 （什么） 相關(guān)性： 強(qiáng)正相關(guān) /弱正相關(guān) 弱負(fù)相關(guān) 強(qiáng)負(fù)相關(guān) 強(qiáng)相關(guān) 中等相關(guān) 弱相關(guān) 空白 不相關(guān) 圖 2.7 關(guān)系矩陣 來自http:/中國最大的資料庫下載 15QFD的基本方法（案例1）q例2.1 應(yīng)用質(zhì)量功能配置進(jìn)行汽車車門的設(shè)計(jì)。 來自http:/中國最大的資料庫下載 16問題分析與需求分解 表 2.2 汽車車門顧客需求特性分解 一 二 三 1.開啟關(guān)閉特性 1.易于從外部關(guān)閉 2.從斜坡上可保持開門狀態(tài) 3.易于從外部開啟 4.不反彈 5.易于從內(nèi)部關(guān)閉 6.易于從內(nèi)部開啟 2.密封性 1.不漏雨 2.無（或低）公路噪聲 3.洗車時不滲水 4.無風(fēng)聲 5.開門

6、時不滴水和雪 6.無“咯咯” 操作性能良好 3.扶手 1.柔軟舒適 2.在右面位置 來自http:/中國最大的資料庫下載 17顧客需求特性的相對重要性及顧客的評價(jià)表2.3 顧客需求特性相對重要性及顧客評價(jià) 顧客需求特性 顧客需求特性分解 重要性 顧客評價(jià)（意見） 車門易于開啟關(guān)閉 易從外部關(guān)閉 在斜坡上可保持開門狀態(tài) 7 5 密封性 不漏雨 無公路噪聲 3 2 我們的 車 對手 A的車 對手 B的車 1 2 3 4 5 壞 壞 好 好 壞 壞 好 好 來自http:/中國最大的資料庫下載 18建立顧客需求特性和工程技術(shù)特性之間的關(guān)系矩陣圖 開關(guān)力 密封隔音 顧客特性 工程特性 關(guān)門動力 平地上

7、的阻力 100斜坡上的阻力 車門密封性 減少公路噪聲 易于從外部關(guān)閉 7 在斜坡上可保持開門狀態(tài) 5 易于 開關(guān) 不漏雨 3 無公路噪聲 2 密 封 性 圖 2.8 顧客需求特性和工程特性的關(guān)系矩陣 來自http:/中國最大的資料庫下載 19關(guān)系矩陣與屋頂矩陣 工程 特性 相關(guān)性 強(qiáng)正相關(guān) 弱正相關(guān) 弱負(fù)相關(guān) 強(qiáng)負(fù)相關(guān) 顧客特性 重要性 關(guān)門動力 平地上的阻力 100斜坡上的阻力 車門密封性 減少公路噪聲 易于從外部關(guān)閉 7 在斜坡上可保持開門狀態(tài) 5 易于 開關(guān) 不漏雨 3 無公路噪聲 2 密 封 性 圖 2.9 關(guān)系矩陣及屋頂矩陣圖 來自http:/中國最大的資料庫下載 20客觀測量值與競

8、爭性評價(jià) 開關(guān)力 密封 隔音 相關(guān)性 工程特性 強(qiáng)正相關(guān) 弱正相關(guān) 弱負(fù)相關(guān) 強(qiáng)負(fù)相關(guān) 顧客特性 重要性 關(guān)門動力 平地上的阻力 100斜坡上的阻力 車門密封性 減少公路噪聲 顧客評價(jià) 1 2 3 4 5 易于從外部關(guān)閉 7 在斜坡上可保持開門狀態(tài) 5 易于 開關(guān) 不漏雨 3 無公路噪聲 2 密 封 性 測量單位 N.m N N N/m dB 我們的車 15 54 27 45 9 對手 A 的車 12.2 54 27 30 5 客觀測量值 對手 B 的車 13 49 31 30 6 圖 2.10 有競爭性評價(jià)的品質(zhì)屋 來自http:/中國最大的資料庫下載 擴(kuò)展的質(zhì)量屋 開關(guān)力 密封 隔音 相關(guān)

9、性 工程特性 強(qiáng)正相關(guān) 弱正相關(guān) 弱負(fù)相關(guān) 強(qiáng)負(fù)相關(guān) 顧客特性 重要性 關(guān)門動力 平地上的阻力 100斜坡上的阻力 開門動力 最大關(guān)門力 車門密封性 車窗隔音性 減少公路噪聲 防水性 顧客評價(jià) 1 2 3 4 5 易于從外部關(guān)閉 7 斜坡上可保持開門狀態(tài) 5 易于從外部開啟 3 不反彈 3 易于 開關(guān) 不漏雨 3 無公路噪聲 2 密 封 性 測量單位 N.m N N N.m N N/m dB Bar 我們的車 15 54 27 3.6 80 45 0.1 9 4.8 對手 A 的車 12.2 54 27 2.2 58 30 0.1 5 4.1 客觀測量值 對手 B 的車 13 49 31 15

10、 62 30 0.1 6 4.1 技術(shù)難度 4 5 1 1 3 1 3 3 5 重要性 10 6 4 9 1 6 2 4 3 估計(jì)成本 5 2 2 9 5 6 6 9 2 目標(biāo)值 10 N.m 40 N 27 N 10 N.m 54 N 45 N/m 0.1 9 dB 4.8 Bar 圖 2.11 有競爭性評價(jià)的品質(zhì)屋 來自http:/中國最大的資料庫下載 22QFD的基本方法（案例1）n設(shè)置目標(biāo)值 q本案例中關(guān)門動力的新的目標(biāo)值為：10N.m“減少公路噪聲”和“車窗隔音性”的技術(shù)指標(biāo)不改變來自http:/中國最大的資料庫下載 23三、質(zhì)量功能配置的應(yīng)用n質(zhì)量功能配置的進(jìn)一步展開n質(zhì)量功能配置

11、的典型應(yīng)用n質(zhì)量功能配置在其它方面的應(yīng)用n質(zhì)量功能配置用于策略規(guī)劃來自http:/中國最大的資料庫下載 24質(zhì)量功能配置的進(jìn)一步展開產(chǎn)品規(guī)劃階段將顧客需求轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求；零件設(shè)計(jì)階段將產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)換成零件特性；工藝設(shè)計(jì)階段將零件特性轉(zhuǎn)換成工序參數(shù)；制造計(jì)劃階段將工序參數(shù)轉(zhuǎn)換成零件或產(chǎn)品制造要求來自http:/中國最大的資料庫下載 25Part 3 參數(shù)設(shè)計(jì)一、參數(shù)設(shè)計(jì)的含義二、質(zhì)量波動及干擾因素三、望目特性的參數(shù)設(shè)計(jì) 四、望小特性參數(shù)設(shè)計(jì) 五、望大特性的參數(shù)設(shè)計(jì) 來自http:/中國最大的資料庫下載 26一、參數(shù)設(shè)計(jì)的含義n參數(shù)設(shè)計(jì)運(yùn)用正交試驗(yàn)法或優(yōu)化方法確定零部件參數(shù)的最佳組合，使系統(tǒng)

12、在內(nèi)、外因素作用下，所產(chǎn)生的質(zhì)量波動最小，即質(zhì)量最穩(wěn)定（或最健壯）n穩(wěn)定性指產(chǎn)品在各種干擾因素作用下，其輸出特性能穩(wěn)定地保持在一個盡可能小的范圍（波動很小） 來自http:/中國最大的資料庫下載 27二、質(zhì)量波動及干擾因素n質(zhì)量波動性的定義即使在完全相同的生產(chǎn)條件下生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，其質(zhì)量特性也是參差不齊的，具有波動性n質(zhì)量波動性的干擾因素分類n參數(shù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 來自http:/中國最大的資料庫下載 28質(zhì)量波動性的干擾因素分類可控因素標(biāo)示因素區(qū)組因素信號因素誤差因素 來自http:/中國最大的資料庫下載 29三、望目特性的參數(shù)設(shè)計(jì)n望目特性的定義n望目特性的信噪比（SN比）公式 n可計(jì)算場合參數(shù)

13、設(shè)計(jì) n不可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì) 來自http:/中國最大的資料庫下載 30望目特性的定義n望目特性指產(chǎn)品的質(zhì)量特性y服從正態(tài)分布N(,2)，且存在固定的目標(biāo)值m，此時的y即為望目特性來自http:/中國最大的資料庫下載 31望目特性的信噪比（SN比）公式n設(shè)由n件樣品測得望目特性y的數(shù)據(jù)為y1，y2，yn， n根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)知識 niiyny11niieyynV122)(11)(1222eeVynnnVy來自http:/中國最大的資料庫下載 32望目特性的信噪比（SN比）公式n令 n則有 n定義信噪比n借用通信理論，得到 niimynynS122)(1)(12emVSneemVnVS)(22)()

14、(lg10dBVnVSeem來自http:/中國最大的資料庫下載 33可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì)n可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì)n指輸出目標(biāo)值與設(shè)計(jì)參數(shù)值之間有確定的函數(shù)關(guān)系條件下的參數(shù)設(shè)計(jì) 來自http:/中國最大的資料庫下載 34可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì)（案例3）q例2.3 根據(jù)需要，設(shè)計(jì)種驅(qū)動器，專業(yè)人員經(jīng)過分析，決定采用機(jī)械驅(qū)動方式。設(shè)驅(qū)動器的設(shè)計(jì)輸出為： 其中，F(xiàn)為無量綱驅(qū)動力，K=/2為常數(shù)，J=1.16為常數(shù)，A、B、C、D、E、I、G、H為部件參數(shù)無量綱驅(qū)動力F是望目特性，其目標(biāo)值為m=F0=4.5要求選擇A、B、C、D、E、I、G、H等參數(shù)，使系統(tǒng)在參數(shù)有波動（誤差）的條件下，能穩(wěn)定地達(dá)到輸出特性F的

15、要求)(2EIGHJABCDKF來自http:/中國最大的資料庫下載 35可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì)步驟區(qū)分可控因素及誤差因素確定可控因素水平 內(nèi)設(shè)計(jì) 確定誤差因素水平 外設(shè)計(jì) 計(jì)算信噪比 內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析 確定最佳參數(shù)組合來自http:/中國最大的資料庫下載 36確定可控因素水平n在本例中，工程設(shè)計(jì)人員所確定的第二水平為：nA=650，B=20，C=2，D = 8 ， E = 0 . 7 ，G=1.31，I=0.57n按等差數(shù)列來確定第一、三水平，得到可控因素水平表（如表2.4所示） 表 2.4 可控因素水平表 水平1 水平2 水平3 A 600 650 700 B 10 20 30 C 1 2 3

16、D 4 8 12 E 0.4 0.7 1 I 0.47 0.57 0.67 G 0.88 1.31 1.74 來自http:/中國最大的資料庫下載 37內(nèi)設(shè)計(jì)n此例中可控因素比較多，利用正交表L36（313）安排試驗(yàn)方案。其中，L表示正交表，36表示有36個試驗(yàn)方案，3表示每個參數(shù)有三個水平，13表示正交表有13列n表頭設(shè)計(jì)如下，空列作為誤差列 列 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 因 素 A B C D E I G 來自http:/中國最大的資料庫下載 38做內(nèi)設(shè)計(jì)的內(nèi)表（節(jié)選）表 2.5 內(nèi)表及信噪比數(shù)據(jù) A B C D E I G e e e e e e N

17、o. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 /dB 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 2 3 1 1 2 3 1 2 3 3 1 2 1 2 3 2 3 1 1 2 3 1 2 3 2 3 1 2 3 1 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 1 2 3 1 2 3 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 1 2 3 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 6.192 6.158

18、 6.216 6.607 6.372 5.996 5.866 9.134 6.144 35 36 2 3 1 2 2 3 3 1 1 2 3 1 1 2 2 3 3 1 3 1 1 2 2 3 3 3 6.123 6.575 來自http:/中國最大的資料庫下載 39確定誤差因素水平n本例中誤差因素取三個水平，AG的第二水平值由內(nèi)表中No.3方案給出，H由設(shè)計(jì)人員給出（給定值1.5）。第一、三水平由10%波動計(jì)算得出。第一水平=中心值- 中心值l0%=0.9中心值第二水平=中心值第三水平=中心值+中心值l0%=1.1中心值來自http:/中國最大的資料庫下載 40確定誤差因素水平n對應(yīng)于內(nèi)表第

19、三號試驗(yàn)方案的水平值見表2.6，對應(yīng)于內(nèi)表其它各次試驗(yàn)的誤差因素水平表依此類推n由于內(nèi)設(shè)計(jì)中共有n=36個方案，所以有36張誤差因素水平表 表2.6 內(nèi)表中No.3 方案的誤差因素水平表 因素 第一水平 第二水平 第三水平 A B C D E I G H 630 27 2.7 10.8 0.9 0.60 1.57 1.35 700 30 3 12 1 0.67 1.74 1.5 770 33 3.3 13.2 1.1 0.74 1.91 1.65 來自http:/中國最大的資料庫下載 41外設(shè)計(jì)n本例中，我們選用L36（313）正交表進(jìn)行外設(shè)計(jì)。不失一般性，我們把A、B、C、D、E、I、G、H

20、八個誤差因素依次排列在正交表L36（313）中的第一列至第八列上，其余為空列n以內(nèi)表中No.3 的條件為例，根據(jù)表2.6，得到相應(yīng)的外表如表2.7所示。按相應(yīng)的外表，可計(jì)算出36個特征值（驅(qū)動力F），將計(jì)量值減目標(biāo)值m（m=4.5），得到偏差值y，即y=F-4.5，這些y值填人表2.7中 來自http:/中國最大的資料庫下載 42外表及偏差值（節(jié)選）表 2.7 內(nèi)表中 No.3 條件的外表及偏差值 A B C D E I G e e e e e e No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 y=F-4.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 1 2 3 1

21、 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 2 3 1 2 3 1 1 2 3 1 2 3 3 1 2 1 2 3 2 3 1 1 2 3 1 2 3 2 3 1 2 3 1 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 2 3 1 3 1 2 1 2 3 3 1 2 1 2 3 1 2 3 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 1 2 2 3 1 1 2 3 3 1 2 3 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 19.018 27.781 35 36 2 3 1 2 2 3 3 1 1 2 3 1 1 2 2 3 3 1 3 1 1 2 2 3 3 3 22.206

22、來自http:/中國最大的資料庫下載 43計(jì)算信噪比n對于內(nèi)表中的每個試驗(yàn)方案，均可以設(shè)計(jì)出相應(yīng)的外表，并由輸出特性計(jì)算式求得36個驅(qū)動力，求出相應(yīng)的36個y1，y2，y36n然后再由這36個偏差值求出一個信噪比 n求出內(nèi)表對應(yīng)的所有外表的信噪比，結(jié)果添入“內(nèi)表及信噪比數(shù)據(jù)表”中，見表2.5 來自http:/中國最大的資料庫下載 44內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析q首先計(jì)算出每個因素（AG共七個因素）各水平（三個水平）下的合計(jì)值（即各列中與各個水平相應(yīng)的值之和）及平均值結(jié)果見表2.8（方差分析輔助表）381.75027. 6607. 6192. 61T282. 612381.751211TT來自http:/中

23、國最大的資料庫下載 45方差分析輔助表 表 2.8 方差分析輔助表 因素 水平 1 A B C D E I G 1T 2T 3T 75.381 77.834 79.903 85.037 73.355 74.725 75.374 78.517 79.227 83.471 74.184 75.463 73.636 80.493 78.988 77.359 77.442 78.317 75.381 80.728 77.009 1T 2T 3T 6.282 6.449 6.659 7.086 6.113 6.227 6.281 6.543 6.602 6.956 6.182 6.289 6.136 6

24、.705 6.582 6.447 6.454 6.526 6.282 6.727 6.417 來自http:/中國最大的資料庫下載 46內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析然后計(jì)算各種波動平方和與自由度總波動ST為各方案所對應(yīng)信噪比與平均信噪比之差的平方和，其自由度fT為各因素中能獨(dú)立變化因素的個數(shù)Si為i因素取不同水平所引起的波動平方和，其自由度fi為能獨(dú)立變化因素的個數(shù)niiniiniiTnS121212)(1)(262.221)118.233(361575. 6158. 6192. 6(2222TS1 nfT351 nfT來自http:/中國最大的資料庫下載 47內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析n各種因素的波動Si（i=1，2

25、，7）為： n可控因素A的波動S1為：n仿此可算得： SB=6.7934，fB =2，SC =0.6973，fC =2，SD =4.2234，fD = 2，SE =2.1646，fE =2，SI =0.04697，fI=2，SG =1.2521，fG =2)12336(36)118.233(2232221水平數(shù)nrrTTTSiiii854. 0554.150912903.79834.77381.7536)118.233(1222222312212111TTTSSA2131Aff來自http:/中國最大的資料庫下載 48內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析n最后，用分解公式計(jì)算誤差波動平方和Se及自由度fe 。Se為

26、由誤差引起的波動平方和，其值為總波動的平方和減去各因素不同水平所引起的波動平方和，其自由度fe為誤差項(xiàng)自由度230. 5)252. 1793. 6854. 0(262.21)(GIEDCBATeSSSSSSSSS217235ef來自http:/中國最大的資料庫下載 49內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析n然后，將上述結(jié)果整理為方差分析表（見表2.9）其中Vi為平均平方或方差，F(xiàn)i為i因素的F檢驗(yàn)值，當(dāng)F值大于 時，稱i因素高度顯著，標(biāo)示“*”；當(dāng)F值大于 時，稱i因素顯著，標(biāo)示“*”。否則因素i影響不顯著。n從方差分析表2.9可以看出因素B和D高度顯著，因素E顯著，因素A、C、I、G不顯著 )01. 0(ieff

27、F)05. 0(ieffF來自http:/中國最大的資料庫下載 50方差分析表 表 2.9 參數(shù)設(shè)計(jì)內(nèi)表的方差分析35. 3)05. 0(227F，4 . 5)01. 0(227F 來源來源 S f V F A B C D E I G e （e） T 0.8539 6.7934 0.6973 4.2234 2.1646 0.0470 1.2521 5.23051 6.8287 21.262 2 2 2 2 2 2 2 21 （27） 35 0.4270 3.3967 0.3487 2.1117 1.0823 0.0235 0.62605 0.2491 （0.2529） 13.43* 8.35*

28、 4.28* 2.475 來自http:/中國最大的資料庫下載 51確定最佳參數(shù)組合n本例中，由“觀察”法：得到參數(shù)組合：A2，B2，C2，D2，E2，I2，G2，對應(yīng)信噪比為max=9.134dB，即八號方案n“計(jì)算”法：A、C、I、G因素不顯著，其水平可自由選??；顯著因素和高度顯著因素B、D和E的水平由來選取 n得到滿足穩(wěn)健性的一組參數(shù)AB1CD1E2IGn取不顯著因素水平為A2C3I3G3，相應(yīng)的無量綱驅(qū)動力為)705. 6(),956. 6(),086. 7(211dBEdBDdBB39. 3)6 . 15 . 174. 167. 07 . 06504310(2)(222EIGHJAB

29、CDF來自http:/中國最大的資料庫下載 52確定最佳參數(shù)組合 n據(jù)專業(yè)知識，驅(qū)動力F與因素G成線性關(guān)系，且對信噪比影響不大，因此G可作為調(diào)整因素。其調(diào)整值為 n得到滿足“穩(wěn)健性”和“一致性”的參數(shù)組合，即最佳條件為 A=650，B=10，C=3，D=4，E=0.7，G=2.59，I=0.67 59. 216. 15 . 167. 07 . 0650431022mG來自http:/中國最大的資料庫下載 53不可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì)n不可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì) 指輸出目標(biāo)值與所選參數(shù)之間不能建立數(shù)學(xué)表達(dá)式時所進(jìn)行的參數(shù)設(shè)計(jì) 來自http:/中國最大的資料庫下載 54不可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì)n例2.4 根據(jù)產(chǎn)

30、品發(fā)展規(guī)劃，需研制一種飛行器。在研制任務(wù)書中，規(guī)定這種飛行器的作用半徑為262（無量綱量）。工程技術(shù)人員已設(shè)計(jì)了飛行器試樣，并進(jìn)行了試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)作用半徑達(dá)不到技術(shù)要求，擬采用綜合誤差因素法進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)解：用半徑這一質(zhì)量特性作為望目特性，目標(biāo)值m=26，容差=2 來自http:/中國最大的資料庫下載 55不可計(jì)算場合參數(shù)設(shè)計(jì)步驟確定可控因素及其水平 內(nèi)設(shè)計(jì) 確定誤差因素及其水平 外設(shè)計(jì) 求輸出特性 計(jì)算信噪比 內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析 顯著因素效應(yīng)圖來自http:/中國最大的資料庫下載 56四、望小特性參數(shù)設(shè)計(jì)n望小特性的定義n望小特性的信噪比 n望小特性的參數(shù)設(shè)計(jì)方法來自http:/中國最大的資料庫下載

31、57望小特性的定義q望小特性希望輸出特性越小越好，波動越小越好，且不取負(fù)值的計(jì)量值特性即當(dāng)輸出特性y服從正態(tài)分布N（，2）時，既希望越小越好，又希望2越小越好 來自http:/中國最大的資料庫下載 58望小特性的信噪比q定義望小特性的信噪比為越大，產(chǎn)品的輸出特性就越小，其表現(xiàn)就越穩(wěn)定設(shè)y1，y2，yn為望小特性y的n個觀測值 由 則221niiniiniieeynynynynyynyVnVy12122212222211)(1)(1lg1012dBynnii來自http:/中國最大的資料庫下載 59望小特性的參數(shù)設(shè)計(jì)v例2.5 設(shè)計(jì)一種新型液壓泵，使閥頭部位摩擦副的磨損盡可能小解：以磨損量y作為

32、產(chǎn)品的輸出特性，y為望小特性 確定可控因素的水平表 內(nèi)設(shè)計(jì) 計(jì)算信噪比 對內(nèi)表進(jìn)行方差分析 確定最佳參數(shù)組合并進(jìn)行工程平均估計(jì) 最佳參數(shù)組合的質(zhì)量水平及收益 來自http:/中國最大的資料庫下載 60確定可控因素的水平表n選取的可控因素有：摩擦副材料A、負(fù)載B、表面粗糙度C、配合間隙D、摩擦副殼體材料En各因素均取兩水平，同時還要考察AB、AC兩個交互作用，見表2.16 表 2.16 可控因素水平表 因素 水平 摩擦副材料 負(fù)載 表面粗糙度 配合間隙 摩擦副殼體材料 1 2 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2 E1 E2 來自http:/中國最大的資料庫下載 61內(nèi)設(shè)計(jì) 表 2.1

33、7 內(nèi)表及磨損試驗(yàn)數(shù)據(jù) A B AB C AC D E 磨損量/m 因素 列號 No. 1 2 3 4 5 6 7 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 dB =+20 1 2 3 4 5 6 7 8 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 1 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 1 2 12 6 9 8 10 18 14 16 12 10 10 8 14 26 22 13 10 3 5 5 8 4 7 5 13 5 4 4 8 2 5 4 3 3

34、2 3 3 3 3 11 3 4 1 4 2 3 4 4 16 20 3 9 20 7 19 14 20 18 2 9 33 10 21 20 -21.9 -20.6 -14.8 -16.5 -24.2 -21.7 -23.0 -23.3 -1.9 -0.6 5.2 3.5 -4.2 -1.7 -3.0 -3.3 現(xiàn)品 17 22 7 12 10 8 18 25 -24.1 -4.1 T1 T2 6.2 -12.2 -8.4 2.4 -8.8 2.8 -3.9 -2.1 -1.7 -4.3 -5.9 -0.1 -3.1 -2.9 T=-6 來自http:/中國最大的資料庫下載 62計(jì)算信噪比n

35、各號試驗(yàn)計(jì)算的結(jié)果記入表2.17中n為計(jì)算、分析簡便，將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行如下變換 =+20 來自http:/中國最大的資料庫下載 63對內(nèi)表進(jìn)行方差分析n首先計(jì)算總波動平方和、各因素波動平方和及自由度 .75. 0862212nCTnii718.793 . 36 . 09 . 1222TTfCTS132.422 .122 . 6818122211AAfTTSS101. 09 . 21 . 38127EEfSS來自http:/中國最大的資料庫下載 64方差分析n然后進(jìn)行方差分析，并計(jì)算各因素的純波動和貢獻(xiàn)率（見表2.18）。其中，純波動SA，SB，SD為Si-Ve，Se=Se+nVe（n為SA，SB

36、，SD個數(shù)）n貢獻(xiàn)率為因素i取不同水平時的波動對于總波動所占比例：n在方差分析中，將方差小于1的項(xiàng)合并為 。經(jīng)方差分析得出，因素A、B、D及交互作用AB均為顯著因素 %100TiiSSeS來自http:/中國最大的資料庫下載 65方差分析表 表2.18 方差分析表 方差來源 波動平方和S 自由度f 方差V 方差比F 純波動平方和 S 貢獻(xiàn)率 （%） A B AB C AC D E （e） 42.32 14.58 16.82 0.40 0.84 4.21 0.01 （1.25） 1 1 1 1 1 1 1 （3） 42.32 14.58 16.82 4.21 （0.42） 100.8* 34.7

37、* 40.0* 10.0* 41.76 14.16 16.14 3.78 （2.94） 52.9 17.9 20.7 4.8 （3.4） T 79.18 7 79.18 100 來自http:/中國最大的資料庫下載 66確定最佳參數(shù)組合n由于A、B、AB均為顯著因素，因此作二元配置表（表2.19），選取A、B的最佳參數(shù)組合n由二元配置表可以看出，A1B2為因素A、B的最優(yōu)水平搭配n由表2.17知，D的最優(yōu)水平為D2。最后得到最佳參數(shù)組合為A1B2C0D2E0 表2.19 A 、B二元配置表 A B A1 A2 B1 B2 25. 126 . 09 . 1 35. 425 . 32 . 5 95

38、. 227 . 12 . 4 15. 323 . 30 . 3 來自http:/中國最大的資料庫下載 67進(jìn)行工程平均估計(jì)n在最佳參數(shù)組合條件下信噪比的工程平均估計(jì)值計(jì)算如下：dBdBdBdBdBTDTBABATBTATEDCBA92.142075. 002. 035. 420221212102021來自http:/中國最大的資料庫下載 68最佳參數(shù)組合的質(zhì)量水平及收益n現(xiàn)制品條件下的信噪比數(shù)值為-24.10dB，改進(jìn)設(shè)計(jì)后，信噪比增益為n其真數(shù)增益為： n即在最佳參數(shù)組合的條件下，磨損量的波動均方值將比現(xiàn)制品縮小8.28倍dBdBdB18. 910.2492.1418. 9lg1011lg1

39、0221212佳現(xiàn)佳現(xiàn)佳現(xiàn)niiniiynyn28. 8101018. 922佳現(xiàn)來自http:/中國最大的資料庫下載 69五、望大特性的參數(shù)設(shè)計(jì)n望大特性的定義n望大特性的信噪比公式 n望大特性的參數(shù)設(shè)計(jì)來自http:/中國最大的資料庫下載 70望大特性的定義q望大特性希望輸出特性越大越好，波動越小越好，且不取負(fù)值的計(jì)量值特性來自http:/中國最大的資料庫下載 71望大特性的信噪比公式n由望小特性的信噪比公式可知，望大特性的信噪比公式應(yīng)為：dBynnii1211lg10來自http:/中國最大的資料庫下載 72Part 4 容差設(shè)計(jì)n一、容差設(shè)計(jì)的含義n二、質(zhì)量損失函數(shù) n三、容差的確定

40、n四、容差設(shè)計(jì)的方法 來自http:/中國最大的資料庫下載 73一、容差設(shè)計(jì)的含義n容差設(shè)計(jì)（即公差設(shè)計(jì)）在確定各零部件參數(shù)后，經(jīng)濟(jì)、合理地安排和決定系統(tǒng)有關(guān)參數(shù)的容差（公差）來自http:/中國最大的資料庫下載 74二、質(zhì)量損失函數(shù)n質(zhì)量損失函數(shù)定量表述“經(jīng)濟(jì)損失”與“功能波動”之間相互關(guān)系的函數(shù)n望目特性的質(zhì)量損失函數(shù) n望小特性的質(zhì)量損失函數(shù) n望大特性質(zhì)量損失函數(shù)來自http:/中國最大的資料庫下載 75望目特性的質(zhì)量損失函數(shù)n質(zhì)量損失函數(shù)L(y)的計(jì)算公式n設(shè)產(chǎn)品（系統(tǒng)）的輸出特性（質(zhì)量特性）為y，目標(biāo)值為m。若ym，則造成經(jīng)濟(jì)損失，且偏差越大，損失也越大。當(dāng)y=m時，損失最小（零損

41、失）n令k= L(m)/2！ ，得到： 2mykyL來自http:/中國最大的資料庫下載 76望目特性質(zhì)量損失函數(shù)n質(zhì)量損失函數(shù)L(y) 中k值的確定方法 n根據(jù)功能界限0和相應(yīng)的損失A0求k q而當(dāng)|y-m|0時，產(chǎn)品將喪失功能，造成的經(jīng)濟(jì)損失為A0，得到： n根據(jù)容差和相應(yīng)的損失A求kq當(dāng)|y-m|時，產(chǎn)品為不合格品，相應(yīng)的損失為A，由A=k2，故有 k=A/2200 kA來自http:/中國最大的資料庫下載 77望小特性的質(zhì)量損失函數(shù)n設(shè)y是望小特性，類似得到：L(y)=ky2n設(shè)規(guī)定的容差為，不合格時的損失為A，得k=A/2 ，得到望小特性質(zhì)量損失函數(shù)（如圖2.19）：n對于n件產(chǎn)品，

42、設(shè)其輸出特性分別取值y l，y2，yn，則平均質(zhì)量損失為 n式中， 22yAyL TVAyL2222211211nniiTyyynynV來自http:/中國最大的資料庫下載 78望小特性質(zhì)量損失函數(shù)0 0 A0 A O y L(y) 合格域 不合格域 圖 2.19 望小特性損失函數(shù) 來自http:/中國最大的資料庫下載 79望大特性的質(zhì)量損失函數(shù)n設(shè)y是望大特性，類似得到：L(y)=k / y2n設(shè)規(guī)定的容差為，不合格時損失為A，得k=A2 ，得到望大特性質(zhì)量損失函數(shù)（如圖2.20）：n對于n件產(chǎn)品，設(shè)其輸出特性分別取值y l，y2，yn，則平均質(zhì)量損失為 22yAyL 22221212211

43、1nniiyyyAyAyL來自http:/中國最大的資料庫下載 80望大特性質(zhì)量損失函數(shù) y L(y) A O 合格域 不合格域 圖 2.20 望大特性損失函數(shù) 來自http:/中國最大的資料庫下載 81三、容差的確定n望目特性容差的確定n望小特性容差的確定n望大特性容差的確定 來自http:/中國最大的資料庫下載 82望目特性容差的確定n設(shè)產(chǎn)品的輸出特性y為望目特性，容差為，當(dāng)產(chǎn)品不合格時工廠要進(jìn)行返修或作報(bào)廢處理；造成的損失為A，產(chǎn)品的功能界限為0，喪失功能時的損失為A0。那么質(zhì)量損失函數(shù)為n當(dāng)|y-m|=時，L(y)=A，代人上式得： n若定義安全系數(shù)為： n則 2200myAyL00A

44、AAA00來自http:/中國最大的資料庫下載 83望小特性容差的確定n當(dāng)產(chǎn)品輸出特性y為望小特性時，其質(zhì)量損失函數(shù)為：n若已知不合格損失為A，即y=時，L（y）=A，則： 或n與望目特性的公式相同 2200yAyL2200AA000AA來自http:/中國最大的資料庫下載 84望大特性容差的確定n望大特性的質(zhì)量損失函數(shù)為 n若已知不合格損失為A，即y=時，L（y）=A，則 n所以 22001yAyL22001 AA000AA來自http:/中國最大的資料庫下載 85四、容差設(shè)計(jì)的方法n容差設(shè)計(jì)的概念 n質(zhì)量和成本之間的平衡n容差設(shè)計(jì)的方法q對影響產(chǎn)品輸出特性的諸因素進(jìn)行考察，通過分析找出關(guān)鍵

45、因素，逐個改變其精度，并計(jì)算損失函數(shù)，分析、權(quán)衡質(zhì)量收益，從而確定使產(chǎn)品壽命周期成本最低的零、部件的容差來自http:/中國最大的資料庫下載 86Part 5 可信性設(shè)計(jì)n一、可信性的定義 n二、可靠性設(shè)計(jì) n三、維修性設(shè)計(jì)簡介 來自http:/中國最大的資料庫下載 87一、可信性的定義n“描述可用性及其影響因素：可靠性、維修性和維修保障等性能的一個集合術(shù)語?！?n可用性n可靠性n維修性 1.維修保障性 來自http:/中國最大的資料庫下載 88二、可靠性設(shè)計(jì)n可靠性和可靠性工程 n可靠性設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)n與可靠性設(shè)計(jì)有關(guān)的幾個基本概念 n可靠性指標(biāo) n失效率類型n產(chǎn)品失效規(guī)律 n可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)

46、 來自http:/中國最大的資料庫下載 89可靠性和可靠性工程n可靠性工程作為可靠性學(xué)科的一個分支，包括： 應(yīng)用可靠性理論預(yù)測與評價(jià)產(chǎn)品 零件的可靠性預(yù)測或可靠性評價(jià) 應(yīng)用于產(chǎn)品及零件設(shè)計(jì)中的可靠性設(shè)計(jì) 綜合各方面的因素，考慮設(shè)計(jì)最佳效果的可靠性分配和可靠性優(yōu)化 作為以上各分支基礎(chǔ)的可靠性實(shí)驗(yàn)及其數(shù)據(jù)處理來自http:/中國最大的資料庫下載 90可靠性設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)n概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)n最典型的是正態(tài)模型nf(t)稱為隨機(jī)變量t的概率密度函數(shù)。它表示變量t發(fā)生概率的密集程度的變化規(guī)律。t在某點(diǎn)以前發(fā)生的概率為： nF（t）稱為隨機(jī)變量t的分布函數(shù)，或稱為累積分布函數(shù)。對于時間型隨機(jī)變量而言，它

47、反映了故障發(fā)生可能的大小 tdttftF來自http:/中國最大的資料庫下載 91與可靠性設(shè)計(jì)有關(guān)的幾個基本概念n互補(bǔ)定理 n加法定理 n乘法定理 n數(shù)學(xué)期望 n置信度 來自http:/中國最大的資料庫下載 92可靠性指標(biāo)n可靠度n可靠度函數(shù) n失效率 n期望壽命來自http:/中國最大的資料庫下載 93可靠度 對象對象系統(tǒng)或零件 規(guī)定的工作條件規(guī)定的工作條件對象所處的環(huán)境條件和維護(hù)條件 規(guī)定的工作時間規(guī)定的工作時間對象的工作期限 正常工作正常工作 概率概率n根據(jù)互補(bǔ)定理，系統(tǒng)從開始啟動運(yùn)行至?xí)r間t時不出現(xiàn)失效的概率即可靠度為： R(t)=1-F(t)來自http:/中國最大的資料庫下載 94可靠度函數(shù)n如果概率密度函數(shù)為f（t），則它的可靠度函數(shù)為： tdttftR01來自http:/中國最大的資料庫下載 95失效率n指產(chǎn)品工作到某個時刻尚未出現(xiàn)故障，在該時刻后單位時間內(nèi)發(fā)生故障的概率n失效率也是測定可靠性的一個基本標(biāo)準(zhǔn)，并且是個條件概率,常用失效函數(shù)（t）來表示，即： dttRtdFtRtft來自http:/中國最大的資料庫下載 96期望壽命q期望壽命表示產(chǎn)品從投入運(yùn)行到發(fā)生失效的平均無故障工作時間 MTTF MTBF 00dttRdtttftE來自http:/中國最大的資料庫下載 97失效率類型n遞減型。失效率隨時間的推