試驗(yàn)設(shè)計(jì)-上海交通大學(xué)

1、試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)11、田口方法在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)中的作用2、試驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念及其作用3、單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)常用的幾種方法4、田口的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三個(gè)階段5、正交試驗(yàn)法的概念和基本方法；主要內(nèi)容2 產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量保證技術(shù)的特點(diǎn)產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造銷售使用維護(hù)回收QFDDFXFMEADOE田口方法SPC防錯(cuò)裝置 用戶驅(qū)動(dòng)原則 全過程原則 預(yù)防原則 反饋思想和閉環(huán)控制原則3產(chǎn)品全生命周期質(zhì)量保證技術(shù)的特點(diǎn)4 田口方法的獨(dú)特點(diǎn)田口方法是日本質(zhì)量管理專家田口玄一博士創(chuàng)立的一門嶄新的質(zhì)量管理技術(shù) ,它立足于工程技術(shù) ,著眼于經(jīng)濟(jì)效益 ,開辟了質(zhì)量管理的新天地。與傳統(tǒng)的質(zhì)量管理相比 ,有以下特色 :(1)工程特色。用

2、工程的方法來研究產(chǎn)品質(zhì)量 ,把產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)成工程設(shè)計(jì) ,把產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞看成是工程設(shè)計(jì)質(zhì)量 ,用產(chǎn)品給社會(huì)造成的經(jīng)濟(jì)損失來衡量產(chǎn)品的質(zhì)量。(2)“源流”管理理論?！霸戳鳌惫芾淼乃枷氚奄|(zhì)量管理向前推進(jìn)了一步。認(rèn)為開發(fā)設(shè)計(jì)階段是源流是上游 ,制造和檢驗(yàn)階段是下游。質(zhì)量管理中 ,“抓好上游管理 ,下游管理就很容易” 。若設(shè)計(jì)質(zhì)量水平不高 ,生產(chǎn)制造中很難造出高質(zhì)量的產(chǎn)品 ,即所謂“先天不足 ,后患無窮”。(3)產(chǎn)品開發(fā)的三次設(shè)計(jì)法。產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì) (包括生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) )可以分為三個(gè)階段進(jìn)行 ,即系統(tǒng)設(shè)計(jì) 參數(shù)設(shè)計(jì) 容差設(shè)計(jì)。5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)定義Any experiment that has the fl

3、exibility to make desired changes in the input variable of a process to observe the output response is known as experiment design.The primary goals of a design experiment are to : Determine the variable(s) and their magnitude that influences the response. determine the levels for these variables. de

4、termine how to manipulate these variables to control the response.6 試驗(yàn)設(shè)計(jì)定義試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一門研究如何正確地安排試驗(yàn)和分析結(jié)果的科學(xué)，目的是以最少或較少的試驗(yàn)次數(shù)得到最佳的試驗(yàn)結(jié)果。 7試驗(yàn)設(shè)計(jì)的效果在質(zhì)量管理中所遇到的，不論是設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，還是改革舊工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減低成本，大都需要做試驗(yàn)。如何安排試驗(yàn)，有一個(gè)方法問題不好的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，即使做了大量的試驗(yàn)，也未必能達(dá)到預(yù)期的目的；一個(gè)好的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，既可以減少試驗(yàn)次數(shù)，縮短試驗(yàn)時(shí)間和避免盲目性，又能迅速得到有效的結(jié)果。8試驗(yàn)設(shè)計(jì)的由來試驗(yàn)設(shè)計(jì)是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)手法進(jìn)行解決問題的

5、方法，它在19世紀(jì)產(chǎn)生于英國.最早是在農(nóng)地進(jìn)行試驗(yàn)。如“最佳肥料”的依據(jù)。逐步應(yīng)用到畜牧業(yè)。9 試驗(yàn)設(shè)計(jì)（例）一個(gè)烤漆工廠，針對(duì)噴漆后烤漆所使用的時(shí)間及溫度各使用一元多次試驗(yàn)法進(jìn)行試驗(yàn)，以了解哪一種條件下密著性（附著度）最好。先決條件：1、底材要一樣；2、油漆要一樣；3、溶劑要一樣；4、粘度要一樣；試驗(yàn)因素：1、烘烤溫度；2、烘烤時(shí)間；10附著度-溫度溫度附著度結(jié)論：溫度在130度及140度最理想11附著度-時(shí)間附著度時(shí)間分結(jié)論：時(shí)間在40分到60分最理想12試驗(yàn)設(shè)計(jì)（例）在上例中，將時(shí)間及溫度以外的各條件予以固定，并將溫度及時(shí)間予二元二次法作試驗(yàn)。 時(shí)間溫度40分50分130AB140CDA

6、組：130 40分B組：130 50分C組：140 40分D組：140 50分將產(chǎn)品分為4組：在四組不同的樣品中，經(jīng)試驗(yàn)后何者為最佳的作業(yè)條件，即可制訂為作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的條件。13優(yōu)選法概念：優(yōu)選法是以較少的試驗(yàn)次數(shù)，迅速地找到生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)的最優(yōu)方案的方法。適用范圍：1、怎樣選取合適的配方，合適的制作過程，使產(chǎn)品質(zhì)量最好。2、怎樣在質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下，使產(chǎn)品成本最低，生產(chǎn)過程最快？3、已有儀器怎樣調(diào)試，使其性能最好？4、在合成配方、操作條件等方面應(yīng)用140.618法0.618是單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，又叫黃金分割法。這種方法是在試驗(yàn)范圍內(nèi)（a, b）內(nèi)，首先安排兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，再根據(jù)兩點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果，留下好點(diǎn)，去掉不

7、好點(diǎn)所在的一段范圍，再在余下的范圍內(nèi)尋找好點(diǎn)，去掉不好的點(diǎn)，如此繼續(xù)地作下去，直到找到最優(yōu)點(diǎn)為止。abX2X10.6180.382150.618法abX2X10.6180.382X1 = a + 0.618(b-a)X2 = a + b X1第一點(diǎn) = 小 + 0.618( 大- 小)第二點(diǎn) = 小 + 大 第一點(diǎn)（前一點(diǎn)）第一點(diǎn)是經(jīng)過試驗(yàn)后留下的好點(diǎn)；160.618法（例）鑄鋁件最佳澆鑄溫度的優(yōu)選試驗(yàn)。某廠鑄鋁件殼體廢品率高達(dá)55%，經(jīng)分析認(rèn)為鋁水溫度對(duì)此影響很大，現(xiàn)用0.618法優(yōu)選。優(yōu)選范圍在690 740 之間。第一點(diǎn) = 690 + 0.618(740- 690) = 721 第二點(diǎn)

8、 = 690 + 740 721 = 709170.618法（例）690740709721第一點(diǎn)合格率低690709721702第三點(diǎn) = 690 + 721 709 = 702第二點(diǎn)合格率低第四點(diǎn) = 690 + 709 702 = 697690709702697第三點(diǎn)合格率低第五點(diǎn) = 690 + 702 - 697 = 695690702697695180.618法0.618法要求試驗(yàn)結(jié)果目標(biāo)函數(shù)f(x)是單峰函數(shù)，即在試驗(yàn)范圍內(nèi)只有一個(gè)最優(yōu)點(diǎn)d，其效果f（d）最好，比d大或小的點(diǎn)都差，且距最優(yōu)點(diǎn)d越遠(yuǎn)的試驗(yàn)效果越差。這個(gè)要求在大多數(shù)實(shí)際問題中都能滿足。abdxf(x)o 19對(duì)分法對(duì)分

9、法也叫平分法，是單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法適用于試驗(yàn)范圍（a, b）內(nèi)，目標(biāo)函數(shù)為單調(diào)（連續(xù)或間斷）的情況下，求最優(yōu)點(diǎn)的 方法。使用條件：每做一次試驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果可以決定下次試驗(yàn)的方向。20對(duì)分法的作法每次選取因素所在試驗(yàn)范圍（a, b）的中點(diǎn)處C做試驗(yàn)。計(jì)算公式： C = （ a + b ) 2abc d = （ c + b ) 2d每試驗(yàn)一次，試驗(yàn)范圍縮小一半，重復(fù)做下去，直到找出滿意的試驗(yàn)點(diǎn)為止。21均分法均分法是單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。它是在試驗(yàn)范圍（a, b）內(nèi)，根據(jù)精度要求和實(shí)際情況，均勻地排開試驗(yàn)點(diǎn)，在每一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)上進(jìn)行試驗(yàn)，并相互比較，以求的最優(yōu)點(diǎn)的 方法。作法：如試驗(yàn)范圍L = b a，試

10、驗(yàn)點(diǎn)間隔為N，則試驗(yàn)點(diǎn)n為： n = + 1 = + 1 L N b - a N22均分法（例）對(duì)采用新鋼種的某零件進(jìn)行磨削加工，砂輪轉(zhuǎn)速范圍為420轉(zhuǎn)/分720轉(zhuǎn)/分，擬經(jīng)過試驗(yàn)找出能使光潔度最佳的砂輪轉(zhuǎn)速值。N = 30 轉(zhuǎn)/分 n = + 1 = +1 = 11 b - a N 720 - 420 30試驗(yàn)轉(zhuǎn)速：420，450，480，510，540，570，600，630，660，690，72023均分法這種方法的特點(diǎn)是對(duì)所試驗(yàn)的范圍進(jìn)行“普查”，常常應(yīng)用于對(duì)目標(biāo)函數(shù)的性質(zhì)沒有掌握或很少掌握的情況。即假設(shè)目標(biāo)函數(shù)是任意的情況，其試驗(yàn)精度取決于試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)目的多少。使用條件：24一則發(fā)人深省

11、的新聞報(bào)道1979年4月17日，日本朝日新聞報(bào)道：對(duì)日本索尼工廠生產(chǎn)的彩色電視機(jī)與美國加州索尼工廠生產(chǎn)的彩色電視機(jī)進(jìn)行報(bào)導(dǎo)，美國索尼工廠生產(chǎn)線全由日本引進(jìn)，產(chǎn)品檢驗(yàn)、上市都是合格品，而日本產(chǎn)品有0.3%不合格。然而，美國制造的索尼電視機(jī)并不受美國人歡迎。因?yàn)槊绹a(chǎn)的電視機(jī)雖然檢驗(yàn)嚴(yán)格，然而只是保證了個(gè)個(gè)產(chǎn)品應(yīng)通過合格的下限，質(zhì)量平平；而日本生產(chǎn)的電視機(jī)則增加了穩(wěn)健設(shè)計(jì)的關(guān)鍵的參數(shù)容差設(shè)計(jì)思想，使產(chǎn)品從色彩、清晰度、抗干擾能力等諸多指標(biāo)上保證有99.7%的產(chǎn)品是令顧客滿意的高質(zhì)量產(chǎn)品。？25一則發(fā)人深省的新聞報(bào)道原因一、兩國產(chǎn)品的質(zhì)量狀況有差異；色彩濃度 T 美國 m - m m + 日本優(yōu)質(zhì)

12、品：68.3%良品：27.2%合格品：4.2%不合格品：0.3%優(yōu)質(zhì)品：1/3良品：1/3不合格品：1/326電視機(jī)的彩色密度27一則發(fā)人深省的新聞報(bào)道原因二、兩國產(chǎn)品的質(zhì)量狀況有差異；美國：1、檢驗(yàn)部門把關(guān)，對(duì)產(chǎn)品的合格與否嚴(yán)加控制；2、用休哈特( Shewhat )控制圖進(jìn)行生產(chǎn)工序管理；這樣只能控制產(chǎn)品的質(zhì)量，而不能真正改進(jìn)產(chǎn)品的質(zhì)量；日本：1、用線外質(zhì)量管理（又稱三次設(shè)計(jì)）來提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量，這樣產(chǎn)品先天性好；2、用線內(nèi)質(zhì)量管理來改進(jìn)生產(chǎn)工序；產(chǎn)品的市場競爭力強(qiáng)；28電話電纜的電阻29田口對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量引入了新的定義所謂質(zhì)量就是產(chǎn)品上市后給予社會(huì)的損失，但是，由于功能本身所產(chǎn)生的損失除外；

13、1、定義中的“社會(huì)”系指生產(chǎn)者以外的所有人，即使用者以及其他第三者；2、定義中“給予社會(huì)的損失”系包括： 由于產(chǎn)品功能波動(dòng)所造成的損失； 由于產(chǎn)品弊害項(xiàng)目所造成的損失；產(chǎn)品的使用費(fèi)用。質(zhì)量=功能波動(dòng)損失+弊害項(xiàng)目損失+使用費(fèi)用。 30產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三個(gè)階段田口方法通過三個(gè)步驟達(dá)到健壯性設(shè)計(jì)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)容差設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)容差設(shè)計(jì)市場需求穩(wěn)定性好的產(chǎn)品31產(chǎn)品設(shè)計(jì)的三個(gè)階段系統(tǒng)設(shè)計(jì)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是用專業(yè)技術(shù)進(jìn)行新產(chǎn)品設(shè)計(jì)或?qū)袭a(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新 。應(yīng)盡可能尋找性能指標(biāo)與系統(tǒng)中各參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系。參數(shù)設(shè)計(jì)：參數(shù)設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品的零部件參數(shù)、原材料參數(shù)或各種工藝參數(shù) 尋求它們之間的

14、最佳搭配。決定系統(tǒng)中各參數(shù)的選擇，使得產(chǎn)品的性能指標(biāo)既能達(dá)到目標(biāo)值，又使它在各種環(huán)境下波動(dòng)小，穩(wěn)定性好。容差設(shè)計(jì)：容差設(shè)計(jì)是在參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)各種參數(shù)給出最佳的誤差范圍。完成不好，常常導(dǎo)致生產(chǎn)成本的增加；系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)容差設(shè)計(jì)市場需求穩(wěn)定性好的產(chǎn)品田口方法的重點(diǎn)在參數(shù)設(shè)計(jì) 田口玄一博士1979年提出三階段設(shè)計(jì)32參數(shù)設(shè)計(jì)的基本思想：例早年Ina瓷磚公司生產(chǎn)的瓷磚大小不一，尺寸波動(dòng)很大，其標(biāo)準(zhǔn)差較大。面對(duì)這一問題，公司先后采用如下三個(gè)方法來減少尺寸的波動(dòng)：1、篩選不合格品；2、找出原因，設(shè)法消除；3、改變參數(shù)，灰石比1%提高到5%；33參數(shù)設(shè)計(jì)的基本思想：例Ina瓷磚尺寸大小不一的

15、問題解決了，解決思路：不是去改變環(huán)境（重新設(shè)計(jì)和建造新窯），而是改變產(chǎn)品生產(chǎn)的某些參數(shù)，這些參數(shù)的改變可使產(chǎn)品更具抗干擾的能力，從而減少環(huán)境溫度差異對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。穩(wěn)健設(shè)計(jì)不是去控制波動(dòng)源，而是設(shè)法降低波動(dòng)源的影響；34田口試驗(yàn)設(shè)計(jì)當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)新的產(chǎn)品時(shí)，許多因素/輸入/變量必須很認(rèn)真地考慮；田口方法是一個(gè)在產(chǎn)品或服務(wù)中尋找“最好”組合的結(jié)構(gòu)化方法根據(jù)DOE方法確定參數(shù)水平；DOE是過程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要工具為高品質(zhì)的產(chǎn)品或服務(wù)定量地確定適宜的輸入和參數(shù)水平田口方法來自健壯性設(shè)計(jì)的觀點(diǎn)產(chǎn)品和服務(wù)應(yīng)該在設(shè)計(jì)中保證零缺陷和高品質(zhì)；35田口方法的產(chǎn)生背景正交設(shè)計(jì)是田口方法的主要工具 ，創(chuàng)立于 50年代

16、初 ;它是一種高效益的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與最優(yōu)化技術(shù)。在60年代，日本應(yīng)用正交設(shè)計(jì)就已超過百萬次。田口玄一博士介紹 ：“日本人學(xué)質(zhì)量管理 ，用一半時(shí)間學(xué)習(xí)正交設(shè)計(jì)”。在日本 ，據(jù)說一個(gè)工程師如果不懂這方面知識(shí) ，只能算半個(gè)工程師。二次大戰(zhàn)后日本經(jīng)濟(jì)高速增長并超過美國的一個(gè)決定性 (技術(shù) )因素是在于推廣應(yīng)用正交設(shè)計(jì)。其原因是 :美國對(duì)專業(yè)技術(shù) (系統(tǒng)設(shè)計(jì) )投入很多 ，日本則較少 ，主要是向美國照搬照學(xué)；對(duì)通用技術(shù) (參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì))美國缺少和落后，日本則大大領(lǐng)先。36田口方法的步驟37田口方法的步驟Problem IdentificationLocate the problem source no

17、t just the symptom2.Brainstorming SessionAttended at least by project leader/facilitator and workers involved in the process. Other participants may include managers and technical staffThe purpose is to identify critical variables for the quality of the product or service in question (referred to as

18、 factors by Taguchi) Control factors variables under management controlSignal factors uncontrollable variationDefine different factor levels (three or four) and identify possible interaction between factorsDetermine experiment objectivesLess-the-better keep the level of defectives as close to zero a

19、s possibleNominal-is-best Outcome as close to target as possibleMore-the-better max number of units per time unit or lot without defects38田口方法的步驟3.Experimental DesignUsing factor levels and objectives determined in the brainstorming sessionTaguchi advocates off-line-experimentation as a contrast to

20、traditional on-line or in-process experimentationCare should be taken to selecting number of trials, trial conditions, how to measure performance etc.4.ExperimentationVarious quantitatively rigorous analysis approaches like ANOVA and Multiple Regression can be used but also more standardized and cus

21、tomized methods are available5.AnalysisThe experimentation provides ”best” levels for all factorsIf interactions between factors are evident Either ignore or run a full factorial experiment6.Conforming ExperimentsThe results should be validated by running experiments with all factors set to ”optimal

22、” levels39正交試驗(yàn)的概念 正交試驗(yàn)法是研究與處理多因素試驗(yàn)的一種科學(xué)方法，它是在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，利用正交表來科學(xué)、合理安排和分析眾多因素的試驗(yàn)方法。 它優(yōu)點(diǎn)在于能從很多試驗(yàn)條件中，選出代表性強(qiáng)的少數(shù)次條件，并能通過對(duì)少數(shù)次試驗(yàn)條件的分析，找出較好的生產(chǎn)條件、最優(yōu)的試驗(yàn)方案、較優(yōu)的結(jié)果。影響因素全面試驗(yàn)次數(shù)正交試驗(yàn)次數(shù)選擇三個(gè)不同的水平 4 34 （81） 9 10 310 = 59049 40非線性設(shè)計(jì) 41正交試驗(yàn)的概念安排任何一項(xiàng)試驗(yàn)明確試驗(yàn)的目的是什么？用什么指標(biāo)來衡量考核試驗(yàn)的結(jié)果？對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)可能有影響的因素是什么？為了搞清楚影響的因素，應(yīng)當(dāng)把因素選擇在哪些水平上

23、？42正交試驗(yàn)法的名詞注解試驗(yàn)指標(biāo)：試驗(yàn)需要考察的效果稱為試驗(yàn)指標(biāo)；因素：對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)有影響的參數(shù)稱為因素；水平：因素在試驗(yàn)中所處的狀態(tài)和條件的變化可能引起指標(biāo)的波動(dòng)，把因素變化的各種狀態(tài)和條件稱為因素的水平。；43正交表的格式與特點(diǎn)正交表是由正交拉丁方自然推廣而得到的規(guī)格化的表。正交表是有規(guī)律的，按順序排成現(xiàn)成的表格，是正交試驗(yàn)的工具，正交試驗(yàn)是通過正交表進(jìn)行的。L4(23)正交表代號(hào)正交表橫行數(shù)代表試驗(yàn)次數(shù)因素水平表位級(jí)數(shù)正交表列數(shù)因素?cái)?shù)44正交表的格式與特點(diǎn)1、均衡分散性；每一列中各種字碼出現(xiàn)相同的次數(shù)。2、整齊可比性；任意兩列中全部有序數(shù)字都出現(xiàn)相同的次數(shù)。45正交表的格式與特點(diǎn)46正交

24、表（例）某軌枕廠試用減水劑以節(jié)約水泥。影響指標(biāo)的因素有四個(gè)，每個(gè)因素選取三個(gè)水平。考察的試驗(yàn)指標(biāo)僅為脫模強(qiáng)度，已知在節(jié)約水泥10%的條件下使用減水劑對(duì)脫模強(qiáng)度影響比較好，希望通過正交試驗(yàn)找出比較好的配方。47正交表（例）1試驗(yàn)?zāi)康暮椭笜?biāo)試驗(yàn)?zāi)康模核鄵接脺p水劑以節(jié)約水泥考核指標(biāo)：軌枕脫模強(qiáng)度2制訂因素水平表- 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和資料分析制訂48正交表（例）3選用正交表用L9(34)49正交表（例）4設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案50正交表（例）5進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄計(jì)算51正交表（例）6進(jìn)行分析 計(jì)算極差最好？K1= 333 + 368 + 362 = 1063K2= 367 + 336 + 333 = 1036K3=

25、 358 + 349 + 362 = 1069RA= 1069 1036 = 3352正交表（例）7進(jìn)行分析確定主次因素順序：R越大，說明該因素的水平變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)影響越大，因而這個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)就愈重要。在本例中，減水劑是主要因素；主次C D A B53正交表（例）7進(jìn)行分析選取較優(yōu)方案：最優(yōu)方案一般就是最優(yōu)水平的組合，所謂最優(yōu)水平的組合就是指全體最優(yōu)水平組成的試驗(yàn)條件；當(dāng)試驗(yàn)指標(biāo)越大越好時(shí)，以每列的Ki中數(shù)值最大的相應(yīng)水平為最優(yōu)水平；本例中， 因素A 中最優(yōu)水平為水平3 因素B 中最優(yōu)水平為水平1 因素C 中最優(yōu)水平為水平2 因素D 中最優(yōu)水平為水平3最優(yōu)水平組合為A3B1C2D3：5

26、4正交表（例）8進(jìn)行分析畫趨勢圖： 0.28 0.30 0.32 0.27 0.28 0.29 0.3 0.5 0.7 370 380 3909反復(fù)調(diào)優(yōu)試驗(yàn)，逼近最優(yōu)方案55正交表（例）某工廠生產(chǎn)一種檢查某種疾病用的碘化鈉晶體，要求應(yīng)力愈小愈好。退火工藝是影響質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)通過正交試驗(yàn)找到降低應(yīng)力的工藝條件。影響指標(biāo)的因素有升溫速度、恒溫溫度、恒溫時(shí)間、降溫速度，每個(gè)因素選取三個(gè)水平。56正交表（例）1試驗(yàn)?zāi)康暮椭笜?biāo)試驗(yàn)?zāi)康模赫业绞乱说耐嘶鸸に嚄l件考核指標(biāo)：應(yīng)力2制訂因素水平表- 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和資料分析制訂57正交表（例）3選用正交表用L9(34)58正交表（例）4設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案59正交

27、表（例）5進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄計(jì)算60正交表（例）6進(jìn)行分析確定主次因素順序：R越大，說明該因素的水平變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)影響越大，因而這個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)就愈重要。在本例中，升溫速度是主要因素；主次A C B D61正交表（例）7進(jìn)行分析選取較優(yōu)方案：最優(yōu)方案一般就是最優(yōu)水平的組合，所謂最優(yōu)水平的組合就是指全體最優(yōu)水平組成的試驗(yàn)條件；當(dāng)試驗(yàn)指標(biāo)越小越好時(shí)，以每列的Ki中數(shù)值最小的相應(yīng)水平為最優(yōu)水平；本例中， 因素A 中最優(yōu)水平為水平2 因素B 中最優(yōu)水平為水平2 因素C 中最優(yōu)水平為水平1 因素D 中最優(yōu)水平為水平3最優(yōu)水平組合為A2B2C1D3：62正交表（例）8進(jìn)行分析 （越小越好）畫趨勢圖：

28、30 50 100 600 450 500 6 2 4 1.5 1.7 159反復(fù)調(diào)優(yōu)試驗(yàn)，逼近最優(yōu)方案63正交表（例）某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，根據(jù)專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選取因子和水平如下表，運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法探討鏜孔工序加工質(zhì)量較優(yōu)的工藝條件。 64正交表（例）1試驗(yàn)?zāi)康暮椭笜?biāo)試驗(yàn)?zāi)康模簩ふ溢M孔工序加工質(zhì)量較優(yōu)的工藝條件 考核指標(biāo)：偏差量 2制訂因素水平表- 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和資料分析制訂切削速度A刀具數(shù)量B刀具種類C走刀量D11（30）1（2）1（I）1（0.70）22（38）2（3）2（II）2（0.60）33（56）3（4）3（常規(guī)）3（0.47）65

29、正交表（例）3選用正交表L9(34)66正交表（例）4設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案 因子水平切削速度A刀具數(shù)量B刀具種類C走刀量D11（30）1（2）3（常規(guī)）2（0.60）22（38）11（I）1（0.70）33（56）12（II）3（0.47）412（3）215223363212713（4）13823229333167 因子水平切削速度A刀具數(shù)量B刀具種類C走刀量D偏差量11（30）1（2）3（常規(guī)）2（0.60）0.39022（38）11（I）1（0.70）0.14533（56）12（II）3（0.47）0.310412（3）210.285522330.335632120.350713（4）130.28

30、5823220.050933310.315和I0.9600.8450.7800.7452.465和II0.5300.9700.6450.790和III0.9750.6501.0400.930極 差O.4450.3200.3950.18568正交表（例）6進(jìn)行分析確定主次因素順序：R越大，說明該因素的水平變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)影響越大，因而這個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)就愈重要。在本例中，切削速度是主要因素；主次A C B D69正交表（例）6進(jìn)行分析選取較優(yōu)方案：最優(yōu)方案一般就是最優(yōu)水平的組合，所謂最優(yōu)水平的組合就是指全體最優(yōu)水平組成的試驗(yàn)條件；當(dāng)試驗(yàn)指標(biāo)最小最好時(shí)，以每列的Ki中數(shù)值最小的相應(yīng)水平為最優(yōu)水平

31、；本例中， 因素A 中最優(yōu)水平為水平2 因素B 中最優(yōu)水平為水平3 因素C 中最優(yōu)水平為水平2 因素D 中最優(yōu)水平為水平1最優(yōu)水平組合為A2 B 3C 2D 1：70正交設(shè)計(jì)有以下缺陷：1.武斷地規(guī)定交互作用為零或認(rèn)為試驗(yàn)者應(yīng)能辨別是否存在交互作用。2.只在存在的水平內(nèi)優(yōu)化響應(yīng),無法確定最優(yōu)值。 71新產(chǎn)品試銷正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)L8(27)72多指標(biāo)的正交試驗(yàn)最好？可以設(shè)定權(quán)重73正交表（例）某廠生產(chǎn)的鋼件淬火硬度偏低，為了改善工藝，提高硬度，現(xiàn)對(duì)鋼件的熱處理工藝進(jìn)行正交試驗(yàn)，探討較優(yōu)的工藝條件。 74正交表（例）1試驗(yàn)?zāi)康暮椭笜?biāo)試驗(yàn)?zāi)康模簩ふ逸^優(yōu)的工藝條件 考核指標(biāo)：淬火硬度，愈大愈好 2制訂因素

32、水平表- 根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和資料分析制訂75正交表（例）3選用正交表L8(4X 24)76正交表（例）4設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案、分析77d折算系數(shù)r該因素某水平的試驗(yàn)重復(fù)次數(shù)R折算前的極差Rc折算后的極差78正交表（例）5進(jìn)行分析確定主次因素順序：R越大，說明該因素的水平變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)影響越大，因而這個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)就愈重要。在本例中，切削速度是主要因素；主次A B C D79正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法應(yīng)用的基本程序1、明確試驗(yàn)?zāi)康?，確定考核指標(biāo)；2、挑因素、選位級(jí)，確定因素位級(jí)表；3、選擇適宜的正交表；4、確定試驗(yàn)方案，按試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn)；5、試驗(yàn)結(jié)果分析； 直接看，可靠又方便； 算一算，有效又簡單；6、反復(fù)試驗(yàn)

33、，逼近最優(yōu)試驗(yàn)方案；7、確定最優(yōu)方案并進(jìn)行生產(chǎn)驗(yàn)證；80正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法應(yīng)用1983年，我國自行設(shè)計(jì)、自行施工的重點(diǎn)工程 北京至鄭州1800路載波通訊工程所需的重要器材，0.1 0.9 dB 高頻衰減器的開發(fā)過程中，由于應(yīng)用了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃等統(tǒng)計(jì)技術(shù)，僅一年時(shí)間成功開發(fā)出達(dá)到國際先進(jìn)水平的優(yōu)質(zhì)器材，填補(bǔ)了我國空白；81試驗(yàn)設(shè)計(jì)的總結(jié)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的保証是提昇市場競爭力的不二法門。因應(yīng)顧客對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)愈來愈高的要求，企業(yè)必需不斷地提高產(chǎn)品品質(zhì)，改善製程減少不良率。因此品質(zhì)控制可說是非常重要的一門科學(xué)，涉及工程設(shè)計(jì)、製造程序及經(jīng)濟(jì)分析。日本學(xué)者田口博士(Dr. Taguchi)所提倡

34、的品質(zhì)工程技術(shù)亦在於此。而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法(DOE，Design of Experiment)是品質(zhì)控制中非常重要的部份，其目的是以最少的實(shí)驗(yàn)，來找尋產(chǎn)品的最佳配方條件，達(dá)到降低成本並得到最佳的產(chǎn)品品質(zhì)；同時(shí)也可以利用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法改善現(xiàn)有的程序，使製程能修正到最佳的生產(chǎn)條件而穩(wěn)定操作。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)際上已經(jīng)應(yīng)用到工程及科學(xué)上的各個(gè)領(lǐng)域，典型的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用包括：(1) 在設(shè)計(jì)階段建立產(chǎn)品的品質(zhì)要求、(2) 找出程序重要的因子、(3) 尋找最佳程序以得到最好的效率及品質(zhì)，以及(4) 在各種不同的操作情況下檢查程序的的反應(yīng)。實(shí)際上，我們可以把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的，歸納成以下三項(xiàng)：(1) 建立輸入及輸出關(guān)係的模型(2

35、) 找出改善品質(zhì)或製程的方向(3) 以最少且最有效的實(shí)驗(yàn)找到所要求的產(chǎn)品品質(zhì)82零缺陷管理及其質(zhì)量成本83克勞士比的零缺陷質(zhì)量管理四項(xiàng)基本原則質(zhì)量的定義是符合要求，而不是好。 產(chǎn)生質(zhì)量的系統(tǒng)是預(yù)防，不是檢驗(yàn) 工作標(biāo)準(zhǔn)必須是零缺陷（Zero Defects），而不是“差不多就好”（Close enough is good enough）。質(zhì)量是用不符合要求的代價(jià)（Price of Nonconformance, PONC）來衡量的，而不是用指數(shù)。 克勞士比Philip B. Crosby84零缺陷質(zhì)量管理戰(zhàn)略 架構(gòu) 質(zhì)量文化質(zhì)量目標(biāo)：零缺陷質(zhì)量管理模式特點(diǎn)：開放性， 多元性，工程性質(zhì)量原則：預(yù)防

36、質(zhì)量手段：防錯(cuò)技術(shù)核心業(yè)務(wù)：設(shè)計(jì)開發(fā)、制造、服務(wù)意識(shí)層目標(biāo)層策略層原則層方法層業(yè)務(wù)層85缺陷的根源企業(yè)文化（Culture） 偏差（Variation） 產(chǎn)品復(fù)雜程度（Complexity） 人為錯(cuò)誤（Mistakes） 86人為錯(cuò)誤偏差控制不能反映錯(cuò)誤，錯(cuò)誤是引起缺陷的主要原因Harris and Chaney：在復(fù)雜的系統(tǒng)中，80%的缺陷都是由人為錯(cuò)誤引起的；Rook：82%的缺陷都是由人為錯(cuò)誤引起的；SHIMBUN：制造加工過程中絕大多數(shù)的錯(cuò)誤及相應(yīng)的缺陷都是人為的錯(cuò)誤；Hinckley：大于70%的缺陷是由裝配或包裝錯(cuò)誤引起的；NASA（美國國家航空與航天局）報(bào)告指出，自1990年以來

37、，大多數(shù)的航空器故障都是由人為錯(cuò)誤引起的。87人為差錯(cuò)偏差 復(fù)雜性企業(yè)文化防錯(cuò)SPC, Taguchi & DOE,改進(jìn)設(shè)備工藝過程圖析,DFMEA ,DFX 工作小組,管理承諾,責(zé)任分配88防錯(cuò)（Poka-Yoke）防錯(cuò)（Poka-Yoke）是一種消除錯(cuò)誤的技術(shù)，通常稱之為“防止失誤”。防錯(cuò)應(yīng)作為控制重復(fù)性任務(wù)或行為的預(yù)防性技術(shù)。該技術(shù)用來減少顧客的顧慮。Poka-yoke 是日本的Shigeo Shingo 在二十世紀(jì)六十年代提出的。在日文中的本義就是“防止失誤”的意思。防錯(cuò)的核心思想就是對(duì)過程進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得失誤不會(huì)發(fā)生或者至少及早地檢測并糾正。防錯(cuò)的歷史89防錯(cuò)技術(shù) 支撐零缺陷質(zhì)量管理思想的技術(shù)提高質(zhì)量水平的過程，是先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)管理相結(jié)合的過程;運(yùn)用良好的工程技術(shù)和過程管理來實(shí)施零缺陷質(zhì)量管理;防錯(cuò)技術(shù)將極大地完善零缺陷質(zhì)量管理思想的系統(tǒng)性和整體性;防錯(cuò)技術(shù)是指在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程中的各個(gè)階段所使用的一種為預(yù)防缺陷產(chǎn)生所使用的技術(shù)和方法。將質(zhì)量預(yù)防思想體現(xiàn)在設(shè)計(jì)開發(fā)、制造、服務(wù)過程中的工程技術(shù)或質(zhì)量管理方法，都可以稱之為防錯(cuò)技術(shù)。90零缺陷質(zhì)量管理工具和方法 質(zhì)量功能展開系統(tǒng)FME