田口試驗方法執(zhí)行步驟十課件

1、實驗計畫 (實驗設(shè)計田口穩(wěn)健設(shè)計)與六標(biāo)準(zhǔn)差簡介 2010/5/27綱要直交表田口實驗計畫田口實驗步驟六標(biāo)準(zhǔn)差簡介案例2010/5/27一、直交表範(fàn)例2010/5/27一、直交表範(fàn)例2010/5/27二、直交表原理表三.直交表排列法直交表之好處:(1)實驗次數(shù)較少。(2)由直交表實驗所獲得之結(jié)論，在整個實驗範(fàn)圍都是成立的。(3)具有良好再現(xiàn)性。(4)資料分析簡單。各因子的效果只要簡單地計算一些平均 值即可決定各因子的效果。2010/5/27三、點線圖 例:某個案有四個2水準(zhǔn)因子(A、B、C、D)，除主效果 之外，尚要估計AxB，BxC和BxD等三個交互作用。 所以實驗的總自由度為7，因此選用L

2、8直交表。 圖一:L8的二個標(biāo)準(zhǔn)點線圖2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計1.行合併法(column merging method)例3:將L8 ( 27 )變成L8 (4x24) (1,1,1) 1 (1,2,2) 2 (2,1,2) 3 (2,2,1) 42010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計1.行合併法(column merging method)以同樣方法，可將L16 (215)(合併前七行)變成L16 ( 8x28) ，且可將L27 (313)(合併前四行)成為L27(9x39) 。2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計2.分枝設(shè)計圖A、B、C、D、E因子各有2水準(zhǔn)，那麼我們可選用

3、L8直交表進行實驗。2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計2.分枝設(shè)計2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計3.虛設(shè)水準(zhǔn)法 2水準(zhǔn)因子(A)和三個3水準(zhǔn)因子(B、C、D) A1或A2重複操作以因子中較重要的水準(zhǔn)取代。2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計4.合成因子法 二個2水準(zhǔn)因子A和B(假設(shè)無顯著交互作用存在)，則二個 2水準(zhǔn)因子(A和B)及三個3水準(zhǔn)因子(C、D、E) ，其三水準(zhǔn)為 (AB)1=A1B1, (AB)2=A1B2和(AB)3=A2B1 圖:合成因子法實驗標(biāo)號 行1 2 3 4123456789A1B1 C1 D1 E1A1B1 C2 D2 E2A1B1 C3 D3 E3A1

4、B2 C1 D2 E3A1B2 C2 D3 E1A1B2 C3 D1 E2A2B1 C1 D3 E2A2B1 C2 D1 E3A2B1 C3 D2 E12010/5/27(一)Taguchi Methods產(chǎn)品及製程設(shè)計三階段系統(tǒng)設(shè)計(System Design)設(shè)計人員檢視各種可能達成產(chǎn)品想要機能之結(jié)構(gòu)或是技術(shù)，其在降低產(chǎn)品靈敏度及製造成本上扮演重要角色參數(shù)設(shè)計(Parameter Design)主要為最佳化”系統(tǒng)設(shè)計”，使系統(tǒng)對雜音因子所造成的敏感度最低，而提高系統(tǒng)的穩(wěn)健性。降低對於雜音因子的影響，而非排除與控制雜音因子允差設(shè)計(Tolerance Design)主要為調(diào)整公差範(fàn)圍以最佳化

5、設(shè)計參數(shù)降低經(jīng)產(chǎn)品性能變化所造成之產(chǎn)品損失，與製造成本間進行交換公差因子(如材料)最適值的選擇參數(shù)設(shè)計之後再執(zhí)行五、田口穩(wěn)健設(shè)計簡介(轉(zhuǎn)錄潘浙楠教授講義)2010/5/27(二)製程概念圖五、田口穩(wěn)健設(shè)計簡介2010/5/27(三) 雜音(noise)因子的分類 五、田口穩(wěn)健設(shè)計簡介2010/5/27(四)參數(shù)設(shè)計 找出一組可控因子的處理組合，使得品質(zhì)特性達到理想的機能,使品質(zhì)特性變異減至最小(敏感度為最低)，即此產(chǎn)品的穩(wěn)定性最高、變異最小、損失最小(成本最小)決定控制因子的值 兩階段最佳化Step 1:降低變異Step 2:調(diào)整平均值至目標(biāo)值五、田口穩(wěn)健設(shè)計簡介2010/5/27(五)穩(wěn)健設(shè)

6、計的原理五、田口穩(wěn)健設(shè)計簡介利用品質(zhì)特性與控制因子間的非線性關(guān)係去降低內(nèi)部雜音因子的影響 利用雜音因子與控制因子間的交互作用去降低外部雜音因子或量測雜音因子的影響 利用信號雜音比(Signal to Noise ratio ,SN比)功能 (1)SN比可反應(yīng)品質(zhì)特性的變異。 (2)SN比與平均值的調(diào)整無關(guān)，亦即當(dāng)目標(biāo)值有改變時，仍可用來預(yù)測 品質(zhì)。 (3)SN比衡量相對品質(zhì)，因其目的是用來做比較的。 (4)SN比具簡單、加法性。 其中MSD為偏離目標(biāo)值的均方差2010/5/27五、田口穩(wěn)健設(shè)計簡介(六)田口兩階段最佳化程序步驟1：最大化SN比以降低對雜音的敏感性。在此階段，我們暫時不理會平 均

7、值，而選擇能最大化SN比的控制因子水準(zhǔn)。步驟2：調(diào)整平均值到目標(biāo)值上。在此階段，我們選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)整因子(對SN 比無影響但對平均值有顯著影響的因子)，將平均值移靠近目標(biāo)值。回應(yīng)圖(response graph)的分析，可將控制因子分成以下四類:對SN比及平均值都有影響因子。我們選擇能最大化SN比的控制因子水準(zhǔn)。對SN比有影響，但對平均值沒有影響的因子。我們選擇能最大化SN比的控制因子水準(zhǔn)。對SN比沒有影響，但對平均值有影響的因子，稱為調(diào)整因子。調(diào)整使接近目標(biāo)值。對SN比及平均值都沒有影響因子。在這些因子中，我們可以從其他方面來考慮他們的最佳水準(zhǔn)，譬如說操作是否容易或成本因素。2010/5/27

8、五、田口穩(wěn)健設(shè)計簡介(六)田口兩階段最佳化程序2010/5/27五、田口穩(wěn)健設(shè)計簡介(七)外側(cè)直交表與內(nèi)側(cè)直交表的配置直交表的類型內(nèi)側(cè)直交表：配置可控因子外側(cè)直交表：配置雜音因子2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟1.定義問題2. 選擇因子和水準(zhǔn)3. 選擇直交表5. 計算S/N比 8.結(jié)論與建議4. 實驗與收集資料6.決定最佳參數(shù)水準(zhǔn)組合7.確認(rèn)實驗(一)八大步驟2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(二)步驟 1、21.問題之描述決定要量測的品質(zhì)特性(反應(yīng)變數(shù))2.因子決定控制因子與雜音因子(以不超過3個為原則)魚骨圖因子與水準(zhǔn)的決定採用2水準(zhǔn)為主2010/5/27六、田口實驗方法

9、執(zhí)行步驟(三)選擇品質(zhì)特性以降低交互作用 最好是連續(xù)實數(shù)函數(shù) 最好是各控制因子的單調(diào)函數(shù)(monotonic functions) 最好是與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)適當(dāng)及不適當(dāng)?shù)钠焚|(zhì)特性例子,決定控制因子與雜因子及其水準(zhǔn)(轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(四)步驟 3、4田口建議採用的直交表:L8(27), L12(211) , L18(21311), L32(2149),L36(211313), L54(21325)2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(五)直交表的選擇Step 1：決定因子數(shù)與水準(zhǔn)數(shù)Step 2：考慮是否有交互作用Step 3：計算總自由-確認(rèn)收集

10、的資料，足夠分析所 要探討的因子Step 4：選擇最適直交表2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(六)步驟 5 資料分析計算S/N Ratio繪製回應(yīng)圖Main effect plot (mean, S/N Ratio)Interaction plot變異數(shù)分析2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(七) Signal to Noise 田口博士假設(shè): 當(dāng)產(chǎn)品的品質(zhì)特性y開始偏離目標(biāo)值m時, 品質(zhì)損失L是以二次曲線的速度增加 平均品質(zhì)損失可以直接做為一批產(chǎn)品的品質(zhì)指標(biāo)田口博士將平均品質(zhì)損失排除係數(shù)k後, 以對數(shù)轉(zhuǎn)換、乘以10、並取反號, 並將它們稱為S/N比(信躁比), 做為品質(zhì)的同

11、義字 望小特性(Smaller is Better)望大特性(Larger is Better)(轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 望目特性(Nominal is Better)STATISTICA的望目特性，S/N其計算公式為望目特性的S/N另一計算公式為六、田口實驗方法執(zhí)行步驟2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(八) 不良之SN計算出不良數(shù)，再透過不良率轉(zhuǎn)換公式計算S/N比2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(九)貢獻度百分比貢獻度百分比定義為指出一個因子降低變異的相對能力計算方式誤差的貢獻百分比提供實驗充分性的訊息若error 15%：表示實驗並無忽略掉重要因子若error 15%：表

12、示實驗有些重要因子被忽略，實驗狀況並非很好(轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(十)步驟 6、7 (轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 6. 利用S/N比建立預(yù)測方程式7. 進行確認(rèn)實驗實驗結(jié)果差異性大時增加可控因子增加可控因子的水準(zhǔn)間距離控制因子之間可能有強烈交互作用實驗結(jié)果差異性雖小但未達到所要求的品質(zhì)進行3水準(zhǔn)的微調(diào)實驗2010/5/27六、田口實驗方法執(zhí)行步驟(十一) 確認(rèn)實驗 (Confirmatory Runs)最佳水準(zhǔn)組合重複實驗取得實驗值，計算實際值及與預(yù)測值之差距非顯著因子之較佳水準(zhǔn)進行重複實驗Normal Distribution Centered-7-6-

13、5-4-3-2-101234567LSLUSL-6s-5s-4s-3s-2s-1s 0s+1s+2s+3s+4s+5s+6s六標(biāo)準(zhǔn)差的意義平均數(shù)未偏移前之常態(tài)分配圖七、六標(biāo)準(zhǔn)差簡介Normal Distribution Shifted 1.5s-7-6-5-4-3-2-101234567LSLUSL平均數(shù)偏移1.5標(biāo)準(zhǔn)差之常態(tài)分配圖 策略規(guī)劃子系統(tǒng)資訊回饋系統(tǒng)策略發(fā)展及評估程序目標(biāo)設(shè)定程序績效管理系統(tǒng)組織內(nèi)外部環(huán)境組織使命、願景利害相關(guān)者焦點組織成果經(jīng)營策略會議組織策略及目標(biāo)關(guān)鍵績效指標(biāo)項目高階領(lǐng)導(dǎo)人專案分類系統(tǒng)專案挑選系統(tǒng)專案規(guī)劃會議專案題庫六標(biāo)準(zhǔn)差專案題庫其他類別專案專案規(guī)劃子系統(tǒng)問題解決

14、步驟分級改善手法輔助工具量測分析系統(tǒng)六標(biāo)準(zhǔn)差專案活動流程管理系統(tǒng)教育訓(xùn)練系統(tǒng)人才選用系統(tǒng)獎懲系統(tǒng)專案審查系統(tǒng)專案溝通系統(tǒng)專案追溯系統(tǒng)知識管理系統(tǒng)專案成果專案執(zhí)行管理子系統(tǒng)財務(wù)審查系統(tǒng)未來領(lǐng)導(dǎo)人創(chuàng)造價值組織文化變革專案成效確認(rèn)子系統(tǒng)六標(biāo)準(zhǔn)差系統(tǒng)架構(gòu)圖(張家富，2003 )六標(biāo)準(zhǔn)差推行組織與人員角色推行組織六標(biāo)準(zhǔn)差推行組織圖執(zhí)行委員會盟主盟主黑帶黑帶黑帶大黑帶執(zhí)行長綠帶綠帶綠帶執(zhí)行六標(biāo)準(zhǔn)差的步驟 D-M-A-I-C的五個步驟：D即是定義(Define)M即評量(Measure)A即分析(Analyze)I即改善(Improve)C即控制(Control)DMADV代表DFSS (Design Fo

15、r Six Sigma)手法即 定義(Define)量測(Measure)分析(Analyze)設(shè)計(Design)驗證(Verify)。 六標(biāo)準(zhǔn)差 DMAIC 1/2 定義(Define)：鑑別顧客需求(包括內(nèi)部與外部)並評估其影響、決定專案之目標(biāo)及範(fàn)圍等，以導(dǎo)正團隊處理問題的正確性。衡量(Measure)：運用管理及統(tǒng)計工具，找出產(chǎn)品或服務(wù)特性 (CTQ ,Critical To Quality) ，掌握對應(yīng)流程、評估量測系統(tǒng)，及製程能力。分析(Analyze)：藉由圖形分析與假設(shè)檢定來評估與降低變異，並點出流程改善的關(guān)鍵少數(shù)因子。六標(biāo)準(zhǔn)差 DMAIC 2/2改善(Improve)：發(fā)掘出

16、存在於少數(shù)關(guān)鍵因子中的變異關(guān)係，建立作業(yè)容許度，以及有效的衡量系統(tǒng)等。 控制(Control)：決定控制關(guān)鍵少數(shù)因子的能力，並導(dǎo)入流程控制系統(tǒng)。六標(biāo)準(zhǔn)差設(shè)計(DFSS) DMADV 1/2 定義(Define)：利用專案章程定義需要設(shè)計之新流程或重擬新設(shè)計之流程，找出迫切的改善主題與方案。衡量(Measure)：將顧客需求轉(zhuǎn)換為可量測之關(guān)鍵品質(zhì)特性(CTQs)，並定出其目標(biāo)值、規(guī)格界限等。分析(Analyze)：利用腦力激盪、標(biāo)竿學(xué)習(xí)及TRIZ以獲得設(shè)計之概念，以選擇一個高階設(shè)計以達成所需要的CTQs 。六標(biāo)準(zhǔn)差設(shè)計(DFSS) DMADV 2/2設(shè)計(Design)：由高階設(shè)計展開至更細(xì)部的

17、設(shè)計（如穩(wěn)健設(shè)計、允差設(shè)計、可靠度設(shè)計等），考量實際生產(chǎn)及使用時，可能存在的變異，徹底地消除或降低該變異。驗證(Verify)：藉由測試及試產(chǎn)，證實最佳可行的設(shè)計方法與生產(chǎn)模式並發(fā)展管制計畫，滿足顧客期望。六標(biāo)準(zhǔn)差 DMAI2C 加入了另外一個重要的步驟，那就是創(chuàng)新 (Innovate) 2010/5/27八、舉例以張百用標(biāo)準(zhǔn)差與田口方法改善液晶顯示器配向膜印刷均勻逢甲大學(xué)工業(yè)工程與系統(tǒng)管研究所碩士文為例:(轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 1、了解問題的敘述液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）的配向膜（Atomic force microscopic）印刷製程，是用樹脂版

18、將配向膜液體均勻印刷在氧化銦錫（Indium Tin Oxide, ITO）玻璃板上，而在配向膜印刷製程中，普遍存在印刷膜厚變過大的問題，使得LCD顯示時有殘影像之品質(zhì)常，因此配向膜膜厚均勻為關(guān)鍵品質(zhì)特性配向膜膜厚超出規(guī)格公差，會使顯示器之色彩飽和足，嚴(yán)重時甚至無法成像；配向膜膜厚低於規(guī)格時，會使色彩彩均，影響顯示品質(zhì)，故為望目型之品質(zhì)特性值研究程樹脂版樹脂版為上述配向膜印刷塗佈法之印刷治具，用樹脂版版材表面密佈細(xì)小凸點構(gòu)成彼此間之含墨空間，藉由液體表面張之原吸附配向膜材，印刷程為將配向膜材經(jīng)稀釋回溫後再加入溶劑稀釋，經(jīng)由滾筒塗佈程序，如圖所示，藉由樹脂版本身表面凸點之帶墨功能，將配向溶劑轉(zhuǎn)印

19、至ITO 玻璃上，再經(jīng)過短暫的預(yù)先烘烤可得到未固化之配向膜薄膜。影響印刷膜厚均勻均之特性要因圖2、選擇因子和水準(zhǔn)(1) 凸點排方式（因子 A）：指樹脂版表面凸點之排方式，方形排與正三角形排，(2) 凸點直徑（因子 B）：指樹脂版表面單點凸點成型之直徑，(3) 曝光能（因子 C）：指樹脂版表面，於曝光成型時，接收紫外光（Ultraviolet, UV）之能。(4) 曝光時間（因子 D）：指樹脂版表面，於曝光成型時，接收紫外光之曝光時間。(劃底線為現(xiàn)行製程水準(zhǔn))3、選擇適用之直交表直交表選定與因子配置(1)本實驗有一個二水準(zhǔn)因子和三個三水準(zhǔn)因子，選用 L18 (21*37)直交表進實驗。(2)因子

20、配置：因子 A 為二水準(zhǔn)，放置於第一，因子B、C、D 為三水準(zhǔn)放置於第二至第四，空以e表示4、根據(jù)直交表執(zhí)行實驗收集資料 每組實驗取相同製程條件之4片氧化銦錫（Indium Tin Oxide, ITO）玻璃進測，每片ITO玻璃測印刷區(qū)塊之上、下、左、右及中間，共5個測點之膜厚值，因此，每組實驗可得20個觀測值，18種實驗，共得到360筆配向膜印刷膜厚之觀測值田口方法的STATISTICA程式進入STATISTICA模組選項後選 工業(yè)統(tǒng)計與Six Sigma選 實驗設(shè)計(DOE) 選 進階選田口穩(wěn)健實驗設(shè)計按確定(1)設(shè)計實驗 在設(shè)計實驗?zāi)＝M下，在陣列下選適當(dāng)?shù)闹苯槐?如L8、L18、L27等

21、) 按確定點選Generate design選L18按OK按OK若在外側(cè)直交表有replicate 4次，則在新增至設(shè)計中的空白變數(shù)行數(shù)目鈕將0改為4，以備鍵入實驗觀察值y。若事先已算好SN比，則將空白變數(shù)行數(shù)目鈕將0改1，為得一行空白行，以備鍵入SN比的資料。再按摘要看結(jié)果。(2)分析設(shè)計點選分析設(shè)計在問題類型選望大特性、望目特性、望小特性等問題類型(此時問題類型上方的方框會出現(xiàn)對應(yīng)的問題類型的說明) 按變數(shù)在反應(yīng)變數(shù)與獨立變數(shù)選入適當(dāng)?shù)淖償?shù)(若須計算 SN比，則反應(yīng)變數(shù)選不止一個，若SN比已算好，則問題類型要選最大平均SN比值，反應(yīng)變數(shù)只選SN比一個)按確定出現(xiàn)實驗分析對話方塊，再做必要的點選。如快速欄的ANOVA，變異數(shù)分析效用欄的效用