實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與質(zhì)量改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與質(zhì)量改進(jìn)第一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日第一節(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）。第二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日一個(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。第三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日實(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。第四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日穩(wěn)健設(shè)計(jì)也稱(chēng)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。第五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日產(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。第六頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日二、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。第七頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日三、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。第八頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日質(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,)第九頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日實(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9-2第十頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日2.基本概念(1)響應(yīng)變量(響應(yīng)輸出):衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果好壞的指標(biāo)根據(jù)響應(yīng)變量是否可用數(shù)值表示：定量的響應(yīng)變量定性的響應(yīng)變量根據(jù)同一實(shí)驗(yàn)響應(yīng)變量的個(gè)數(shù)：?jiǎn)雾憫?yīng)變量多響應(yīng)變量第十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日(2)因子(因素)：影響響應(yīng)變量的因素定量因子定性因子可控因子不可控因子一般記為：A，B，C，…..等(3)因子水平：實(shí)驗(yàn)中因子所處的各個(gè)狀態(tài)一般記為：A1,A2,A3…B1,B2,B3…第十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日舉例：某化學(xué)工程中，為了提高合成樹(shù)脂的抗拉強(qiáng)度，決定進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過(guò)考查：添加劑種類(lèi)和添加量影響較大，希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)找出這兩種重要影響因素的最佳組合。添加劑種類(lèi)A：水平：A1(甲)、A2(乙)─定性因子添加量B：水平：B1(4%)、B2(6%)、B3(8%)─定量因子第十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日因果圖：抗拉強(qiáng)度添加劑種類(lèi)A添加量B響應(yīng)變量第十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行，先確定一個(gè)因子的最佳水平，然后再確是另一個(gè)因子的最佳水平。先將B因子的某一水平（如B1：4%）固定，對(duì)A因子的各水平實(shí)驗(yàn)。假設(shè)結(jié)果A2為最佳，固定A2，再對(duì)B因子的各水平實(shí)驗(yàn)，結(jié)果為B2(6%)為最佳。使抗拉強(qiáng)度最大的最佳因子組合為A2B2。第十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日這種實(shí)驗(yàn)方式每次只對(duì)一個(gè)因子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以稱(chēng)為單一因子實(shí)驗(yàn)法。因子之間常有交互作用存在，用單一因子實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)有多個(gè)因子的實(shí)驗(yàn)是不可靠的，常會(huì)導(dǎo)出錯(cuò)誤的結(jié)論。單一因子實(shí)驗(yàn)法不是理想的實(shí)驗(yàn)法。第十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日兩個(gè)因子之間的交互作用稱(chēng)為二因子交互作用；

三個(gè)因子之間的交互作用稱(chēng)為三因子交互作用。上例中：因子A、B的交互作用記為：A×BB1B2B3A1253530A2304035AB抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)：B1B2B3···403020···A2A1因子交互作用圖沒(méi)有交互作用添加量抗拉強(qiáng)度第十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日B1B2B3A1253530A2403020AB抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)：B1B2B3······A2A1403020因子交互作用圖有交互作用添加量抗拉強(qiáng)度第十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則（費(fèi)歇爾三原則）(1)重復(fù)性原則基本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該重復(fù)進(jìn)行若干次，目的是獲得較精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(2)隨機(jī)化原則是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用統(tǒng)計(jì)方法的基石，避免人為引起的系統(tǒng)性誤差，要求實(shí)驗(yàn)材料的分配和各個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的次序都是隨機(jī)確定的。(3)區(qū)組化原則是用來(lái)提高實(shí)驗(yàn)精確度的一種方法，將實(shí)驗(yàn)對(duì)象按照某種水平或標(biāo)準(zhǔn)加以分組，同一組內(nèi)的實(shí)驗(yàn)盡量保證受同樣的影響。第十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分類(lèi)1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流派分源于西方的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)方法田口方法2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理分全因子實(shí)驗(yàn)部分因子實(shí)驗(yàn)響應(yīng)曲面田口方法第二十頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日3.按因素的個(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.按因素的水平數(shù)分2水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)3水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)K水平實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)混合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第二十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟1.明確實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)2.選擇響應(yīng)輸出3.確定影響響應(yīng)輸出的主要因素及各主要因素的水平4.選擇實(shí)驗(yàn)類(lèi)型5.確定實(shí)驗(yàn)策略6.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)7.模型擬合和診斷8.解釋模型9.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果第二十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日六、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，而不是對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析；2.不要期望設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)來(lái)解決所有的問(wèn)題；3.對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證是衡量實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模型是否正確的唯一標(biāo)準(zhǔn)。第二十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)全因子實(shí)驗(yàn)一、全因子實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介全因子實(shí)驗(yàn)(FullFactorialDesignofExperiments)又稱(chēng)析因?qū)嶒?yàn)，它研究?jī)蓚€(gè)或多個(gè)因子的效應(yīng)，在這類(lèi)實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)完全實(shí)驗(yàn)或每一次重復(fù)中，這些因子的所有可能的水平組合都被研究到。全因子實(shí)驗(yàn)不僅可以得到每個(gè)因子的主效應(yīng)，而且可以獲得因子之間的交互作用。第二十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日因子效應(yīng)（主效應(yīng)）：當(dāng)該因子的水平改變時(shí)所產(chǎn)生響應(yīng)的變化，這種效應(yīng)常稱(chēng)之為主效應(yīng)。交互作用：一個(gè)因子的水平間的響應(yīng)差會(huì)隨著其他因子的水平不同而不同，當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，因子之間就存在交互作用。因子的主效應(yīng)和因子之間的交互作用均可通過(guò)圖來(lái)表示：第二十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日B1B2B3···403020···A2A1因子交互作用圖沒(méi)有交互作用B1B2B3······A2A1403020因子交互作用圖有交互作用第二十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日全因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的應(yīng)用條件：影響因子的個(gè)數(shù)少于5個(gè)；因子之間可能存在交互作用；響應(yīng)輸出和影響因子之間是線(xiàn)性關(guān)系。第二十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日二、2K析因設(shè)計(jì)2k析因設(shè)計(jì)─是指每一個(gè)因子只有兩個(gè)水平的全因子實(shí)驗(yàn)。2k─k個(gè)因子，每個(gè)因子具有2個(gè)水平。常用22析因設(shè)計(jì)，即只有兩個(gè)因子，每個(gè)因子2個(gè)水平。書(shū)上該部份數(shù)學(xué)模型及其求解就不介紹了。第二十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)部分因子實(shí)驗(yàn)和RSM簡(jiǎn)介一、部分因子實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介全因子實(shí)驗(yàn)：因子↑→實(shí)驗(yàn)次數(shù)↑→成本↑部分因子實(shí)驗(yàn)(FractionalFactorialDesignofExperiments)─是在假設(shè)高階交互作用不顯著的情況下，將全因子實(shí)驗(yàn)壓縮，獲得關(guān)于主效應(yīng)和低階交互作用的信息。部分因子實(shí)驗(yàn)主要用于實(shí)驗(yàn)之初的因子篩選階段，在隨后的實(shí)驗(yàn)中對(duì)那些被識(shí)別為重要的因子再進(jìn)行更為深入的研究，如進(jìn)行全因子實(shí)驗(yàn)研究。第二十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日部分因子實(shí)驗(yàn)成功應(yīng)用的基礎(chǔ)：效應(yīng)稀疏原理：當(dāng)有很多變量時(shí)，系統(tǒng)或過(guò)程很可能被少數(shù)幾個(gè)主要因子和低階交互作用所主宰，即主因子和低階交互作用真正影響過(guò)程質(zhì)量。投影特性：對(duì)于一個(gè)部分因子實(shí)驗(yàn)，剔除非顯著因子后，可投影到一個(gè)更強(qiáng)的由顯著性因子的子集組成的全因子實(shí)驗(yàn)或帶仿行的全因子實(shí)驗(yàn)中去。實(shí)驗(yàn)的序貫性：可以將兩個(gè)或多個(gè)部分因子實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)序貫（順序連貫）地組合成一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，用來(lái)估計(jì)所感興趣的因子效應(yīng)和交互作用。第三十頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日部分因子實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用條件：影響因子的個(gè)數(shù)在5個(gè)以上；高階交互作用項(xiàng)一般不顯著；響應(yīng)輸出和影響因子間是線(xiàn)性關(guān)系；為了檢查模型是否存在曲性，也盡量在模型中增加中心點(diǎn)；部分因子實(shí)驗(yàn)主要用來(lái)篩選顯著因子。第三十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日二、RSM簡(jiǎn)介響應(yīng)曲面方法(RSM:ResponseSurfaceMethodology)─是數(shù)學(xué)方法和統(tǒng)計(jì)方法結(jié)合的產(chǎn)物，是用來(lái)對(duì)所感興趣的響應(yīng)受多個(gè)變量的影響的問(wèn)題進(jìn)行建模和分析的，其目的是優(yōu)化這個(gè)響應(yīng)，是一種尋優(yōu)的方法。RSM是一個(gè)序貫方法，首先是確定哪些變量或者因子是重要的，把那些不重要的變量刪除掉，留下重要的變量，判斷響應(yīng)值離最優(yōu)點(diǎn)的遠(yuǎn)近，若響應(yīng)值不是最優(yōu)，通過(guò)一系列調(diào)整把過(guò)程變量向著最優(yōu)值的方向移動(dòng)。第三十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日響應(yīng)曲面法與全因子實(shí)驗(yàn)和部分因子實(shí)驗(yàn)的區(qū)別：第三十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)田口方法一、田口方法簡(jiǎn)介1.田口方法是一種最新穎、科學(xué)、有效的穩(wěn)健性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)方法，是穩(wěn)健性設(shè)計(jì)的主要技術(shù)?；舅枷氅と卧O(shè)計(jì)：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì)。第三十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日穩(wěn)健性設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量的有效方法。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想認(rèn)為：只有用質(zhì)量最好的原材料（零部件），才能組裝成質(zhì)量最好的整機(jī)；只有最嚴(yán)格的工藝條件才能制造出質(zhì)量最好的產(chǎn)品。70年代，世界上技術(shù)先進(jìn)國(guó)家已開(kāi)始以一種全新的設(shè)計(jì)概念取代了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。設(shè)計(jì)中心思想是采用最低廉的元件組裝成品質(zhì)量最好，可靠性最高的整機(jī)；采用最寬松的工藝條件加工出質(zhì)量最好、成本最低、收益最高的產(chǎn)品。其口號(hào)是“用三類(lèi)元件設(shè)計(jì)制造出一類(lèi)整機(jī)”。第三十五頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日在國(guó)際市場(chǎng)上占有最大份額的日本電氣產(chǎn)品以及美國(guó)三大汽車(chē)公司等都是在這種設(shè)計(jì)概念下取得了最好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，在放寬工藝要求，降低制造成本的條件下制造出高品質(zhì)的產(chǎn)品。穩(wěn)健性設(shè)計(jì)是日本著名的質(zhì)量管理專(zhuān)家田口玄一博士于70年代初創(chuàng)立的質(zhì)量管理新技術(shù)。該理論和方法不僅受到日本同時(shí)也受到歐美各國(guó)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)家、質(zhì)量管理專(zhuān)家、工程設(shè)計(jì)專(zhuān)家和企業(yè)人士關(guān)注，并在工程實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。因而人們將這種方法和理論稱(chēng)之為“田口方法”。第三十六頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日據(jù)資料介紹，日本數(shù)百家公司每年應(yīng)用田口方法完成10萬(wàn)項(xiàng)左右的實(shí)例項(xiàng)目研究，在不增加成本的情況下，大大提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量。田口的穩(wěn)健性設(shè)計(jì)方法被日本人作為日本產(chǎn)品打入國(guó)際市場(chǎng)并暢銷(xiāo)不衰的奧妙之一；是日本經(jīng)濟(jì)騰飛的秘訣和成功之道。美國(guó)波音公司已采用田口方法成功地進(jìn)行了飛機(jī)尾翼設(shè)計(jì)。美國(guó)航空航天局從94年開(kāi)始計(jì)劃用3～4年時(shí)間推行田口方法，從對(duì)高級(jí)領(lǐng)導(dǎo)人進(jìn)行培訓(xùn)、轉(zhuǎn)變觀念入手，并首先在航天飛機(jī)燃料儲(chǔ)箱設(shè)計(jì)中應(yīng)用。第三十七頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日2.三次設(shè)計(jì)三次設(shè)計(jì)通常有：直接擇優(yōu)——指能夠根據(jù)某一數(shù)量化的指標(biāo)，直接判別設(shè)計(jì)條件的優(yōu)劣，選擇優(yōu)良的設(shè)計(jì)參數(shù)組合；穩(wěn)定性擇優(yōu)——指在考慮影響產(chǎn)品性能指標(biāo)各因素都有誤差波動(dòng)的情況下，先選取好的條件和參數(shù)組合、使產(chǎn)生的性能指標(biāo)盡可能穩(wěn)定在設(shè)計(jì)的目標(biāo)值附近，再規(guī)劃各零部件或參數(shù)的波動(dòng)幅度，使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下能充分照顧到質(zhì)量效益。

第三十八頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日(1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指專(zhuān)業(yè)人員根據(jù)各個(gè)的技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，也就是通常所說(shuō)的產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，需要求出產(chǎn)品的性能指標(biāo)與各有關(guān)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。第三十九頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日(2)參數(shù)設(shè)計(jì)指在全系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，決定或選定系統(tǒng)各參數(shù)的最優(yōu)參數(shù)組合。要求不僅應(yīng)使產(chǎn)品有良好性能，而且在環(huán)境改變或元器件有所波動(dòng)劣化的情況，按照這種參數(shù)組合制造出來(lái)的產(chǎn)品，在性能上仍能保持穩(wěn)定。第四十頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日(3)容差設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)后確定了一組參數(shù)組合。但：是否還能減少參數(shù)波動(dòng)幅度使產(chǎn)品質(zhì)量特性更加穩(wěn)定？是否可以適當(dāng)降低元器件精度等級(jí)以降低成本？這兩個(gè)問(wèn)題實(shí)質(zhì)上是確定適當(dāng)?shù)脑骷?，以使產(chǎn)品的使用壽命周期費(fèi)用最低。第四十一頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日3.引起產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的噪聲、干擾引起產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)或引起產(chǎn)品功能偏離目標(biāo)值的原因來(lái)自以下三方面：外噪聲：由于環(huán)境因素與使用條件變化，會(huì)使產(chǎn)品不能正常發(fā)揮其功能，如溫度、濕度、電源電壓等。內(nèi)噪聲：產(chǎn)品在貯存或使用中，由于材料的老化或零部件磨損，其功能會(huì)逐漸發(fā)生變化。隨機(jī)噪聲：按同一規(guī)格和條件生產(chǎn)出來(lái)的一批產(chǎn)品，在同樣的環(huán)境條件下使用，各產(chǎn)品的質(zhì)量也會(huì)有差別。第四十二頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日一般說(shuō)來(lái)，抑制隨機(jī)噪聲是制造過(guò)程質(zhì)量管理應(yīng)解決的問(wèn)題；減少內(nèi)、外噪聲的影響，則主要是設(shè)計(jì)階段應(yīng)考慮的問(wèn)題；三次設(shè)計(jì)正是解決內(nèi)、外噪聲影響的問(wèn)題。第四十三頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日二、田口方法的重要概念1.損失函數(shù)質(zhì)量損失觀─質(zhì)量就是產(chǎn)品上市后給社會(huì)造成的損失，質(zhì)量越好，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)的形式因質(zhì)量特性的不同而有所差異。第四十四頁(yè)，共五十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）望目(期望的目標(biāo))特性的損失函數(shù)y─質(zhì)量特性值，m─目標(biāo)值當(dāng)y≠m，｜y-m｜↑→損失↑損失函數(shù)：L(y)=L(m+y-m)按泰勒公式展開(kāi)得書(shū)上P262，公式(9-25)最后得損失函數(shù)：

L(y)=k(y-m)2(9-26)