田口方法與Minitab應用培訓課件

2022/12/111田口方法和Minitab應用TaguchiDesignofExperimentsandMinitabApplicationRoc

Luo2011.03.012022/12/91田口方法2022/12/112產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點田口方法的產(chǎn)生背景田口方法的特點、基本概念及其應用田口的產(chǎn)品設計的三個階段正交試驗法的概念和基本方法田口對產(chǎn)品質量引入了新的定義田口方法與傳統(tǒng)設計的區(qū)別Minitab中的田口設計試驗靜態(tài)田口設計示例插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化示例小結—Minitab中田口方法的優(yōu)點主要內容2022/12/92產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點主要內容2022/12/113產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點2022/12/93產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點2022/12/114產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點2022/12/94產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點2022/12/115DOE對企業(yè)的積極影響：雷達圖2022/12/95DOE對企業(yè)的積極影響：雷達圖2022/12/116試驗設計定義實驗設計是對實驗方案進行最優(yōu)設計，以降低實驗誤差和生產(chǎn)費用，減少實驗工作量，并對實驗結果進行科學分析的一種方法。（廣義）當需要探尋或驗證產(chǎn)品質量或工藝或資源利用是否為最佳狀態(tài)時，實驗設計（DesignofExperiments）是最科學、最經(jīng)濟的方法。（狹義）對試驗設計的需求迫切性

20世紀90年代前，美國工廠中90％不知道如何解決長期性質量問題公司利用的是工人的體力而不是智慧

90％的技術規(guī)范和容差是錯的不知道對產(chǎn)品/工藝參數(shù)進行優(yōu)化認為缺陷和偏差是不可避免的2022/12/96試驗設計定義實驗設計是對實驗方案進行最優(yōu)2022/12/117試驗設計的效果在質量管理中所遇到的，不論是設計新產(chǎn)品，還是改革舊工藝、提高產(chǎn)品質量、減低成本，大都需要做試驗。一個好的試驗設計方法，既可以減少試驗次數(shù)，縮短試驗時間和避免盲目性，又能迅速得到有效的結果如何安排試驗，有一個方法問題不好的試驗設計方法，即使做了大量的試驗，也未必能達到預期的目的；相同原料更便宜的原料相同制程相同產(chǎn)品相同功能為什么良品率不一樣？為什么可以做出低成本高質量的產(chǎn)品？2022/12/97試驗設計的效果在質量管理中所遇到的，不論2022/12/118田口實驗設計與田口方法的產(chǎn)生背景田口實驗設計田口設計或正交表是一種設計試驗的方法，這種設計通常只需要全因子組合的一部分。是一個部分因子矩陣，可確保對任一因子的各個水平進行平衡比較。在田口設計分析中，每個因子可以獨立于其他所有因子進行評估。田口方法的產(chǎn)生背景正交設計是田口方法的主要工具，創(chuàng)立于50年代初;它是一種高效益的試驗設計與最優(yōu)化技術。在60年代，日本應用正交設計就已超過百萬次。田口玄一博士介紹：“日本人學質量管理，用一半時間學習正交設計”。在日本，據(jù)說一個工程師如果不懂這方面知識，只能算半個工程師。二次大戰(zhàn)后日本經(jīng)濟高速增長并超過美國的一個決定性(技術)因素是在于推廣應用正交設計。其原因是:美國對專業(yè)技術(系統(tǒng)設計)投入很多，日本則較少，主要是向美國照搬照學；對通用技術(參數(shù)設計和容差設計)美國缺少和落后，日本則大大領先。美國研究日本戰(zhàn)后強盛的原因后，認為日本制勝的法寶有兩項：QFD(質量機能展開，自顧客要求一直策劃到相應的制造管理要求)田口方法(簡單易學，沒有復雜的統(tǒng)計原理)2022/12/98田口實驗設計與田口方法的產(chǎn)生背景田口實驗2022/12/119田口方法的特點田口方法是日本質量管理專家田口玄一博士創(chuàng)立的一門嶄新的質量管理技術,它立足于工程技術,著眼于經(jīng)濟效益,開辟了質量管理的新天地。與傳統(tǒng)的質量管理相比,有以下特色:(1)工程特色用工程的方法來研究產(chǎn)品質量,把產(chǎn)品設計當成工程設計,把產(chǎn)品設計質量的好壞看成是工程設計質量,用產(chǎn)品給社會造成的經(jīng)濟損失來衡量產(chǎn)品的質量。(2)“源流”管理理論

“源流”管理的思想把質量管理向前推進了一步。認為開發(fā)設計階段是源流、是上游,制造和檢驗階段是下游。質量管理中,“抓好上游管理,下游管理就很容易?！比粼O計質量水平不高,生產(chǎn)制造中很難造出高質量的產(chǎn)品,即所謂“先天不足,后患無窮”。(3)產(chǎn)品開發(fā)的三次設計法

產(chǎn)品開發(fā)設計(包括生產(chǎn)工藝設計)可以分為三個階段進行,即系統(tǒng)設計—參數(shù)設計—容差設計。2022/12/99田口方法的特點田口方法是日本質量管理專家2022/12/1110田口方法的基本概念-01設計/產(chǎn)品/制程品質特性（響應值）控制因子（輸入變量）噪聲因子（不可控因子）信號因子XYUM對于一個設計、產(chǎn)品或者制程，我們可用其參數(shù)圖來表示。如圖所示，其中y表示此過程輸出的產(chǎn)品或制程的品質特性(響應值)。影響y的參數(shù)可分為信號因子(M)、控制因子(X)和噪音因子(u)三類。下面將對這三類參數(shù)詳細探討。信號因子(M)，是由產(chǎn)品使用人或操作人設定的參數(shù)，用以表示產(chǎn)品反應所應有的值。舉例來說，一臺電扇的轉速，即為使用人期望應有風量的信號因子。汽車前輪的操縱的角度，即為使用人期望該車行車轉彎半徑的信號因子。又例如數(shù)字通訊系統(tǒng)中發(fā)送的0與1，復印機影印時的原始文件等，也皆為信號因子。設計、產(chǎn)品或制程的圖解2022/12/910田口方法的基本概念-01設計/產(chǎn)品/制2022/12/1111田口方法的基本概念-02正交試驗法是研究與處理多因素試驗的一種科學方法，它是在實踐經(jīng)驗與理論認識的基礎上，利用正交表來科學、合理安排和分析眾多因素的試驗方法。選擇三個或兩個不同的水平影響因素

全面試驗次數(shù)

正交試驗次數(shù)4349310=59049727=128920世紀40年代，田口玄一博士使用設計好的正交表安排實驗2.正交表是按正交性排列好的用于安排多因素實驗的表格1.正交試驗設計就是使用正交表（OrthogonalArray）來安排實驗的方法。3.穩(wěn)健性參數(shù)設計使用田口設計（正交表），使您可以通過很少幾次運行便可分析許多因子。田口設計是平衡的，也就是說，試驗中不對因子進行或多或少的加權，因此，可以相互獨立地對因子進行分析。2022/12/911田口方法的基本概念-02正交試驗法是研2022/12/1112田口方法的基本概念-03正交表意味著設計是平衡的，即各個因子水平被賦予相等的權重。2022/12/912田口方法的基本概念-03正交表意味著設2022/12/1113田口方法的應用技術開發(fā)產(chǎn)品設計制程設計生產(chǎn)管制生產(chǎn)線外品質工程★系統(tǒng)設計★參數(shù)設計★允差設計★測量器具的系統(tǒng)校正生產(chǎn)線上品質工程★利用計量值的控制★制程的診斷與調節(jié)★反饋系統(tǒng)的設計與管制★預防保養(yǎng)★規(guī)格、安全與檢查設計2022/12/913田口方法的應用技術開發(fā)產(chǎn)品設計制程設計2022/12/1114一則發(fā)人深省的新聞報道1979年4月17日，日本《朝日新聞》報道：對日本索尼工廠生產(chǎn)的彩色電視機與美國加州索尼工廠生產(chǎn)的彩色電視機進行報導，美國索尼工廠生產(chǎn)線全由日本引進，產(chǎn)品檢驗、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并不受美國人歡迎。因為美國生產(chǎn)的電視機雖然檢驗嚴格，然而只是保證了個個產(chǎn)品應通過合格的下限，質量平平；而日本生產(chǎn)的電視機則增加了穩(wěn)健設計的關鍵的參數(shù)容差設計思想，使產(chǎn)品從色彩、清晰度、抗干擾能力等諸多指標上保證有99.7%的產(chǎn)品是令顧客滿意的高質量產(chǎn)品。2022/12/914一則發(fā)人深省的新聞報道1979年4月12022/12/1115一則發(fā)人深省的新聞報道田口方法是最常應用在參數(shù)設計和允差設計，以使制造出來的產(chǎn)品成本最低、變異最小。2022/12/915一則發(fā)人深省的新聞報道田口方法是最常應2022/12/1116田口對產(chǎn)品質量引入了新的定義損失函數(shù)損失函數(shù)系數(shù)超出容差的質量成本損失A0消費者允許容差(產(chǎn)品容差、功能界限）△0已知某損失A，求允許容差公式△所謂質量就是產(chǎn)品上市后給與社會的損失，但是由于功能本身所產(chǎn)生的損失除外；1、定義中的“社會”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“給與社會的損失”系包括：

●由于產(chǎn)品功能波動所造成的損失

●由于產(chǎn)品弊害項目所造成的損失3、定義中“給與社會的損失”，不包括功能本身所產(chǎn)生的損失。

關于功能本身給社會以怎樣的損失，以及如何減少其損失，這不是質量管理的問題。2022/12/916田口對產(chǎn)品質量引入了新的定義損損失函超2022/12/1117質量損失函數(shù)示例平均質量損失：K的決定方法：1、根據(jù)功能界限△0和相應的損失A0確定k2、根據(jù)容差△和相應的損失A確定k例1：某電視機電源電路的直流輸出電壓Y的目標值m=115V,功能界限△0=25V，喪失功能的損失A0=300元。1、求損失函數(shù)中的系數(shù)k;2、已知不合格時的損失A=1元，求容差△；3、若某產(chǎn)品的直流輸出電壓y=112V,問此產(chǎn)品該不該上市；例2：加工某裝配件共20件，其尺寸與目標尺寸的偏差（mm）為0.30.6-0.5-0.2011.20.8-0.60.900.20.81.1-0.5-0.200.30.81.3用戶使用的容許范圍（相當于功能界限）為△0=3mm,否則將裝配不上，此造成的損失為A0=180元，求這批產(chǎn)品的平均質量損失。2022/12/917質量損失函數(shù)示例平均質量損失：K的決定2022/12/1118技術規(guī)格限與目標值田口提出的“質量損失函數(shù)”的概念，是評價產(chǎn)品質量的另一個重要方面。2022/12/918技術規(guī)格限與目標值田口提出的“質量損失2022/12/1119田口方法與傳統(tǒng)設計的區(qū)別2022/12/919田口方法與傳統(tǒng)設計的區(qū)別2022/12/1120產(chǎn)品設計的三個階段田口原一博士被認為是穩(wěn)健性參數(shù)設計的最先提出者，該設計是用于產(chǎn)品或過程設計的工程方法，關注的是使變異性和/或對噪聲的敏感度最小化。只要使用得當，田口設計可成為一種高效有力的方法，用于設計能在各種條件下以最優(yōu)狀態(tài)一致運行的產(chǎn)品。

在穩(wěn)健性參數(shù)設計中，主要目標是在調整（或保持）目標過程的同時，找出使響應變異最小化的因子設置。確定影響變異的因子之后，可以嘗試找出將減小變異、使產(chǎn)品對不可控（噪聲）因子的變化不敏感或同時達到這兩種效果的可控制因子的設置。2022/12/920產(chǎn)品設計的三個階段田口2022/12/1121參數(shù)設計的基本思想產(chǎn)品質量特性y是隨機變量，所以損失函數(shù)L(y)也是隨機的；對隨機變量評定的最好方法是用其平均值（數(shù)學期望）。損失函數(shù)L(y)的均值EL=E[L(y)]稱為平均損失E(L)=E(y–m)2=E[(y–Ey)+(Ey–m)]2=E(y–Ey)2+(Ey–m)2=σ2+δ2σ2=E(y–Ey)2，它是y與自己均值的偏差的平方，y的方差；δ2=(Ey–m)2，它是y的均值對目標值的偏差的平方；減少平均損失的兩步法1.減少波動，把y的標準差σ降低2.減少偏差，使y的均值向目標值靠攏2022/12/921參數(shù)設計的基本思想產(chǎn)品質量特性y是隨機2022/12/1122參數(shù)設計的基本思想：例子解決思路：不是去改變環(huán)境（重新設計和建造新窯），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)境溫度差異對產(chǎn)品質量的影響。穩(wěn)健設計不是去控制波動源，而是設法降低波動源的影響；2022/12/922參數(shù)設計的基本思想：例子解決思路：2022/12/1123Minitab中的田口設計試驗使用Minitab之前，需要確定最適合您試驗的田口設計。在田口設計中，是以所選控制因子水平組合來測量響應的。每個控制因子水平組合稱為一個運行，每個度量稱為一個觀測值。田口設計提供每個試驗檢驗運行的規(guī)范。田口設計也稱為正交表，是一個部分因子矩陣，可確保對任一因子的各個水平進行平衡比較。在田口設計分析中，每個因子可以獨立于其他所有因子進行評估。選擇設計時，需要確定相關控制因子的數(shù)量確定每個因子的水平數(shù)確定可以執(zhí)行的運行數(shù)確定其他因素（如成本、時間或設施可用性）對設計選擇的影響

Minitab田口正交表2022/12/923Minitab中的田口設計試驗使用2022/12/1124Minitab中的田口設計試驗（續(xù)）

執(zhí)行田口設計試驗可能包括以下步驟：1

開始使用Minitab之前，需要先完成所有預試驗計劃。例如，需要為內側陣列選擇控制因子，為外側陣列選擇噪聲因子?？刂埔蜃邮强梢赃M行控制以優(yōu)化過程的因子。噪聲因子是可以影響系統(tǒng)性能但在預期的產(chǎn)品使用過程中不受控制的因子。請注意，雖然在過程或產(chǎn)品使用中不能控制噪聲因子，但是為了進行試驗必須能夠控制噪聲因子。2

使用創(chuàng)建田口設計生成田口設計（正交表）?；蛘呤褂米远x田口設計根據(jù)工作表中已有的數(shù)據(jù)創(chuàng)建設計。使用“自定義田口設計”，可以指定哪些列是因子和信號因子。然后，便可以輕松地分析設計并生成圖。3

創(chuàng)建設計后，可以使用修改設計來重命名因子、更改因子水平、向靜態(tài)設計中添加信號因子、忽略現(xiàn)有信號因子（將設計作為靜態(tài)設計處理）以及為現(xiàn)有信號因子添加新水平。4

創(chuàng)建設計后，可以使用顯示設計來更改Minitab在工作表中表示因子所用的單位（已編碼或未編碼）。5

執(zhí)行試驗并收集響應數(shù)據(jù)。然后在Minitab工作表中輸入數(shù)據(jù)。請參見收集和輸入數(shù)據(jù)。6

使用“分析田口設計”分析試驗數(shù)據(jù)。請參見分析田口設計。7

使用“預測結果”預測所選新因子設置的信噪比和響應特征。請參見預測結果。

2022/12/924Minitab中的田口設計試驗（續(xù)）2022/12/1125Minitab中的田口設計試驗（續(xù)）

2022/12/925Minitab中的田口設計試驗（續(xù)）2022/12/1126靜態(tài)田口設計示例-01

背景：您是高爾夫球制造商，現(xiàn)在正在進行一項旨在使球的飛行距離最大化的新設計。您確定了四個控制因子，每個因子有兩個水平：●核心材料（液體與鎢）●核心直徑（118與156）●波紋數(shù)（392與422）●表層厚度（0.03與0.06）您還想檢驗核心材料與核心直徑之間的交互作用。

響應為球的飛行距離（以英尺計）。噪聲因子為兩種類型的高爾夫球棍：長打棒和5號鐵頭球棒。您測量每種球棍打出球的距離，在工作表中形成兩個噪聲因子列。由于您的目標是使飛行距離最大化，因此選擇望大信噪比。步驟1:陳述實際問題使球的飛行距離最大化的新設計。步驟2:陳述重要的因子和水平控制因子：核心材料（液體與鎢）；核心直徑（118與156）；波紋數(shù)（392與422）；表層厚度（0.03與0.06）噪聲因子：長打棒和5號鐵頭球棒

2022/12/926靜態(tài)田口設計示例-01

背景：您是高爾2022/12/1127靜態(tài)田口設計示例-02

步驟3:設計試驗—田口正交表Minitab中:統(tǒng)計>DOE>田口>創(chuàng)建田口設計(步驟圖）

最后點擊‘確定’，生成田口正交表2022/12/927靜態(tài)田口設計示例-02

步驟3:設計2022/12/1128靜態(tài)田口設計示例-03

步驟3：試驗設計（續(xù)）--Minitab輸出正交表

在Minitab“田口設計”主對話框上點擊“確定”，生成如下實驗表格步驟4:做實驗/收集數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)在Minitab的‘’高爾夫.mtw文件中。在Minitab主界面，從‘文件’\‘打開工作表’\Minitab軟件所存放的路徑打開上表）以上為兩種不同的棒打出的結果，即噪聲因子1、2的值在工作表中對數(shù)據(jù)進行布局，以使每行都包含內側陣列中的控制因子①

以及外側陣列中噪聲因子②

的一次完整運行所得到的響應值?？梢暂斎氲淖畲箜憫袛?shù)為50?？梢暂斎氲淖钚№憫袛?shù)取決于您的設計。僅在以下條件下才能輸入一個響應列：在其他所有情況下，必須至少輸入2個響應列設計中包含仿行

(在同一試驗條件下的多次執(zhí)行被視為單獨的運行，稱為仿行)。

在每次運行時測量多個噪聲因子然后再創(chuàng)建設計，以使其在每個因子設置組合中具有多個運行。然后，可以在單個響應列中輸入噪聲因子。（有關更多說明，請參見Minitab‘幫助’中的內容）您使用“望大”或“望小”信噪比并且不分析或存儲標準差。②①2022/12/928靜態(tài)田口設計示例-03

步驟3：試驗設2022/12/1129靜態(tài)田口設計示例-04

1

打開工作表“高爾夫球.MTW”。已為您保存了設計和響應數(shù)據(jù)。（在Minitab主界面，從‘文件’\‘打開工作表’\Minitab軟件所存放的路徑打開上表）2

選擇統(tǒng)計>DOE>田口>分析田口設計。3

在響應數(shù)據(jù)位于中，輸入長打棒和鐵頭球棒。4

單擊分析。5

在顯示響應表為與擬合線性模型為下，選中信噪比和均值。單擊確定。6

單擊項。7

使用箭頭按鈕或通過雙擊將項AB

移至所選項中。單擊確定。8

單擊選項。9

在信噪比下，選擇望大。在每個對話框中單擊確定。步驟5:分析靜態(tài)田口設計

2022/12/929靜態(tài)田口設計示例-04

1

打開2022/12/1130靜態(tài)田口設計示例-05

步驟5:分析靜態(tài)田口設計（續(xù)）

（步驟流程圖）最后點擊‘確定’，生成田口分析結果圖、表2022/12/930靜態(tài)田口設計示例-05

步驟5:分析靜2022/12/1131靜態(tài)田口設計示例-06步驟5:分析靜態(tài)田口設計（續(xù)）

（會話窗口的輸出）解釋結果每個線性模型分析都提供每個因子低水平的系數(shù)、其p值以及方差分析表。使用這些結果可以確定因子是否與響應數(shù)據(jù)顯著相關以及每個因子在模型中的相對重要性。按絕對值排列的系數(shù)順序表示每個因子對響應的相對重要性；系數(shù)最大的因子影響也最大。方差分析表中的連續(xù)平方和和調整平方和也表示每個因子的相對重要性；平方和最大的因子影響也最大。這些結果反映了響應表中的因子秩。

在此示例中，為信噪比和均值生成了結果。對于信噪比，所有因子和交互作用項在a水平為0.10時都是顯著的。對于均值，核心材料(p=0.045)、核心直徑(p=0.024)以及材料與直徑的交互作用(p=0.06)的p值小于0.10，因此它們都是顯著的。但由于交互作用中涉及兩個因子，因此需要先了解交互作用，然后才能分別考慮每個因子的效應。2022/12/931靜態(tài)田口設計示例-06步驟5:分析靜態(tài)2022/12/1132靜態(tài)田口設計示例-07步驟5:分析靜態(tài)田口設計（續(xù)）

（圖形窗口的輸出1）結果解釋：Minitab基于Delta值分配秩；將秩1分配給最大的Delta值，將秩2分配給第二大的Delta值，依此類推。使用響應表中的水平平均值可以確定每個因子的哪個水平可提供最佳結果。在此示例中，秩表明核心直徑對信噪比和均值的影響最大。對于信噪比，表層厚度的影響次之，然后是核心材料和波紋。對于均值，核心材料的影響次之，然后是波紋和表層厚度對于此示例，由于目標是增加球的飛行距離，因此您需要的是能產(chǎn)生最高均值的因子水平。在田口試驗中，始終都需要使信噪比最大化。響應表中的水平平均值表明，當核心材料為液體、核心直徑為118、有392個波紋以及表層厚度為0.06時，信噪比和均值達到最大。檢查主效應圖和交互作用圖可以確證這些結果。交互作用圖表明，球核使用液體時，飛行距離在核心直徑為118時達到最大。

2022/12/932靜態(tài)田口設計示例-07步驟5:分析靜態(tài)2022/12/1133靜態(tài)田口設計示例-08步驟5:分析靜態(tài)田口設計（續(xù)）

（圖形窗口的輸出2）2022/12/933靜態(tài)田口設計示例-08步驟5:分析靜態(tài)2022/12/1134靜態(tài)田口設計示例-09

步驟6:預測田口結果

材料液體直徑118波紋392厚度0.06然后，可能需要使用“預測結果”來查看這些因子設置的預測信噪比和均值。根據(jù)這些結果，應將因子設置為：假設您要預測高爾夫球試驗的結果。您確定了您認為會影響高爾夫球飛行距離的四個可控因子：核心材料、核心直徑、波紋數(shù)和表層厚度。由于您要使信噪比和均值最大化，因此選擇了以下因子設置：液體核心、核心直徑118、392個波紋以及表層厚度0

.06。具體

操作步驟如下：1

打開工作表“高爾夫球2.MTW”。已為您保存了設計和響應信息。2

選擇統(tǒng)計>DOE>田口>預測田口結果。3

取消選中標準差和標準差的自然對數(shù)。4

單擊項。確保項A、B、C、D和AB都位于所選項框中。單擊確定。4

單擊水平。5

在指定新因子水平的方法下，選擇從列表中選擇水平。6

在水平下，單擊第一行并根據(jù)下表選擇因子水平。然后，使用鍵沿該列下移并選擇其余的因子水平.7

在每個對話框中單擊確定。2022/12/934靜態(tài)田口設計示例-09

步驟6:預測田2022/12/1135靜態(tài)田口設計示例-10

步驟6:預測田口結果（續(xù)）（步驟流程圖）

最后點擊‘確定’，生成預測結果2022/12/935靜態(tài)田口設計示例-10

步驟6:預測田2022/12/1136靜態(tài)田口設計示例-11

步驟6:預測田口結果（續(xù)）

（會話窗口的輸出）解釋結果對于您選擇的因子設置，信噪比預測為53.6844，均值（球的平均飛行距離）預測為276碼。然后，您可以使用這些因子設置來運行試驗，以檢驗模型的準確性。2022/12/936靜態(tài)田口設計示例-11

步驟6:預測田2022/12/1137插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

項目背景：DVP3258/94在生產(chǎn)中靜噪三極管使用了粵晶高科供應的三極管,此管的Vbe導通門限電壓較高,未工作在深度飽和狀態(tài),靜噪不徹底,導致插撥電開關機爆音,需對此問題進行分析改善.步驟二：選擇因子與水平（

陳述重要的因子和水平）采用特性要因圖對因子進行分析找出有關因子14個步驟一：陳述實際問題使插撥電開關機爆音降低。2022/12/937插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

項2022/12/1138插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步驟二：選擇因子與水平（續(xù)）采用QFD對因子進行分析,找出關鍵因子2個,分別是R107和Q15的Vbe.質量機能展開2022/12/938插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步2022/12/1139插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步驟二：選擇因子與水平（續(xù)）1）如下圖所示，R107的下限范圍不宜太小，阻值太小會在開機的瞬間燒壞Q14，根據(jù)Q14規(guī)格書得到流過R107的電流不能大于80mA，Ib=5V-Ube/80mA=54歐，系統(tǒng)中只有68歐，因此下限定為68歐；2)如下圖所示，實際測試中R104中A點的拔插電瞬間電壓約等于5.1V，按照產(chǎn)品規(guī)格要求，B點的拔插電瞬間電壓不允許超過100mV，因此Uab＝5.1-0.1=5V，Q15的Ic＝Uab/R104=5/470=10.6mA,因此Q15飽和導通Ic最少需要10.6mA。Ib＝Ic/β≈1mA(β根據(jù)規(guī)格書得到)，所以得到R107＝5V-Ube/1mA＝4.3K，得到R107的上限值,系統(tǒng)中沒有此規(guī)格電阻,因此上限定為3.9K；3）R107的中間值采用1K.4)聯(lián)系供應商得知Q15三極管Vbe的上下限規(guī)格及中間值為0.65V,0.95V,0.7VR107的三水平：68Ω、1K、3.9KQ15Vbe的三水平：0.65V、0.7V、0.95V2022/12/939插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步2022/12/1140插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步驟三：設計試驗—田口正交表根據(jù)2因子及3水平，決定采用L9的試驗Minitab中:統(tǒng)計>DOE>田口>創(chuàng)建田口設計(步驟圖）最后點擊‘確定’，生成田口正交表2022/12/940插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步2022/12/1141插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例步驟三：設計試驗（續(xù)）--Minitab輸出正交表

在Minitab“田口設計”主對話框上點擊“確定”，生成如下實驗表格步驟四:做實驗/收集數(shù)據(jù)按照試驗計劃實施,測得B點在開機和關機時的輸出電壓,見上表2022/12/941插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例步驟2022/12/11421

選擇統(tǒng)計>DOE>田口>分析田口設計。2

在響應數(shù)據(jù)位于中，輸入開機（平均值）。3

單擊分析。4

在顯示響應表為與擬合線性模型為下，選中信噪比和均值。單擊確定。5

單擊項。使用箭頭按鈕或通過雙擊將項A、B

移至所選項中。單擊確定。單擊分析圖形，選擇四合一。單擊確定。8

單擊選項。9

在信噪比下，選擇望大。在每個對話框中單擊確定。步驟五:分析田口設計--開機（平均值）

插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例備注：關機（平均值）的分析，只需在第2點中的輸入改為關機（平均值）2

在響應數(shù)據(jù)位于中，輸入關機（平均值）。2022/12/9421

選擇統(tǒng)計>DOE>田2022/12/1143（步驟流程圖）步驟五:分析田口設計（續(xù)）--開機（平均值）

插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例最后點擊‘確定’，生成田口分析結果圖、表2022/12/943（步驟流程圖）步驟五:分析田口設計（續(xù)2022/12/1144步驟五:分析田口設計（續(xù)）--開機（平均值）

插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例從方差分析的主效應來看,P值<0.05,顯示選定的模型總的效果是顯著的,有效的;R107的P值=0.000,說明此因子對于開機噪音的影響是顯著的（會話窗口的輸出）一般而言，R2（擬合優(yōu)度）越大，模型與數(shù)據(jù)擬合得越好，R2始終在0與100%之間，到達90%一般認為模型可接收。模型有效性分析選擇統(tǒng)計>回歸>回歸2022/12/944步驟五:分析田口設計（續(xù)）--開機（平2022/12/1145步驟五:分析田口設計--開機（平均值）

插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例模型有效性分析從殘差圖分析,數(shù)據(jù)沒有明顯的規(guī)律性,數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布,選定模型有效.（圖形窗口的輸出—四合一殘值圖）2022/12/945步驟五:分析田口設計--開機（平均值）2022/12/1146步驟五:分析田口設計--開機（平均值）/關機（平均值）

插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例（圖形窗口的輸出—主效應圖）通過開機的主效應圖分析,R107的斜率很大,對開機噪音的影響是顯著的,1K時的輸出電壓最?。ㄐ旁氡茸畲螅?Q105Vbe對開機噪音的影響不明顯.通過關機的主效應圖分析,R107和Q105Vbe對關機噪音的影響均是顯著的,R107在1K和Q105Vbe在0.65V時輸出電壓最小（信噪比最大）.田口方法任何時候都是信噪比越大越好2022/12/946步驟五:分析田口設計--開機（平均值）2022/12/1147步驟五:分析田口設計--開機（平均值）/關機（平均值）

插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例（圖形窗口的輸出—交互作用圖）從因子的交互作用圖來分析：R107與Q105對開機噪音沒有明顯的交互作用,但對于關機噪音,因子之間有明顯的交互作用,對響應變量有顯著影響.2022/12/947步驟五:分析田口設計--開機（平均值）2022/12/1148插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步驟六：結論綜合上述分析得出初步結論如下:●R107對開關機爆音的影響是顯著的,Q105Vbe對開關機爆音的影響不明顯.●R107在1K左右時,B點的輸出電壓最小,在68歐姆和3.9K時輸出電壓均明顯上升.●Q105Vbe在0.95V時,B點輸出電壓會略有超出規(guī)格要求,在0.65V和0.70V時符合要求.根據(jù)前次試驗結果,R107取值在1K左右時可以使B點輸出電壓最小,為了取得更準確的結果,需要對這個值進行優(yōu)化,根據(jù)電阻規(guī)格,上規(guī)格取470歐姆,下規(guī)格取1.8K歐姆進行相同的試驗,試驗方案如下表,同樣是9次試驗（即只改變R107因子水平）步驟七：因子優(yōu)化與確認按照試驗計劃實施,測得B點在開機和關機時的輸出電壓,見左表2022/12/948插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步2022/12/1149步驟七：因子優(yōu)化與確認--開機/關機插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例（圖形窗口的輸出—交互作用圖）從主效應圖分析,R107在470,1K,1.8K時B點輸出電壓雖然均在規(guī)格要求內(<100mV),但在1K時輸出電壓最低（信噪比最大）,因此在這個電路中,R107的最優(yōu)值是1K.（主效應圖）主觀聽音確認,電視機音量設定為90：1.R107取值3.9K,插撥電源插頭均有很大噪音;2.R107取值1K,插撥電源插頭基本沒有噪音.2022/12/949步驟七：因子優(yōu)化與確認--開機/關機插2022/12/1150插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步驟八：項目總結●通過特性要因圖和QFD的使用,找出了對開關機爆音影響最大的關鍵因子;通過兩輪的試驗設計,找出了影響最大的因子及因子的最優(yōu)值,R107=1K歐姆時電路輸出的噪音最小,達到了此項目實施的目的.●通過此次項目的實施,對DOE有了一個較全面的了解,對DOE的作用也有了較深的認識,就是通過重復的試驗,分析,找出因子的最佳值,得到最佳的設計方案.●通過此次實際的操作,對DOE的實施方法也已明確,總結出基本的實施流程如下：2022/12/950插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步2022/12/1151小結—Minitab中田口方法的優(yōu)點在Minitab軟件中，田口方法與其它試驗方法相比具有如下優(yōu)點：1、使用正交表，確保了各因子水平被賦予相等的權重；2、田口正交表有更多的組合選擇，可以根據(jù)實際需要選擇更適

用的正交表；3、引入信噪比分析，而信噪比與質量成本密切相關；4、均值與信噪比響應表中有試驗因子的Delta自動排序計算結果，

因子的重要性一目了然.5、在田口試驗中，始終都需要使信噪比最大化，且當信噪比每

增加3dB,則單位成本損失將減少一半。經(jīng)濟效應也一目了然，

不再是抽象的數(shù)字結果。2022/12/951小結—Minitab中田口方法的優(yōu)點在2022/12/1152田口方法和Minitab應用TaguchiDesignofExperimentsandMinitabApplicationRoc

Luo2011.03.012022/12/91田口方法2022/12/1153產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點田口方法的產(chǎn)生背景田口方法的特點、基本概念及其應用田口的產(chǎn)品設計的三個階段正交試驗法的概念和基本方法田口對產(chǎn)品質量引入了新的定義田口方法與傳統(tǒng)設計的區(qū)別Minitab中的田口設計試驗靜態(tài)田口設計示例插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化示例小結—Minitab中田口方法的優(yōu)點主要內容2022/12/92產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點主要內容2022/12/1154產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點2022/12/93產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點2022/12/1155產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點2022/12/94產(chǎn)品全生命周期質量保證技術的特點2022/12/1156DOE對企業(yè)的積極影響：雷達圖2022/12/95DOE對企業(yè)的積極影響：雷達圖2022/12/1157試驗設計定義實驗設計是對實驗方案進行最優(yōu)設計，以降低實驗誤差和生產(chǎn)費用，減少實驗工作量，并對實驗結果進行科學分析的一種方法。（廣義）當需要探尋或驗證產(chǎn)品質量或工藝或資源利用是否為最佳狀態(tài)時，實驗設計（DesignofExperiments）是最科學、最經(jīng)濟的方法。（狹義）對試驗設計的需求迫切性

20世紀90年代前，美國工廠中90％不知道如何解決長期性質量問題公司利用的是工人的體力而不是智慧

90％的技術規(guī)范和容差是錯的不知道對產(chǎn)品/工藝參數(shù)進行優(yōu)化認為缺陷和偏差是不可避免的2022/12/96試驗設計定義實驗設計是對實驗方案進行最優(yōu)2022/12/1158試驗設計的效果在質量管理中所遇到的，不論是設計新產(chǎn)品，還是改革舊工藝、提高產(chǎn)品質量、減低成本，大都需要做試驗。一個好的試驗設計方法，既可以減少試驗次數(shù)，縮短試驗時間和避免盲目性，又能迅速得到有效的結果如何安排試驗，有一個方法問題不好的試驗設計方法，即使做了大量的試驗，也未必能達到預期的目的；相同原料更便宜的原料相同制程相同產(chǎn)品相同功能為什么良品率不一樣？為什么可以做出低成本高質量的產(chǎn)品？2022/12/97試驗設計的效果在質量管理中所遇到的，不論2022/12/1159田口實驗設計與田口方法的產(chǎn)生背景田口實驗設計田口設計或正交表是一種設計試驗的方法，這種設計通常只需要全因子組合的一部分。是一個部分因子矩陣，可確保對任一因子的各個水平進行平衡比較。在田口設計分析中，每個因子可以獨立于其他所有因子進行評估。田口方法的產(chǎn)生背景正交設計是田口方法的主要工具，創(chuàng)立于50年代初;它是一種高效益的試驗設計與最優(yōu)化技術。在60年代，日本應用正交設計就已超過百萬次。田口玄一博士介紹：“日本人學質量管理，用一半時間學習正交設計”。在日本，據(jù)說一個工程師如果不懂這方面知識，只能算半個工程師。二次大戰(zhàn)后日本經(jīng)濟高速增長并超過美國的一個決定性(技術)因素是在于推廣應用正交設計。其原因是:美國對專業(yè)技術(系統(tǒng)設計)投入很多，日本則較少，主要是向美國照搬照學；對通用技術(參數(shù)設計和容差設計)美國缺少和落后，日本則大大領先。美國研究日本戰(zhàn)后強盛的原因后，認為日本制勝的法寶有兩項：QFD(質量機能展開，自顧客要求一直策劃到相應的制造管理要求)田口方法(簡單易學，沒有復雜的統(tǒng)計原理)2022/12/98田口實驗設計與田口方法的產(chǎn)生背景田口實驗2022/12/1160田口方法的特點田口方法是日本質量管理專家田口玄一博士創(chuàng)立的一門嶄新的質量管理技術,它立足于工程技術,著眼于經(jīng)濟效益,開辟了質量管理的新天地。與傳統(tǒng)的質量管理相比,有以下特色:(1)工程特色用工程的方法來研究產(chǎn)品質量,把產(chǎn)品設計當成工程設計,把產(chǎn)品設計質量的好壞看成是工程設計質量,用產(chǎn)品給社會造成的經(jīng)濟損失來衡量產(chǎn)品的質量。(2)“源流”管理理論

“源流”管理的思想把質量管理向前推進了一步。認為開發(fā)設計階段是源流、是上游,制造和檢驗階段是下游。質量管理中,“抓好上游管理,下游管理就很容易?！比粼O計質量水平不高,生產(chǎn)制造中很難造出高質量的產(chǎn)品,即所謂“先天不足,后患無窮”。(3)產(chǎn)品開發(fā)的三次設計法

產(chǎn)品開發(fā)設計(包括生產(chǎn)工藝設計)可以分為三個階段進行,即系統(tǒng)設計—參數(shù)設計—容差設計。2022/12/99田口方法的特點田口方法是日本質量管理專家2022/12/1161田口方法的基本概念-01設計/產(chǎn)品/制程品質特性（響應值）控制因子（輸入變量）噪聲因子（不可控因子）信號因子XYUM對于一個設計、產(chǎn)品或者制程，我們可用其參數(shù)圖來表示。如圖所示，其中y表示此過程輸出的產(chǎn)品或制程的品質特性(響應值)。影響y的參數(shù)可分為信號因子(M)、控制因子(X)和噪音因子(u)三類。下面將對這三類參數(shù)詳細探討。信號因子(M)，是由產(chǎn)品使用人或操作人設定的參數(shù)，用以表示產(chǎn)品反應所應有的值。舉例來說，一臺電扇的轉速，即為使用人期望應有風量的信號因子。汽車前輪的操縱的角度，即為使用人期望該車行車轉彎半徑的信號因子。又例如數(shù)字通訊系統(tǒng)中發(fā)送的0與1，復印機影印時的原始文件等，也皆為信號因子。設計、產(chǎn)品或制程的圖解2022/12/910田口方法的基本概念-01設計/產(chǎn)品/制2022/12/1162田口方法的基本概念-02正交試驗法是研究與處理多因素試驗的一種科學方法，它是在實踐經(jīng)驗與理論認識的基礎上，利用正交表來科學、合理安排和分析眾多因素的試驗方法。選擇三個或兩個不同的水平影響因素

全面試驗次數(shù)

正交試驗次數(shù)4349310=59049727=128920世紀40年代，田口玄一博士使用設計好的正交表安排實驗2.正交表是按正交性排列好的用于安排多因素實驗的表格1.正交試驗設計就是使用正交表（OrthogonalArray）來安排實驗的方法。3.穩(wěn)健性參數(shù)設計使用田口設計（正交表），使您可以通過很少幾次運行便可分析許多因子。田口設計是平衡的，也就是說，試驗中不對因子進行或多或少的加權，因此，可以相互獨立地對因子進行分析。2022/12/911田口方法的基本概念-02正交試驗法是研2022/12/1163田口方法的基本概念-03正交表意味著設計是平衡的，即各個因子水平被賦予相等的權重。2022/12/912田口方法的基本概念-03正交表意味著設2022/12/1164田口方法的應用技術開發(fā)產(chǎn)品設計制程設計生產(chǎn)管制生產(chǎn)線外品質工程★系統(tǒng)設計★參數(shù)設計★允差設計★測量器具的系統(tǒng)校正生產(chǎn)線上品質工程★利用計量值的控制★制程的診斷與調節(jié)★反饋系統(tǒng)的設計與管制★預防保養(yǎng)★規(guī)格、安全與檢查設計2022/12/913田口方法的應用技術開發(fā)產(chǎn)品設計制程設計2022/12/1165一則發(fā)人深省的新聞報道1979年4月17日，日本《朝日新聞》報道：對日本索尼工廠生產(chǎn)的彩色電視機與美國加州索尼工廠生產(chǎn)的彩色電視機進行報導，美國索尼工廠生產(chǎn)線全由日本引進，產(chǎn)品檢驗、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并不受美國人歡迎。因為美國生產(chǎn)的電視機雖然檢驗嚴格，然而只是保證了個個產(chǎn)品應通過合格的下限，質量平平；而日本生產(chǎn)的電視機則增加了穩(wěn)健設計的關鍵的參數(shù)容差設計思想，使產(chǎn)品從色彩、清晰度、抗干擾能力等諸多指標上保證有99.7%的產(chǎn)品是令顧客滿意的高質量產(chǎn)品。2022/12/914一則發(fā)人深省的新聞報道1979年4月12022/12/1166一則發(fā)人深省的新聞報道田口方法是最常應用在參數(shù)設計和允差設計，以使制造出來的產(chǎn)品成本最低、變異最小。2022/12/915一則發(fā)人深省的新聞報道田口方法是最常應2022/12/1167田口對產(chǎn)品質量引入了新的定義損失函數(shù)損失函數(shù)系數(shù)超出容差的質量成本損失A0消費者允許容差(產(chǎn)品容差、功能界限）△0已知某損失A，求允許容差公式△所謂質量就是產(chǎn)品上市后給與社會的損失，但是由于功能本身所產(chǎn)生的損失除外；1、定義中的“社會”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“給與社會的損失”系包括：

●由于產(chǎn)品功能波動所造成的損失

●由于產(chǎn)品弊害項目所造成的損失3、定義中“給與社會的損失”，不包括功能本身所產(chǎn)生的損失。

關于功能本身給社會以怎樣的損失，以及如何減少其損失，這不是質量管理的問題。2022/12/916田口對產(chǎn)品質量引入了新的定義損損失函超2022/12/1168質量損失函數(shù)示例平均質量損失：K的決定方法：1、根據(jù)功能界限△0和相應的損失A0確定k2、根據(jù)容差△和相應的損失A確定k例1：某電視機電源電路的直流輸出電壓Y的目標值m=115V,功能界限△0=25V，喪失功能的損失A0=300元。1、求損失函數(shù)中的系數(shù)k;2、已知不合格時的損失A=1元，求容差△；3、若某產(chǎn)品的直流輸出電壓y=112V,問此產(chǎn)品該不該上市；例2：加工某裝配件共20件，其尺寸與目標尺寸的偏差（mm）為0.30.6-0.5-0.2011.20.8-0.60.900.20.81.1-0.5-0.200.30.81.3用戶使用的容許范圍（相當于功能界限）為△0=3mm,否則將裝配不上，此造成的損失為A0=180元，求這批產(chǎn)品的平均質量損失。2022/12/917質量損失函數(shù)示例平均質量損失：K的決定2022/12/1169技術規(guī)格限與目標值田口提出的“質量損失函數(shù)”的概念，是評價產(chǎn)品質量的另一個重要方面。2022/12/918技術規(guī)格限與目標值田口提出的“質量損失2022/12/1170田口方法與傳統(tǒng)設計的區(qū)別2022/12/919田口方法與傳統(tǒng)設計的區(qū)別2022/12/1171產(chǎn)品設計的三個階段田口原一博士被認為是穩(wěn)健性參數(shù)設計的最先提出者，該設計是用于產(chǎn)品或過程設計的工程方法，關注的是使變異性和/或對噪聲的敏感度最小化。只要使用得當，田口設計可成為一種高效有力的方法，用于設計能在各種條件下以最優(yōu)狀態(tài)一致運行的產(chǎn)品。

在穩(wěn)健性參數(shù)設計中，主要目標是在調整（或保持）目標過程的同時，找出使響應變異最小化的因子設置。確定影響變異的因子之后，可以嘗試找出將減小變異、使產(chǎn)品對不可控（噪聲）因子的變化不敏感或同時達到這兩種效果的可控制因子的設置。2022/12/920產(chǎn)品設計的三個階段田口2022/12/1172參數(shù)設計的基本思想產(chǎn)品質量特性y是隨機變量，所以損失函數(shù)L(y)也是隨機的；對隨機變量評定的最好方法是用其平均值（數(shù)學期望）。損失函數(shù)L(y)的均值EL=E[L(y)]稱為平均損失E(L)=E(y–m)2=E[(y–Ey)+(Ey–m)]2=E(y–Ey)2+(Ey–m)2=σ2+δ2σ2=E(y–Ey)2，它是y與自己均值的偏差的平方，y的方差；δ2=(Ey–m)2，它是y的均值對目標值的偏差的平方；減少平均損失的兩步法1.減少波動，把y的標準差σ降低2.減少偏差，使y的均值向目標值靠攏2022/12/921參數(shù)設計的基本思想產(chǎn)品質量特性y是隨機2022/12/1173參數(shù)設計的基本思想：例子解決思路：不是去改變環(huán)境（重新設計和建造新窯），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)境溫度差異對產(chǎn)品質量的影響。穩(wěn)健設計不是去控制波動源，而是設法降低波動源的影響；2022/12/922參數(shù)設計的基本思想：例子解決思路：2022/12/1174Minitab中的田口設計試驗使用Minitab之前，需要確定最適合您試驗的田口設計。在田口設計中，是以所選控制因子水平組合來測量響應的。每個控制因子水平組合稱為一個運行，每個度量稱為一個觀測值。田口設計提供每個試驗檢驗運行的規(guī)范。田口設計也稱為正交表，是一個部分因子矩陣，可確保對任一因子的各個水平進行平衡比較。在田口設計分析中，每個因子可以獨立于其他所有因子進行評估。選擇設計時，需要確定相關控制因子的數(shù)量確定每個因子的水平數(shù)確定可以執(zhí)行的運行數(shù)確定其他因素（如成本、時間或設施可用性）對設計選擇的影響

Minitab田口正交表2022/12/923Minitab中的田口設計試驗使用2022/12/1175Minitab中的田口設計試驗（續(xù)）

執(zhí)行田口設計試驗可能包括以下步驟：1

開始使用Minitab之前，需要先完成所有預試驗計劃。例如，需要為內側陣列選擇控制因子，為外側陣列選擇噪聲因子。控制因子是可以進行控制以優(yōu)化過程的因子。噪聲因子是可以影響系統(tǒng)性能但在預期的產(chǎn)品使用過程中不受控制的因子。請注意，雖然在過程或產(chǎn)品使用中不能控制噪聲因子，但是為了進行試驗必須能夠控制噪聲因子。2

使用創(chuàng)建田口設計生成田口設計（正交表）。或者使用自定義田口設計根據(jù)工作表中已有的數(shù)據(jù)創(chuàng)建設計。使用“自定義田口設計”，可以指定哪些列是因子和信號因子。然后，便可以輕松地分析設計并生成圖。3

創(chuàng)建設計后，可以使用修改設計來重命名因子、更改因子水平、向靜態(tài)設計中添加信號因子、忽略現(xiàn)有信號因子（將設計作為靜態(tài)設計處理）以及為現(xiàn)有信號因子添加新水平。4

創(chuàng)建設計后，可以使用顯示設計來更改Minitab在工作表中表示因子所用的單位（已編碼或未編碼）。5

執(zhí)行試驗并收集響應數(shù)據(jù)。然后在Minitab工作表中輸入數(shù)據(jù)。請參見收集和輸入數(shù)據(jù)。6

使用“分析田口設計”分析試驗數(shù)據(jù)。請參見分析田口設計。7

使用“預測結果”預測所選新因子設置的信噪比和響應特征。請參見預測結果。

2022/12/924Minitab中的田口設計試驗（續(xù)）2022/12/1176Minitab中的田口設計試驗（續(xù)）

2022/12/925Minitab中的田口設計試驗（續(xù)）2022/12/1177靜態(tài)田口設計示例-01

背景：您是高爾夫球制造商，現(xiàn)在正在進行一項旨在使球的飛行距離最大化的新設計。您確定了四個控制因子，每個因子有兩個水平：●核心材料（液體與鎢）●核心直徑（118與156）●波紋數(shù)（392與422）●表層厚度（0.03與0.06）您還想檢驗核心材料與核心直徑之間的交互作用。

響應為球的飛行距離（以英尺計）。噪聲因子為兩種類型的高爾夫球棍：長打棒和5號鐵頭球棒。您測量每種球棍打出球的距離，在工作表中形成兩個噪聲因子列。由于您的目標是使飛行距離最大化，因此選擇望大信噪比。步驟1:陳述實際問題使球的飛行距離最大化的新設計。步驟2:陳述重要的因子和水平控制因子：核心材料（液體與鎢）；核心直徑（118與156）；波紋數(shù)（392與422）；表層厚度（0.03與0.06）噪聲因子：長打棒和5號鐵頭球棒

2022/12/926靜態(tài)田口設計示例-01

背景：您是高爾2022/12/1178靜態(tài)田口設計示例-02

步驟3:設計試驗—田口正交表Minitab中:統(tǒng)計>DOE>田口>創(chuàng)建田口設計(步驟圖）

最后點擊‘確定’，生成田口正交表2022/12/927靜態(tài)田口設計示例-02

步驟3:設計2022/12/1179靜態(tài)田口設計示例-03

步驟3：試驗設計（續(xù)）--Minitab輸出正交表

在Minitab“田口設計”主對話框上點擊“確定”，生成如下實驗表格步驟4:做實驗/收集數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)在Minitab的‘’高爾夫.mtw文件中。在Minitab主界面，從‘文件’\‘打開工作表’\Minitab軟件所存放的路徑打開上表）以上為兩種不同的棒打出的結果，即噪聲因子1、2的值在工作表中對數(shù)據(jù)進行布局，以使每行都包含內側陣列中的控制因子①

以及外側陣列中噪聲因子②

的一次完整運行所得到的響應值?？梢暂斎氲淖畲箜憫袛?shù)為50?？梢暂斎氲淖钚№憫袛?shù)取決于您的設計。僅在以下條件下才能輸入一個響應列：在其他所有情況下，必須至少輸入2個響應列設計中包含仿行

(在同一試驗條件下的多次執(zhí)行被視為單獨的運行，稱為仿行)。

在每次運行時測量多個噪聲因子然后再創(chuàng)建設計，以使其在每個因子設置組合中具有多個運行。然后，可以在單個響應列中輸入噪聲因子。（有關更多說明，請參見Minitab‘幫助’中的內容）您使用“望大”或“望小”信噪比并且不分析或存儲標準差。②①2022/12/928靜態(tài)田口設計示例-03

步驟3：試驗設2022/12/1180靜態(tài)田口設計示例-04

1

打開工作表“高爾夫球.MTW”。已為您保存了設計和響應數(shù)據(jù)。（在Minitab主界面，從‘文件’\‘打開工作表’\Minitab軟件所存放的路徑打開上表）2

選擇統(tǒng)計>DOE>田口>分析田口設計。3

在響應數(shù)據(jù)位于中，輸入長打棒和鐵頭球棒。4

單擊分析。5

在顯示響應表為與擬合線性模型為下，選中信噪比和均值。單擊確定。6

單擊項。7

使用箭頭按鈕或通過雙擊將項AB

移至所選項中。單擊確定。8

單擊選項。9

在信噪比下，選擇望大。在每個對話框中單擊確定。步驟5:分析靜態(tài)田口設計

2022/12/929靜態(tài)田口設計示例-04

1

打開2022/12/1181靜態(tài)田口設計示例-05

步驟5:分析靜態(tài)田口設計（續(xù)）

（步驟流程圖）最后點擊‘確定’，生成田口分析結果圖、表2022/12/930靜態(tài)田口設計示例-05

步驟5:分析靜2022/12/1182靜態(tài)田口設計示例-06步驟5:分析靜態(tài)田口設計（續(xù)）

（會話窗口的輸出）解釋結果每個線性模型分析都提供每個因子低水平的系數(shù)、其p值以及方差分析表。使用這些結果可以確定因子是否與響應數(shù)據(jù)顯著相關以及每個因子在模型中的相對重要性。按絕對值排列的系數(shù)順序表示每個因子對響應的相對重要性；系數(shù)最大的因子影響也最大。方差分析表中的連續(xù)平方和和調整平方和也表示每個因子的相對重要性；平方和最大的因子影響也最大。這些結果反映了響應表中的因子秩。

在此示例中，為信噪比和均值生成了結果。對于信噪比，所有因子和交互作用項在a水平為0.10時都是顯著的。對于均值，核心材料(p=0.045)、核心直徑(p=0.024)以及材料與直徑的交互作用(p=0.06)的p值小于0.10，因此它們都是顯著的。但由于交互作用中涉及兩個因子，因此需要先了解交互作用，然后才能分別考慮每個因子的效應。2022/12/931靜態(tài)田口設計示例-06步驟5:分析靜態(tài)2022/12/1183靜態(tài)田口設計示例-07步驟5:分析靜態(tài)田口設計（續(xù)）

（圖形窗口的輸出1）結果解釋：Minitab基于Delta值分配秩；將秩1分配給最大的Delta值，將秩2分配給第二大的Delta值，依此類推。使用響應表中的水平平均值可以確定每個因子的哪個水平可提供最佳結果。在此示例中，秩表明核心直徑對信噪比和均值的影響最大。對于信噪比，表層厚度的影響次之，然后是核心材料和波紋。對于均值，核心材料的影響次之，然后是波紋和表層厚度對于此示例，由于目標是增加球的飛行距離，因此您需要的是能產(chǎn)生最高均值的因子水平。在田口試驗中，始終都需要使信噪比最大化。響應表中的水平平均值表明，當核心材料為液體、核心直徑為118、有392個波紋以及表層厚度為0.06時，信噪比和均值達到最大。檢查主效應圖和交互作用圖可以確證這些結果。交互作用圖表明，球核使用液體時，飛行距離在核心直徑為118時達到最大。

2022/12/932靜態(tài)田口設計示例-07步驟5:分析靜態(tài)2022/12/1184靜態(tài)田口設計示例-08步驟5:分析靜態(tài)田口設計（續(xù)）

（圖形窗口的輸出2）2022/12/933靜態(tài)田口設計示例-08步驟5:分析靜態(tài)2022/12/1185靜態(tài)田口設計示例-09

步驟6:預測田口結果

材料液體直徑118波紋392厚度0.06然后，可能需要使用“預測結果”來查看這些因子設置的預測信噪比和均值。根據(jù)這些結果，應將因子設置為：假設您要預測高爾夫球試驗的結果。您確定了您認為會影響高爾夫球飛行距離的四個可控因子：核心材料、核心直徑、波紋數(shù)和表層厚度。由于您要使信噪比和均值最大化，因此選擇了以下因子設置：液體核心、核心直徑118、392個波紋以及表層厚度0

.06。具體

操作步驟如下：1

打開工作表“高爾夫球2.MTW”。已為您保存了設計和響應信息。2

選擇統(tǒng)計>DOE>田口>預測田口結果。3

取消選中標準差和標準差的自然對數(shù)。4

單擊項。確保項A、B、C、D和AB都位于所選項框中。單擊確定。4

單擊水平。5

在指定新因子水平的方法下，選擇從列表中選擇水平。6

在水平下，單擊第一行并根據(jù)下表選擇因子水平。然后，使用鍵沿該列下移并選擇其余的因子水平.7

在每個對話框中單擊確定。2022/12/934靜態(tài)田口設計示例-09

步驟6:預測田2022/12/1186靜態(tài)田口設計示例-10

步驟6:預測田口結果（續(xù)）（步驟流程圖）

最后點擊‘確定’，生成預測結果2022/12/935靜態(tài)田口設計示例-10

步驟6:預測田2022/12/1187靜態(tài)田口設計示例-11

步驟6:預測田口結果（續(xù)）

（會話窗口的輸出）解釋結果對于您選擇的因子設置，信噪比預測為53.6844，均值（球的平均飛行距離）預測為276碼。然后，您可以使用這些因子設置來運行試驗，以檢驗模型的準確性。2022/12/936靜態(tài)田口設計示例-11

步驟6:預測田2022/12/1188插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

項目背景：DVP3258/94在生產(chǎn)中靜噪三極管使用了粵晶高科供應的三極管,此管的Vbe導通門限電壓較高,未工作在深度飽和狀態(tài),靜噪不徹底,導致插撥電開關機爆音,需對此問題進行分析改善.步驟二：選擇因子與水平（

陳述重要的因子和水平）采用特性要因圖對因子進行分析找出有關因子14個步驟一：陳述實際問題使插撥電開關機爆音降低。2022/12/937插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

項2022/12/1189插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步驟二：選擇因子與水平（續(xù)）采用QFD對因子進行分析,找出關鍵因子2個,分別是R107和Q15的Vbe.質量機能展開2022/12/938插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步2022/12/1190插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步驟二：選擇因子與水平（續(xù)）1）如下圖所示，R107的下限范圍不宜太小，阻值太小會在開機的瞬間燒壞Q14，根據(jù)Q14規(guī)格書得到流過R107的電流不能大于80mA，Ib=5V-Ube/80mA=54歐，系統(tǒng)中只有68歐，因此下限定為68歐；2)如下圖所示，實際測試中R104中A點的拔插電瞬間電壓約等于5.1V，按照產(chǎn)品規(guī)格要求，B點的拔插電瞬間電壓不允許超過100mV，因此Uab＝5.1-0.1=5V，Q15的Ic＝Uab/R104=5/470=10.6mA,因此Q15飽和導通Ic最少需要10.6mA。Ib＝Ic/β≈1mA(β根據(jù)規(guī)格書得到)，所以得到R107＝5V-Ube/1mA＝4.3K，得到R107的上限值,系統(tǒng)中沒有此規(guī)格電阻,因此上限定為3.9K；3）R107的中間值采用1K.4)聯(lián)系供應商得知Q15三極管Vbe的上下限規(guī)格及中間值為0.65V,0.95V,0.7VR107的三水平：68Ω、1K、3.9KQ15Vbe的三水平：0.65V、0.7V、0.95V2022/12/939插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步2022/12/1191插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步驟三：設計試驗—田口正交表根據(jù)2因子及3水平，決定采用L9的試驗Minitab中:統(tǒng)計>DOE>田口>創(chuàng)建田口設計(步驟圖）最后點擊‘確定’，生成田口正交表2022/12/940插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例

步2022/12/1192插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例步驟三：設計試驗（續(xù)）--Minitab輸出正交表

在Minitab“田口設計”主對話框上點擊“確定”，生成如下實驗表格步驟四:做實驗/收集數(shù)據(jù)按照試驗計劃實施,測得B點在開機和關機時的輸出電壓,見上表2022/12/941插撥電開關機爆音問題參數(shù)優(yōu)化-示例步驟2022/12/11931