田口式實驗計劃法的應(yīng)用分析

田口式實驗計劃法的應(yīng)用分析第1頁/共101頁一、為什么需要實驗設(shè)計

同樣在生產(chǎn)同規(guī)格的產(chǎn)品，為什么有些廠商的良品率就是比較高。同樣是在生產(chǎn)同類型的產(chǎn)品，為什么有些人的產(chǎn)品性能以及壽命就是比較好，而成本又比較低呢？相同原料相同制程為什么良品率不一樣？相同產(chǎn)品相同功能更便宜的原料為什么可以做出低成本高質(zhì)量的產(chǎn)品？第2頁/共101頁實驗方法一次一個因素法每次只改變一個因子，而其它因子保持固定。缺點是不能保證結(jié)果的再現(xiàn)性，尤其是有交互作用時。例如在進行A1和A2的比較時，必須考慮到其它因子，但目前的方法無法達成。

第3頁/共101頁一次一因素的實驗實驗次數(shù)ABCDEFG實驗結(jié)果1A1B1C1D1E1F1G112A2B1C1D1E1F1G123A2B2C1D1E1F1G134A2B2C2D1E1F1G145A2B2C2D2E1F1G156A2B2C2D2E2F1G167A2B2C2D2E2F2G178A2B2C2D2E2F2G28第4頁/共101頁全因子實驗法全因子實驗法所有可能的組合都必須加以深究，信息全面，但相當耗費時間、金錢，例如:

7因子，2水準共須做128次實驗。13因子，3水準就必須做了1,594,323次實驗，如果每個實驗花3分鐘，每天8小時，一年250個工作天，共須做40年的時間。第5頁/共101頁A(64)B(32)C(16)D(8)E(4)F(2)G(1)結(jié)果111111112111111231111121411111225111121161111212711112218111122291112111101112112111112121…..12722222211282222222第6頁/共101頁田口式實驗計劃法

由田口玄一博士所提出的一套實驗方法，它在工業(yè)上較具有實際應(yīng)用性，是以生產(chǎn)力和成本效益，而非困難的統(tǒng)計為依歸。廠商必須致力于在生產(chǎn)前就使復(fù)雜的產(chǎn)品達到高品質(zhì)。減少變異亦即要有較大的再現(xiàn)性和可靠性，而最終目的就是要為制造商和消費者節(jié)省更多的成本。第7頁/共101頁正交表(OrthogonalArray)直交表(正交表)

直交表用于實驗計劃，它的建構(gòu)，允許每一個因素的效果，可以在數(shù)學(xué)上，獨立予以評估?？梢杂行Ы档蛯嶒灤螖?shù)，進而節(jié)省時間、金錢而且又可以得到相當好的結(jié)果。

第8頁/共101頁次數(shù)ABCDEFG結(jié)果123456711111111Y121112222Y231221122Y341222211Y452121212Y562122121Y672211221Y782212112Y8第9頁/共101頁DOE運用的經(jīng)典案例：瓷磚工廠的實驗

在1953年，日本一個中等規(guī)模的瓷磚制造公司，花了200萬元，從西德買來一座新的隧道，窯本身有80公尺長，窯內(nèi)有一部搬運平臺車，上面堆著幾層瓷磚，沿著軌道緩慢移動，讓瓷磚承受燒烤。問題是，這些瓷磚尺寸大小的變異，他們發(fā)現(xiàn)外層瓷磚，有50%以上超出規(guī)格，則正好符合規(guī)格。引起瓷磚尺寸的變異，很明顯地在制程中，是一個雜音因素。解決問題，使得溫度分布更均勻，需要重新設(shè)計整個窯，需要額外再花50萬元，投資相當大。第10頁/共101頁內(nèi)部磁磚外層磁磚(尺寸大小有變異)上限下限尺寸大小改善前改善前外部磁磚內(nèi)部磁磚第11頁/共101頁原材料粉碎及混合成型燒成上釉燒成控制因素水準一(新案)水準二(現(xiàn)行)A:石灰石量5%1%B:某添加物粗細度細粗C:蠟石量53%43%D:蠟石種類新案組合現(xiàn)行組合E:原材料加料量1300公斤1200公斤浪費料回收量0%4%長石量0%5%第12頁/共101頁L8直交表A石灰石量B粗細度C蠟石量D蠟石種類E加料量F浪費回收G長石量每百件尺寸缺陷數(shù)ABCDEFG12345671234567111111115粗43現(xiàn)13000016211122225粗43新12004517312211225細53現(xiàn)13004512412222115細53新1200006521212121粗53現(xiàn)1200056621221211粗53新13004068722112211細43現(xiàn)12004042822121121細43新13000526第13頁/共101頁要素不良總數(shù)不良百分比要素不良總數(shù)不良百分比A151/40012.75E112230.50A214235.5E27117.75B110726.75F15413.50B28621.5F213934.75C110125.25G113233.00C29223.00G26115.25D17619.00合計19324.12D211729.25回應(yīng)表(ResponseTable)第14頁/共101頁最佳條件確認

由于缺陷是愈小愈好，所以依此選出的最佳條件為：A1B2C2D1E2F1G2。確認實驗：將預(yù)期的缺陷數(shù)和“確認實驗”的結(jié)果做比較。但事實上廠商選得是A1B2C1D1F1G2，主要的原因是C(蠟石)要因的價格很貴，但改善的效果又不大，所以選C1(蠟石含量為43%)

第15頁/共101頁內(nèi)部瓷磚外層瓷磚(尺寸大小有變異)上限下限尺寸大小改善前外部瓷磚內(nèi)部瓷磚改善后第16頁/共101頁討論題從本案例中，你認為最能提供最完整的實驗數(shù)據(jù)的是那一個方法?一次一個因子法全因子法正交實驗法正交實驗法有何優(yōu)點？

第17頁/共101頁線外品管系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)設(shè)計公差設(shè)計產(chǎn)品設(shè)計設(shè)計品管制程設(shè)計技術(shù)品管線上品管診斷預(yù)測測量生產(chǎn)制造品管服務(wù)顧客品管供應(yīng)商雙贏伙伴顧客需求期望滿意二、品質(zhì)工程第18頁/共101頁變異與雜音

雜音因素就是使機能特性，如制冷效率、磨耗和轉(zhuǎn)向力等偏離目標值的因素。雜音因素可分為三類：–

外部雜音─產(chǎn)品使用時，因使用條件，如溫度、濕度、灰塵等使機能發(fā)生變異，此類條件為外部雜音因素。–

內(nèi)部雜音(劣化)─產(chǎn)品組件的劣化。–

產(chǎn)品間雜音─既定制造條件下，條件變異所造成的產(chǎn)品間差異。–品質(zhì)管制活動的目標就是要生產(chǎn)經(jīng)得起雜音因素考驗的產(chǎn)品。堅耐性(Robustness)就是產(chǎn)品的機能特性對雜音因素的差異不敏感，不受影響。第19頁/共101頁品質(zhì)管制活動

某家公司做了一部份的空調(diào)，行銷世界各國：–

在發(fā)達國家其反應(yīng)制冷效果相當良好，但未不發(fā)達國家其反應(yīng)制冷效果不好，請問這是什么雜音。–

在進行產(chǎn)品測試時，發(fā)現(xiàn)一百臺產(chǎn)品中，有些制冷效果好，有些制冷效果差，請問這些什么雜音。–產(chǎn)品使用了一段時間之后，制冷效果變差，發(fā)現(xiàn)是里面的某一個零件壽命匹配不佳所造成，請問這些是什么雜音。

第20頁/共101頁25%50%75%100%199019801970196019501945借由檢驗而獲致的品質(zhì)效果借由制程控制而獲致的品質(zhì)成果借由實驗計劃而獲致的品質(zhì)成果品質(zhì)控制演進第21頁/共101頁品質(zhì)特性的種類

品質(zhì)特性可分為三類–

計量特性：能以連續(xù)尺度量測。–計數(shù)特性：不能以連續(xù)尺度量測，但能按不連績分級尺度分類。常依主觀而判定，如好、更好、最好。–動態(tài)特性：是一“系統(tǒng)”的機能品質(zhì)特性，取決于該系統(tǒng)的投入及其造成的結(jié)果(產(chǎn)出)。汽車自動排檔就是此種特性的好例子。當引擎速度改變(投入)，排檔也跟著變換、下移、上移或保留在原齒。第22頁/共101頁計量特性的種類

望目特性：此特性具有特定的目標值(愈近目標值愈好)，例如尺寸、換檔壓力、間隙等。望小特性：目標的極端值是(值愈小愈好)，例如磨耗、收縮、劣化、雜音水準等望大特性：目標值為無限大(值愈大愈好)，例如強度、壽命、燃料效率等。

第23頁/共101頁LSLmUSLLSLmUSLLSLmUSLLSLmUSL第24頁/共101頁乙工廠甲工廠工廠近似的分布不良百分率甲工廠均等幾近于零乙工廠常態(tài)0.3%第25頁/共101頁雜音和堅耐性

一些不想要和無法控制的因素，導(dǎo)致功能品質(zhì)特性偏離目標值。雜音對品質(zhì)有不良影響，然而，消除雜音因素常是很花錢的。例如在工廠內(nèi)，制程可能會受到溫度波動的影響。透過全廠的空調(diào)系統(tǒng)，消除此一雜音因素，很可能是太昂貴的解決方案。田口的技術(shù)是減少雜音因素的影響。這一套技術(shù)，幫助設(shè)計產(chǎn)品和改善制程，使得對雜音的敏感程度，降低最低。產(chǎn)品和制程對雜音最不敏感，我們稱之為“堅耐性”。堅耐性=高品質(zhì)

第26頁/共101頁品質(zhì)工程生產(chǎn)線外品管產(chǎn)品設(shè)計(產(chǎn)品改良)制程設(shè)計(制程改善)系統(tǒng)設(shè)計(創(chuàng)新)參數(shù)設(shè)計(最佳化)允差設(shè)計(最佳化)線上品管制程管制第27頁/共101頁設(shè)計過程─系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計：需要專門領(lǐng)域的技術(shù)知識和廣泛經(jīng)驗，用以創(chuàng)始設(shè)計，或訂出產(chǎn)品和制程的規(guī)格。例如，一位熟悉空調(diào)系統(tǒng)的工程師，可能被選來負責新型空調(diào)的原型設(shè)計，他的經(jīng)驗和知識，能夠活用過來。系統(tǒng)設(shè)計不必利用諸如實驗計劃之類的設(shè)計最佳方法。

第28頁/共101頁設(shè)計過程─參數(shù)設(shè)計和允差設(shè)計

二者都相當依賴設(shè)計最佳化的技術(shù)，以決定產(chǎn)品的參數(shù)值，而且／或是以成本有效的方法，找出其所允許的參數(shù)值偏差范圍.田口方法是最常應(yīng)用在參數(shù)設(shè)計和允差設(shè)計以使制造出來的產(chǎn)品成本最低、變異最小.第29頁/共101頁參數(shù)設(shè)計目的選擇最佳的條件(參數(shù))設(shè)計產(chǎn)品，使設(shè)計出來的產(chǎn)品，對雜音變量最不敏感。策略設(shè)計產(chǎn)品，剛開始從低成本的零件或原材料用起?？刂浦饕蛩睾碗s音因素間的交互作用和非線性效果，以達成“堅耐性”。減少變異性，而不必除去變異的原因，因為去除原因，通常都是昂貴的。

第30頁/共101頁應(yīng)用實驗計劃選擇最好的組合水準保留對雜音最不敏感的參數(shù)組合達成高品質(zhì)而不需增加成本日本的強項／美國的弱項第31頁/共101頁允差設(shè)計當參數(shù)設(shè)計不足以減少產(chǎn)出的變異，我們才轉(zhuǎn)向允差設(shè)計。對于某些生產(chǎn)因素，其變異會對輸出變異造成很大的影響，所以我們必須縮小其允差范圍。為了符合較緊的制程規(guī)格，往往需要較高級的材料和較好的設(shè)備。因此允差設(shè)計經(jīng)常導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。

第32頁/共101頁

允差設(shè)計其實是資料變異分解的應(yīng)用，以找出對最終產(chǎn)品的變異影響最大的因素。它所采取的方法，不是縮緊系統(tǒng)的所有允差，而是透過分析得知，允差何者需要縮緊，何者可以放寬。換句話說，我們找出那些具有最高貢獻率的雜音因素，加以緊縮其允差，對低貢獻率的零件則可以放寬其允差，而達到成本最小化。

第33頁/共101頁允差設(shè)計目的在產(chǎn)品及制程參數(shù)，經(jīng)參數(shù)實驗計劃，得到最佳設(shè)定條件后，用以決定可容許的變異范圍。策略開始階段，采用俱較寬允差的低成本材料和零件。利用經(jīng)參數(shù)實驗計劃決定的最佳設(shè)定條件，以確定我們品質(zhì)特性的總變異。如果變異超出允許的范圍，則選擇性地緊縮允差，并且／或者提高材枓和零件的等級。使用技術(shù)–

用變異數(shù)分析法，決定各種因素導(dǎo)致的總變異量。影響變異較大的因素，必須考慮較緊的規(guī)格和較高等級的品質(zhì)。第34頁/共101頁三、直交表?

傳統(tǒng)的實驗計劃方法是由英國的R.A.Fisher在本世紀初發(fā)明出來的，該方法包含多種的統(tǒng)計設(shè)計技巧，需要使用繁復(fù)的統(tǒng)計技巧，所以較少使用在工業(yè)界。?

田口方法：由田口玄一博士所提出，它刪除許多統(tǒng)計設(shè)計的工作，以一種可以直接、經(jīng)濟的方式一次就可以做許多因素的實驗，所以工業(yè)界上較常用。第35頁/共101頁次數(shù)ABCDEFG結(jié)果123456711111111Y121112222Y231221122Y341222211Y452121212Y562122121Y672211221Y782212112Y8第36頁/共101頁交互作用原先假設(shè)因素的效果不會受其它因素水準的影響，然而在實際的狀況并非如此；當一個因素的效果與其它因素水準相互影響時，因素間就有交互作用存在。一般可以繪制交互作用圖來了解其間之交互作用關(guān)系。例子：設(shè)有A,B二種冷媒，成份完全不同；單獨使用時效果挺好，但混合使用，反而效果很差。

第37頁/共101頁直交表(二水準)表示直交表列數(shù)相當于實驗總數(shù)水準數(shù)行數(shù)相當于可配置多少因子第38頁/共101頁直交表(三水準)表示直交表列數(shù)相當于實驗總數(shù)水準數(shù)行數(shù)相當于可配置多少因子第39頁/共101頁1231111212232124221L4(23)直交表本直交表總共須做四次實驗，最多只能配置三個因子。

第40頁/共101頁L8(27)直交表本直交表總共須做8次實驗，最多能配置7個因子。次數(shù)ABCDEFG結(jié)果123456711111111Y121112222Y231221122Y341222211Y452121212Y562122121Y672211221Y782212112Y8第41頁/共101頁兩行間交互作用的配置

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假如我們預(yù)期兩變量存在有顯著的交互作用，則我們可能在直交表中，預(yù)先保留一直行供配置交互作用，以利清晰的估計交互作用。

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如果我希望避開交絡(luò)現(xiàn)象，則必需妥慎的配置交互作用；如果不加注意，則即使是最簡單的L4直交表，交互作用的追蹤分析也將變得困難。

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可以利用的方法是三角矩陣法。練習行(3)和(7)的交互作應(yīng)配置于那里。

第42頁/共101頁1234567(1)325476(2)16745(3)7654(4)123(5)32(6)1(7)L8(27)直交表的交互作用配置表第43頁/共101頁練習

假設(shè)目前是要找出關(guān)鍵因子，都用二水準實驗，請問該用那個直交表？如果流量與線速有交互作用，如果流量配在L8的第三行，線速配在第五行，那幺其交互作用行應(yīng)配置在那里？焊接焊劑線速流量乙炔與氧氣比例強度焊槍角度焊嘴距離第44頁/共101頁配置練習?

在兩器車間，研究影響銅管與散熱片接觸緊密程度的三個因子，A散熱片尺寸偏差,B銅管外壁均勻度,C脹管壓力，用三水準。–如果A,B,C之間沒有交互作用，則可利用哪一個直交表配置？

–若A與B有交互作用，則用哪一個直交表來配置？

第45頁/共101頁二水準系列直交表1231111212232124221L4(23)直交表132做四次實驗，可配置三個因子，是最小的直交表第46頁/共101頁L8(27)直交表12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112135264。71325467第47頁/共101頁1234567891011111111111111211111222222311222111222412122122122512212212121612221221211721221122121821212221112921122212211102221111221211221212111221222112121221L12(211)直交表L12直交表，將交互作用的效果平均分配到該直交表的11個縱行上，交互作用不明顯時使用。它的再現(xiàn)性很好，是田口博士所推薦使用的。第48頁/共101頁三水準系列直交表每一column可提供二個自由度。每個因子需占用一行。三水準須使用二個自由度交互作用需占用兩行(3-1)×(3-1)=4。第49頁/共101頁1234111112122231333421235223162312731328321393321L9(34)直交表13,42第50頁/共101頁L18(21×37)直交表

?

此表可配置一個2水準與七個3水準。

?

1+2×7=15，但事實上L18應(yīng)是提供17個自由度。

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但實際上此表在第一行與第二行之間存在一個“內(nèi)含”的交互作用，(2-1)×(3-1)=2。

?

在第一行和第二行之間可用配置表及響應(yīng)圖將交互作用給檢查出來。

?

在AT&T，L18是最普遍被使用的直交表。最常使用的直交表為：L16,L18,L8,L27,L12。

第51頁/共101頁12345678111111111211122222311333333412112233512223311612331122713121323813232131913313212102113322111212113321221322113132212313214222312131522312321162313231217232111231823323231L18(21×37)直交表12第52頁/共101頁四、直交表的數(shù)據(jù)分析?

傳統(tǒng)的變異數(shù)分析（F檢定）系以統(tǒng)計檢定的方法來決定各因素對變異影響程度是否顯著。?

田口方法卻強調(diào)以響應(yīng)分析方法(響應(yīng)表及響應(yīng)圖)來區(qū)分各因素平均值效果的大小。?

正規(guī)分析–

決定因素間的平均響應(yīng)值。–

比較這些響應(yīng)平均值，并選出最佳因素水準。–

由選出的最佳水準來估計制程平均。

–確認實驗的結(jié)果與估計值比較。第53頁/共101頁直交表的數(shù)據(jù)分析─正規(guī)分析?

決定每個因素的平均響應(yīng)值。?

估計每個因素及交互作用之主效果。?

接著比較各主效果，找出較強之主效果。?

完成響應(yīng)表?交互作用的分析只需點繪較強之主效與交互作用，因為較弱效果的因素水準，對推動力的影響極微，可以忽略不計。

?

最佳化及最佳條件的估計。?

確認實驗第54頁/共101頁冷凝系統(tǒng)閥門推動力實驗的數(shù)據(jù)分析

?

目標：推動力(望大特性)交互作用：B×C與C×D

控制因素水準一水準二A:原材料M-270M-290B:停留時間2.7秒2.2秒C:焊槍溫度410室溫D:拼裝壓力60磅80磅E:焊接方法點焊法電阻法第55頁/共101頁次數(shù)CBB×CDC×DAE數(shù)據(jù)合計1234567111111113835732111222240468631221122575210941222211455510052121212414889621221212824527221122126255182212112354176第56頁/共101頁決定每個因素水準的平均回應(yīng)值CBDAEC×BC×D水準146.0037.5040.2542.2534.535.7538.75水準233.5042.0039.2537.254543.7540.751-212.504.501510.582第57頁/共101頁B1B2C139.7552.25C235.2531.75交互作用的計算第58頁/共101頁最佳化條件的選定–因為推動力為望大特性，從C×B交互作用之響應(yīng)圖知因素B與因素C之最佳水準組合為C1B2。

–從響應(yīng)圖上看出：

A1的效果不錯D1的效果尚不錯

E2的效果最強

所以最佳條件為C1B2D1A1E2

第59頁/共101頁最佳水準響應(yīng)值之估計

為確認所定之結(jié)果的再現(xiàn)性，必須再估計出此最佳條件C1B2D1A1E2的推定值，并與確認實驗的結(jié)果相驗證，看是否具有再現(xiàn)性。

第60頁/共101頁確認實驗確認實的目的是為了確認結(jié)果的再現(xiàn)性。即在最佳條件A1B2C1D1E2之下，做了一次確認實驗，本次實驗的制程平均為55.25。

CASE1：Y=58，再現(xiàn)性非常好。CASE2：Y=54，沒有CASE1好，但仍算好的再現(xiàn)性。CASE3：Y=42，再現(xiàn)性差，但比38好，可以先用，然后考慮再改善。CASE4：Y=30，再現(xiàn)性差，不可接受，必須重新考慮。CASE5：Y=65，遠較所期望的好，可能存在某種交互作用。第61頁/共101頁練習─風扇軸承磨耗率（望小特性）控制因素水準一水準二A:活塞間隙低高B:軸承間隙低高C:襯墊厚度厚薄D:調(diào)節(jié)板型態(tài)1型態(tài)2E:閥門設(shè)計型態(tài)1型態(tài)2交互作用：A×B與A×C望小特性第62頁/共101頁次數(shù)ABA×BCA×CDE數(shù)據(jù)合計12345671111111166621282111222268631313122112288801684122221163651285212121273711446212212137427972211221383977822121125748105

n=16T=960第63頁/共101頁ABCDEA×BA×C水準169.37560.2564.62563.12551.555.12560水準250.62559.7555.37556.87568.564.875601-218.750.59.256.25179.6450回應(yīng)表B1B2A164.7574A255.7545.5交互作用的計算第64頁/共101頁最佳條件選定：最佳水準估計：確認實驗出現(xiàn)以下結(jié)果，有何評價？實驗結(jié)果為30實驗結(jié)果為35實驗結(jié)果為40第65頁/共101頁分類記數(shù)值的分析

?

練習─焊錫后印刷電路板上孔洞缺點數(shù)Y=孔洞內(nèi)的缺陷分成：無、有些、嚴重控制因素水準1水準2A:助熔劑型態(tài)目前條件新型態(tài)B:助熔劑密度低高C:焊錫溫度低高D:焊波振幅低高E:預(yù)熱設(shè)定36F:助熔劑氣刀角度45度90度交互作用：A×B，實驗一共做了20次的因素水準組合因為分類值不如連續(xù)變量來得敏感。第66頁/共101頁ABABCDEF缺陷1234567無有些嚴重合計1111111117212021112222612220312211228120204122221131162052121212182020621221214151207221122171302082212112210820第67頁/共101頁無有些嚴重計A13437980A23140980B14531480B220461480C15029180C215481780D131391080D23438880E1E2F1F2(A×B)1(A×B)2回應(yīng)表第68頁/共101頁無有些嚴重主效果A(A1-A2)330主效果B(B1-B2)251510主效果C(C1-C2)主效果D(D1-D2)主效果E(E1-E2)主效果F(F1-F2)主效果A×B主效果表第69頁/共101頁無有些嚴重計B156395100B2255817100C162362100C2196021100E1503119100E231654100此為百分比％，依據(jù)這個方向來考慮響應(yīng)圖第70頁/共101頁最佳條件

首先必須決定我們需要的是什么?希望是完全無缺陷所占百分率最大呢?還是希望有些微缺陷所占百分率最大的呢?在此例，我們希望需要的是嚴重缺陷所占百分率最小的，所以最佳條件為B1C1E2。

最佳估計第71頁/共101頁可加性差的做法可加性差的做法

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像不良百分率或收率等質(zhì)量特性，當其值接近0%或100%時，其可加性非常差，可以使用轉(zhuǎn)換。

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轉(zhuǎn)換由于計數(shù)型數(shù)據(jù)在可加性方面有些限制，尤其是像不良百分率或回收率等品質(zhì)特性，當其值接近于0或100%時，其可加性非常差，所以此時可以運用轉(zhuǎn)換。

第72頁/共101頁轉(zhuǎn)換公式練習自不良率轉(zhuǎn)換成，以及自轉(zhuǎn)換成不良率法主要包含三個步驟運用表或公式，將百分率資料轉(zhuǎn)換成db值以估計最佳組合的db值運用表或公式，將db值轉(zhuǎn)換成百分率值第73頁/共101頁五、參數(shù)設(shè)計

參數(shù)設(shè)計的目的，在于決定產(chǎn)品與制程的參數(shù)值，以求得產(chǎn)品機能的穩(wěn)定，使其在高水平下運作，而受干擾的影響程度最低。參數(shù)設(shè)計在于運用因素間非線性與線性的一些關(guān)系，找出控制因素與誤差因素間的交互作用，利用非線性減少變異，再利用線性關(guān)系提高水平，即使使用便宜的材料或在不良的環(huán)境之下，制程或產(chǎn)品也能達到堅耐性。參數(shù)設(shè)計所運用的技術(shù)是S/N比(訊號雜音比)，它可以表示制程或產(chǎn)品的水準及其誤差因素影響的程度。參數(shù)設(shè)計是一種提高品質(zhì)而又不影響成本的設(shè)計，一般而言，要提高品質(zhì)一定要把影響這個產(chǎn)品的不良原因消除，才能達到，如此則必須提高成本，如果不去消除原因，而把這些原因所產(chǎn)生的影響設(shè)法消除，則不必花什幺成本，也能提高品質(zhì)，此即參數(shù)設(shè)計。第74頁/共101頁參數(shù)設(shè)計的步驟

?

確定目標

討論：要測什幺，如何使用資料具有可加性–

避免(0,1)資料–

分類值─可以變換為連續(xù)變量分類組數(shù)越多越好–

分類值的分析也可能發(fā)現(xiàn)安定性的條件。–

S/N比是最好的特性值(可加性的機會加大)?

列出因素–

怕少，不怕多分類為控制因素、雜音因素

第75頁/共101頁?

選擇直交表–

控制因素配置于內(nèi)側(cè)直交表，誤差因素配置于外側(cè)直交表。

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內(nèi)側(cè)直交表的選擇

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L12,L16,L18,L27,L32較實用。

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推薦L12,L18

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各行控制因素水準間隔要大。?

外側(cè)直交表的選擇

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規(guī)模要小，雜音引起的變化要大。

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實行雜音因素的復(fù)合。

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重要的雜音因素有兩、三個即可.

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有時可以不配置雜音因素.第76頁/共101頁計算S/N比對應(yīng)分析望?。簝H分析望大：僅分析望目：分析db,Smdb最佳化：優(yōu)先，然后調(diào)節(jié)平均到目標值。不顯著因素以低成本高生產(chǎn)力為優(yōu)先。最佳條件的估計確認實驗與估計比較第二次實驗尋找最佳參數(shù)第77頁/共101頁參數(shù)設(shè)計的配置參數(shù)設(shè)計的第一步，為分開列出控制因素與雜音因素，然后找出具有最小交互作用的控制因素以便研究控制因素與雜音誤差因素之間的交互作用問題。

一般而言控制因素放在直交表內(nèi)側(cè)，雜音因素放在直交表外側(cè)。

第78頁/共101頁參數(shù)設(shè)計的配置ABCDEFG雜音因素1234567N1N21111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112第79頁/共101頁ABCDEFG1122123456712121111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112雜音因素MN第80頁/共101頁品質(zhì)特性的選取

田口方法系一種工程方法，擁有制程或產(chǎn)品的專門知識及有效率的實驗方法，才能夠設(shè)計出來一個極有效的工業(yè)實驗，因此必須懂得此兩種型態(tài)的知識才可能成功。品質(zhì)特性的選取及因素與水準的區(qū)分是屬于工程專家的工作；而各因素的配置及實驗數(shù)據(jù)的解析則屬于數(shù)據(jù)分析專家的工作。品質(zhì)特性的選擇是實驗計劃中最主要的部份。

第81頁/共101頁雜音因素的選擇

作參數(shù)設(shè)計時，雖然雜音因素愈多愈好，如此可獲致較多情報，但實驗將會變得很大，在費用與時間將不允許，故只能在經(jīng)營能力范圍之內(nèi)，選擇重要的，影響較大的才予以考慮。對策

為了避免太大的實驗，最好將雜音因素復(fù)合成最多3個。復(fù)合時可依工程知識做取舍，假如不能確知時，應(yīng)事先用直交表做實驗，一定是選重要的，影響最大的。選擇最重要的雜音，經(jīng)驗告訴我們，試驗時若對最大的雜音具有堅耐性的話，對其它的雜音也必將穩(wěn)定。一般采用2水準即可，并可用兩極端條件復(fù)合。

第82頁/共101頁ABCDEFG11221212123456712211111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112雜音因素MNO第83頁/共101頁信號雜音比

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望小特性(不包括負值、不良率0%，最佳條件最理想狀態(tài)為0)。當品質(zhì)特性能夠分類，而希望愈小愈好時，如產(chǎn)品的收縮度，劣化度、噪音、各種公害等，其標準的信號雜音計算如下。

第84頁/共101頁望小特性的S/N比第85頁/共101頁望大特性的S/N比第86頁/共101頁近似：S/N=10Log（y/Ve）2第87頁/共101頁練習一：風扇噪音（望小特性參數(shù)設(shè)計）控制因素水準一水準二A:功率大小B:頁片數(shù)目C:頁片形狀D:頁片材料E:旋轉(zhuǎn)速度F:頁片厚度G:電機型號第88頁/共101頁練習一：風扇噪音（望小特性參數(shù)設(shè)計）雜音因素水準一水準二H:空調(diào)器重量%I:空氣濕度J:周圍溫度回應(yīng)特性：噪音分貝數(shù)用L8直交表排在內(nèi)側(cè)，L4直交表排在外側(cè)。計算S/N比。完成回應(yīng)表及回應(yīng)圖。決定最佳因素組合。第89頁/共101頁參數(shù)設(shè)計配置實驗號碼ABCDEFGHIJ111122212221S/N11111111222123232111222230252730312211225031402841222211201918205212121230313030621221212142203172211221401946228221211220191918第90頁/共101頁S/N回應(yīng)表根據(jù)計算的S/N比，制作響應(yīng)表，并選擇最佳的組合：因素水準ACBDEFG水準1-8.07水準2-6.76第91頁/共101頁練習二：提高某型空調(diào)的EER值（望大特性參數(shù)設(shè)計）?

為提高某型空調(diào)的EER值，考量下列控制因子皆為2水準控制因子–

A壓縮機規(guī)格–

B散熱片型式–

C散熱片處理–

D冷媒銅管型式–

E毛細管長度雜音因子有三個，都是二水準：F：散熱片均一性G：銅管均一性H：壓縮機使用年限試設(shè)計本實驗

第92頁/共101頁ABCDEee123411111112.112.132.102.1411122221.982.012.052.1412211222.182.202.222.2312222112.002.052.032.0721212121.991.892.032.0021221212.062.082.102.0422112212.262.282.192.2422121122.182.162.132.19H1221G1212F1122實驗結(jié)果如下，請分析：第93頁/共101頁計算S/N數(shù)值，并完成以下響應(yīng)表

S/N比對應(yīng)表因素水準ABCDE12由二者之差選出最佳組合第94頁/共101頁練習─散熱片表面涂膜

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響應(yīng)特性：膜厚度規(guī)格值：10.0±1.5(原數(shù)據(jù)×10000倍)

設(shè)計因素水準1水準2水準3A:膜材料現(xiàn)行新B:金屬鋁型態(tài)IIIIIIC:清凈材料IIIIIID:觸媒百分率低中高E:研磨壓力低中高F:處理時間短中長G