第九章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與質(zhì)量改進(jìn)

第九章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與質(zhì)量改進(jìn)第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述第二節(jié)全因子實(shí)驗(yàn)第三部部分因子實(shí)驗(yàn)和RSM簡(jiǎn)介第四節(jié)田口方法第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概述一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)概念實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE─DesignofExperiments)：是用于產(chǎn)品和工藝參數(shù)穩(wěn)健性設(shè)計(jì)及工藝過(guò)程的優(yōu)化的方法，主要解決多因素條件實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題。目的：合理安排實(shí)驗(yàn)；科學(xué)的分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果；以較小的實(shí)驗(yàn)規(guī)模（實(shí)驗(yàn)次數(shù)）、較短的實(shí)驗(yàn)周期和較低的實(shí)驗(yàn)成本，獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和正確的結(jié)論（最佳參數(shù)組合）。一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)包括：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；實(shí)驗(yàn)實(shí)施；實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的區(qū)別：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：是主動(dòng)解決問(wèn)題的工具；統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制：是一種被動(dòng)的工具。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：西方經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法：比較實(shí)驗(yàn)、全因子實(shí)驗(yàn)、部分因子實(shí)驗(yàn)、響應(yīng)曲面模型、最優(yōu)化實(shí)驗(yàn)等日本質(zhì)量專(zhuān)家田口玄一的實(shí)驗(yàn)方法：田口方法應(yīng)用：復(fù)雜的電子、機(jī)械產(chǎn)品合理選擇元器件或零部件的參數(shù)；改善產(chǎn)品功能目標(biāo)值的穩(wěn)定性；提高產(chǎn)品的固有質(zhì)量水平；降低產(chǎn)品成本。穩(wěn)健設(shè)計(jì)也稱魯棒設(shè)計(jì)(RobustDesign)：是使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品（或工藝）無(wú)論在制造和使用中當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)生變差，或是在規(guī)定壽命內(nèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生老化和變質(zhì)（在一是范圍內(nèi)）時(shí)都能保持產(chǎn)品性能穩(wěn)定的一種設(shè)計(jì)方法。穩(wěn)健設(shè)計(jì)是提高和改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的一種有效的工程方法。產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)健性(robustness)是指產(chǎn)品（或系統(tǒng)）的質(zhì)量特性對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)和噪聲因素變差影響的不敏感性，即穩(wěn)健產(chǎn)品對(duì)制造工藝、環(huán)境和使用條件和材質(zhì)的差異以及材料的老化、零部件的磨損和腐蝕（在一定范圍內(nèi)）等的影響是不敏感的。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的提出和發(fā)展20世紀(jì)20年代，英國(guó)學(xué)者費(fèi)舍爾最早提出，為使農(nóng)業(yè)實(shí)驗(yàn)合理化，提出一種用于安排實(shí)驗(yàn)和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。早期：用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域；二戰(zhàn)后：在工業(yè)中得到推廣和應(yīng)用；20世紀(jì)50年代，日本學(xué)者田口玄一提出了穩(wěn)健性設(shè)計(jì)理論和質(zhì)量損失觀，把質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一，為質(zhì)量波動(dòng)的定量統(tǒng)計(jì)分析提出了一套全新的方法即著名的田口方法。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念和基本原則1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本概念實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是要找出一組x1,x2,…xp參數(shù)的組合，一方面使實(shí)驗(yàn)輸出最優(yōu)，同時(shí)使不可控因素對(duì)過(guò)程輸出影響不敏感。質(zhì)量特征值Y是影響因素x的函數(shù)：

Y=f(x)+εε─殘差，由其他變異造成的f(x)所無(wú)法解釋的誤差，ε～N(0,)實(shí)際工程中要直接建立質(zhì)量特征值與影響因素之間的關(guān)系式很難。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是采用科學(xué)的方法研究質(zhì)量特征值和影響因素之間的關(guān)系，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)建立的模型，確定X1,X2,…,Xp的最佳值，從而使得質(zhì)量特征值Y盡量與設(shè)計(jì)目標(biāo)相吻合。通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的合理安排，科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以較小的實(shí)驗(yàn)規(guī)模(次數(shù))，較短的實(shí)驗(yàn)周期及較低的實(shí)驗(yàn)成本，獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及正確結(jié)論。書(shū)上P210：例9-1，例9-22.基本本概念(1)響應(yīng)變量量(響應(yīng)應(yīng)輸出):衡量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果好好壞的指指標(biāo)根據(jù)響應(yīng)應(yīng)變量是是否可用用數(shù)值表表示：定量的響響應(yīng)變量量定性的響響應(yīng)變量量根據(jù)同一一實(shí)驗(yàn)響響應(yīng)變量量的個(gè)數(shù)數(shù)：?jiǎn)雾憫?yīng)變變量多響應(yīng)變變量(2)因子(因因素)：：影響響應(yīng)應(yīng)變量的的因素定量因子子定性因子子可控因子子不可控因因子一般記為為：A，，B，C，…..等(3)因子水平平：實(shí)驗(yàn)中因因子所處處的各個(gè)個(gè)狀態(tài)一般記為為：A1,A2,A3…B1,B2,B3…舉例：某化學(xué)工工程中，，為了提提高合成成樹(shù)脂的的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度，決決定進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)。。通過(guò)考考查：添加劑種種類(lèi)和添加量影響較大大，希望望通過(guò)實(shí)實(shí)驗(yàn)找出出這兩種種重要影影響因素素的最佳佳組合。。添加劑種種類(lèi)A：：水平：：A1(甲)、、A2(乙)─定性因子子添加量B：水水平：B1(4%)、B2(6%)、B3(8%)─定量因子因果圖：抗拉強(qiáng)度添加劑種類(lèi)A添加量B響應(yīng)變量實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)進(jìn)行，先確定一個(gè)因因子的最佳水水平，然后再確是另一個(gè)個(gè)因子的最佳佳水平。先將B因子的的某一水平（（如B1：4%）固定定，對(duì)A因子子的各水平實(shí)實(shí)驗(yàn)。假設(shè)結(jié)果A2為最佳，固定定A2，再對(duì)B因子子的各水平實(shí)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果為為B2(6%)為最最佳。使抗拉強(qiáng)度最最大的最佳因因子組合為A2B2。這種實(shí)驗(yàn)方式式每次只對(duì)一一個(gè)因子進(jìn)行行實(shí)驗(yàn)，所以以稱為單一因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)法。因子之間常有有交互作用存存在，用單一因子子實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)計(jì)有多個(gè)因子子的實(shí)驗(yàn)是不不可靠的，常常會(huì)導(dǎo)出錯(cuò)誤誤的結(jié)論。單一因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)法不是理想想的實(shí)驗(yàn)法。兩個(gè)因子之間間的交互作用用稱為二因子交互作作用；

三個(gè)因子子之間的交互互作用稱為三因子交互作作用。上例中：因子子A、B的交交互作用記為為：A×BB1B2B3A1253530A2304035AB抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)據(jù)：B1B2B3···403020···A2A1因子交互作用用圖沒(méi)有交互作用用添加量抗拉強(qiáng)度B1B2B3A1253530A2403020AB抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)據(jù)：B1B2B3······A2A1403020因子交互作用用圖有交互作用添加量抗拉強(qiáng)度3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)的基本原則則（費(fèi)歇爾三三原則）(1)重復(fù)性原則基本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該該重復(fù)進(jìn)行若若干次，目的的是獲得較精精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)結(jié)果。(2)隨機(jī)化原則是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使使用統(tǒng)計(jì)方法法的基石，避避免人為引起起的系統(tǒng)性誤誤差，要求實(shí)實(shí)驗(yàn)材料的分分配和各個(gè)實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的次次序都是隨機(jī)機(jī)確定的。(3)區(qū)組化原則是用來(lái)提高實(shí)實(shí)驗(yàn)精確度的的一種方法，，將實(shí)驗(yàn)對(duì)象象按照某種水水平或標(biāo)準(zhǔn)加加以分組，同同一組內(nèi)的實(shí)實(shí)驗(yàn)盡量保證證受同樣的影影響。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)的分類(lèi)1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)流派分分源于西方的經(jīng)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法法田口方法2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理分分全因子實(shí)驗(yàn)部分因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)響應(yīng)曲面田口方法3.按因素的的個(gè)數(shù)分單因子實(shí)驗(yàn)雙因子實(shí)驗(yàn)多因子實(shí)驗(yàn)4.按因素的的水平數(shù)分2水平實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)3水平實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)K水平實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)的基本步驟驟1.明確實(shí)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)2.選擇響響應(yīng)輸出3.確定影影響響應(yīng)輸輸出的主要要因素及各各主要因素素的水平4.選擇實(shí)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型5.確定實(shí)實(shí)驗(yàn)策略6.進(jìn)行實(shí)實(shí)驗(yàn)7.模型擬擬合和診斷斷8.解釋模模型9.驗(yàn)證實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果六、實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)中應(yīng)注注意的問(wèn)題題1.實(shí)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵鍵在于實(shí)驗(yàn)方案的的設(shè)計(jì)，而不是對(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果果的分析；；2.不要期期望設(shè)計(jì)一一個(gè)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)來(lái)解決所有有的問(wèn)題；；3.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的的驗(yàn)證是衡量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果和模模型是否正正確的唯一一標(biāo)準(zhǔn)。第二節(jié)全全因子實(shí)實(shí)驗(yàn)一、全因子子實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介介全因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)(FullFactorialDesignofExperiments)又稱析因?qū)嶒?yàn)，它研究?jī)蓚€(gè)或多個(gè)個(gè)因子的效應(yīng)，在在這類(lèi)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的每一個(gè)個(gè)完全實(shí)驗(yàn)驗(yàn)或每一次次重復(fù)中，，這些因子的所有有可能的水水平組合都都被研究到到。全因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)不僅可以以得到每個(gè)個(gè)因子的主效應(yīng)，而且可以以獲得因子子之間的交互作用。因子效應(yīng)（主效應(yīng)）：當(dāng)該因因子的水平平改變時(shí)所所產(chǎn)生響應(yīng)應(yīng)的變化，，這種效應(yīng)應(yīng)常稱之為為主效應(yīng)。交互作用：一個(gè)因子子的水平間間的響應(yīng)差差會(huì)隨著其其他因子的的水平不同同而不同，，當(dāng)這種情情況出現(xiàn)時(shí)時(shí)，因子之間就就存在交互互作用。因子的主效效應(yīng)和因子子之間的交交互作用均均可通過(guò)圖圖來(lái)表示：：B1B2B3···403020···A2A1因子子交交互互作作用用圖圖沒(méi)有有交交互互作作用用B1B2B3······A2A1403020因子子交交互互作作用用圖圖有交交互互作作用用全因因子子實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的應(yīng)應(yīng)用用條條件件：：影響響因因子子的的個(gè)個(gè)數(shù)數(shù)少少于于5個(gè)個(gè)；因子子之之間間可可能能存存在在交交互互作作用用；響應(yīng)應(yīng)輸輸出出和和影影響響因因子子之之間間是是線線性性關(guān)關(guān)系系。二、、2K析因因設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2k析因因設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)─是指指每每一一個(gè)個(gè)因因子子只只有有兩兩個(gè)個(gè)水水平平的的全全因因子子實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)。。2k─k個(gè)個(gè)因因子子，每個(gè)個(gè)因因子子具具有有2個(gè)個(gè)水水平平。常用用22析因因設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)，，即即只只有有兩兩個(gè)個(gè)因因子子，，每每個(gè)個(gè)因因子子2個(gè)個(gè)水水平平。。書(shū)上上該該部部份份數(shù)數(shù)學(xué)學(xué)模模型型及及其其求求解解就就不不介介紹紹了了。。第三三節(jié)節(jié)部部分分因因子子實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)和和RSM簡(jiǎn)簡(jiǎn)介介一、、部部分分因因子子實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)簡(jiǎn)簡(jiǎn)介介全因因子子實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)：：因因子子↑↑→→實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)次次數(shù)數(shù)↑↑→→成成本本↑↑部分分因因子子實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)(FractionalFactorialDesignofExperiments)─是在在假假設(shè)設(shè)高階階交交互互作作用用不不顯顯著著的情情況況下下，，將將全全因因子子實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)壓壓縮縮，，獲獲得得關(guān)關(guān)于于主主效效應(yīng)應(yīng)和和低低階階交交互互作作用用的的信信息息。。部分因子子實(shí)驗(yàn)主主要用于于實(shí)驗(yàn)之之初的的因子子篩選選階段段，在隨隨后的的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中對(duì)對(duì)那些些被識(shí)識(shí)別為為重要要的因因子再再進(jìn)行行更為為深入入的研研究，，如進(jìn)進(jìn)行全全因子子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)研究究。部分因因子實(shí)實(shí)驗(yàn)成成功應(yīng)應(yīng)用的的基礎(chǔ)礎(chǔ)：效應(yīng)稀疏原原理：當(dāng)有很多多變量時(shí)，，系統(tǒng)或過(guò)過(guò)程很可能能被少數(shù)幾幾個(gè)主要因因子和低階階交互作用用所主宰，，即主因子和低低階交互作作用真正影影響過(guò)程質(zhì)質(zhì)量。投影特性：對(duì)于一個(gè)個(gè)部分因子子實(shí)驗(yàn)，剔剔除非顯著著因子后，，可投影到一個(gè)更強(qiáng)強(qiáng)的由顯著著性因子的的子集組成的全因因子實(shí)驗(yàn)或或帶仿行的的全因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中去。實(shí)驗(yàn)的序貫貫性：可以將兩兩個(gè)或多個(gè)個(gè)部分因子子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)序貫（順序連貫）地組合成成一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)，用用來(lái)估計(jì)所所感興趣的的因子效應(yīng)應(yīng)和交互作作用。部分因子實(shí)實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用用條件：影響因子的的個(gè)數(shù)在5個(gè)以上；；高階交互作作用項(xiàng)一般般不顯著；；響應(yīng)輸出和和影響因子子間是線性性關(guān)系；為了檢查模模型是否存存在曲性，，也盡量在在模型中增增加中心點(diǎn)點(diǎn)；部分因子實(shí)實(shí)驗(yàn)主要用用來(lái)篩選顯顯著因子。。二、RSM簡(jiǎn)介響應(yīng)曲面方方法(RSM:ResponseSurfaceMethodology)─是數(shù)學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)方法結(jié)合的產(chǎn)物物，是用來(lái)來(lái)對(duì)所感興興趣的響應(yīng)應(yīng)受多個(gè)變量的影響的問(wèn)問(wèn)題進(jìn)行建建模和分析析的，其目目的是優(yōu)化化這個(gè)響應(yīng)應(yīng)，是一種種尋優(yōu)的方法法。RSM是一一個(gè)序貫方法，首先是確確定哪些變變量或者因因子是重要要的，把那那些不重要要的變量刪刪除掉，留留下重要的的變量，判判斷響應(yīng)值值離最優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)的遠(yuǎn)近，，若響應(yīng)值值不是最優(yōu)優(yōu)，通過(guò)一一系列調(diào)整整把過(guò)程變變量向著最最優(yōu)值的方方向移動(dòng)。。響應(yīng)曲面法法與全因子子實(shí)驗(yàn)和部部分因子實(shí)實(shí)驗(yàn)的區(qū)別別：第四節(jié)田田口方法法一、田口方方法簡(jiǎn)介1.田口方方法是一種最新新穎、科學(xué)學(xué)、有效的的穩(wěn)健性優(yōu)化化設(shè)計(jì)方法，，是穩(wěn)健性性設(shè)計(jì)的主主要技術(shù)。。基本思想──三次設(shè)計(jì)計(jì)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì)。穩(wěn)健性設(shè)計(jì)計(jì)是實(shí)現(xiàn)低低成本、高高質(zhì)量的有有效方法。。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)思想認(rèn)為為：只有用用質(zhì)量最好好的原材料料（零部件件），才能能組裝成質(zhì)質(zhì)量最好的的整機(jī)；只只有最嚴(yán)格格的工藝條條件才能制制造出質(zhì)量量最好的產(chǎn)產(chǎn)品。70年代，，世界上技技術(shù)先進(jìn)國(guó)國(guó)家已開(kāi)始始以一種全全新的設(shè)計(jì)計(jì)概念取代代了傳統(tǒng)的的設(shè)計(jì)思想想。設(shè)計(jì)中中心思想是是采用最低廉的元元件組裝成成品質(zhì)量最最好，可靠靠性最高的的整機(jī)；采用最寬松松的工藝條條件加工出出質(zhì)量最好好、成本最最低、收益益最高的產(chǎn)產(chǎn)品。其口號(hào)是““用三類(lèi)元元件設(shè)計(jì)制制造出一類(lèi)類(lèi)整機(jī)”。。在國(guó)際市場(chǎng)場(chǎng)上占有最最大份額的的日本電氣產(chǎn)產(chǎn)品以及美國(guó)三大汽汽車(chē)公司等都是在這這種設(shè)計(jì)概概念下取得得了最好的的技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)效果，在放寬工藝藝要求，降降低制造成成本的條件件下制造出出高品質(zhì)的的產(chǎn)品。穩(wěn)健性設(shè)計(jì)計(jì)是日本著名名的質(zhì)量管管理專(zhuān)家田口玄一博士于70年代初創(chuàng)創(chuàng)立的質(zhì)量量管理新技技術(shù)。該理理論和方法法不僅受到到日本同時(shí)時(shí)也受到歐歐美各國(guó)應(yīng)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)家、質(zhì)量量管理專(zhuān)家家、工程設(shè)設(shè)計(jì)專(zhuān)家和和企業(yè)人士士關(guān)注，并并在工程實(shí)實(shí)際中得到到了廣泛應(yīng)應(yīng)用。因而而人們將這這種方法和和理論稱之之為“田口口方法”。。據(jù)資料介紹紹，日本數(shù)數(shù)百家公司司每年應(yīng)用用田口方法法完成10萬(wàn)項(xiàng)左右右的實(shí)例項(xiàng)項(xiàng)目研究，，在不增加成成本的情況況下，大大大提高了產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和和制造質(zhì)量量。田口的穩(wěn)健健性設(shè)計(jì)方方法被日本本人作為日日本產(chǎn)品打打入國(guó)際市市場(chǎng)并暢銷(xiāo)銷(xiāo)不衰的奧奧妙之一；；是日本經(jīng)濟(jì)騰騰飛的秘訣訣和成功之之道。美國(guó)波音公司司已采用田口方方法成功地進(jìn)進(jìn)行了飛機(jī)尾尾翼設(shè)計(jì)。美國(guó)航空航天天局從94年開(kāi)始始計(jì)劃用3～～4年時(shí)間推推行田口方法法，從對(duì)高級(jí)級(jí)領(lǐng)導(dǎo)人進(jìn)行行培訓(xùn)、轉(zhuǎn)變變觀念入手，，并首先在航航天飛機(jī)燃料料儲(chǔ)箱設(shè)計(jì)中中應(yīng)用。2.三次設(shè)計(jì)計(jì)三次設(shè)計(jì)通常常有：直接擇優(yōu)——指能夠根根據(jù)某一數(shù)量量化的指標(biāo)，，直接判別設(shè)設(shè)計(jì)條件的優(yōu)優(yōu)劣，選擇優(yōu)良的設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)組合合；穩(wěn)定性擇優(yōu)——指在考慮慮影響產(chǎn)品性性能指標(biāo)各因因素都有誤差差波動(dòng)的情況況下，先選取取好的條件和和參數(shù)組合、、使產(chǎn)生的性能指標(biāo)盡可可能穩(wěn)定在設(shè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)值值附近，再規(guī)劃各零部部件或參數(shù)的的波動(dòng)幅度，使之在保證證產(chǎn)品質(zhì)量的的情況下能充充分照顧到質(zhì)質(zhì)量效益。(1)系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)指專(zhuān)業(yè)人員根根據(jù)各個(gè)的技技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)專(zhuān)門(mén)知識(shí)，對(duì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行整整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)設(shè)計(jì)，也就是通常常所說(shuō)的產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段段，需要求出出產(chǎn)品的性能能指標(biāo)與各有有關(guān)參數(shù)之間間的函數(shù)關(guān)系系。(2)參數(shù)設(shè)設(shè)計(jì)指在全系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，，決定或選定系系統(tǒng)各參數(shù)的的最優(yōu)參數(shù)組組合。要求不僅應(yīng)應(yīng)使產(chǎn)品有良良好性能，而而且在環(huán)境改改變或元器件件有所波動(dòng)劣劣化的情況，，按照這種參參數(shù)組合制造造出來(lái)的產(chǎn)品品，在性能上上仍能保持穩(wěn)定。(3)容差設(shè)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)后確確定了一組參參數(shù)組合。但但：是否還能減少少參數(shù)波動(dòng)幅幅度使產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量特性更加加穩(wěn)定？是否可以適當(dāng)當(dāng)降低元器件件精度等級(jí)以以降低成本？？這兩個(gè)問(wèn)題實(shí)實(shí)質(zhì)上是確定定適當(dāng)?shù)脑骷?，以使產(chǎn)品的的使用壽命周期期費(fèi)用最低。3.引起產(chǎn)品品質(zhì)量波動(dòng)的的噪聲、干擾擾引起產(chǎn)品質(zhì)量量波動(dòng)或引起起產(chǎn)品功能偏偏離目標(biāo)值的的原因來(lái)自以以下三方面：：外噪聲：由于環(huán)境因因素與使用條條件變化，會(huì)會(huì)使產(chǎn)品不能能正常發(fā)揮其其功能，如溫溫度、濕度、、電源電壓等等。內(nèi)噪聲：產(chǎn)品在貯存存或使用中，，由于材料的的老化或零部部件磨損，其其功能會(huì)逐漸漸發(fā)生變化。。隨機(jī)噪聲：按同一規(guī)格格和條件生產(chǎn)產(chǎn)出來(lái)的一批批產(chǎn)品，在同同樣的環(huán)境條條件下使用，，各產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量也會(huì)有差差別。一般說(shuō)來(lái)，抑抑制隨機(jī)噪聲聲是制造過(guò)程程質(zhì)量管理應(yīng)應(yīng)解決的問(wèn)題題；減少內(nèi)、外噪噪聲的影響，，則主要是設(shè)設(shè)計(jì)階段應(yīng)考考慮的問(wèn)題；三次設(shè)計(jì)正是是解決內(nèi)、外外噪聲影響的的問(wèn)題。二、田口方法法的重要概念念1.損失函數(shù)數(shù)質(zhì)量損失觀─質(zhì)量就是產(chǎn)產(chǎn)品上市后給社會(huì)造成的的損失，質(zhì)量越好，損損失就越小。損失函數(shù)把波動(dòng)與經(jīng)濟(jì)損失聯(lián)系起來(lái)。損失函數(shù)的形形式因質(zhì)量特特性的不同而而有所差異。。（1）望目(期望的目標(biāo))特性的損失失函數(shù)y─質(zhì)量特性值值，m─目標(biāo)值當(dāng)y≠m，｜y-m｜↑→損失↑↑損失函數(shù)：L(y)=L(m+y-m)按泰勒公式展展開(kāi)得書(shū)上P262，公公式(9-25)最后得損失函函數(shù)：L(y)=k(y-m)2(9-26)不合格品損失失容差喪失功能的損損失功能界限k─比例系數(shù)或：（2）望大特特性的損失函函數(shù)目標(biāo)趨于無(wú)窮窮大，損失函函數(shù)：L(y)=k(1/y2)A0─顧客損失y0─顧客容差(9-27)（3）望小特特性的損失函函數(shù)目標(biāo)標(biāo)為為零零，，損損失失函函數(shù)數(shù)：：L(y)=ky2A0─顧顧客客損損失失y0─顧顧客客容容差差(9-28)2.