服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì) PAGE PAGE1 ?中國質(zhì)量協(xié)會版權(quán)所有www.CAQ口方法田口(Taguchi)參數(shù)設(shè)計目標:了解Taguchi參數(shù)設(shè)計方法、掌握如何在具體實踐中應用主要內(nèi)容:Sony的故事田口設(shè)計有關(guān)概念田口設(shè)計的步驟SONY電視機 70年代的故事電視機的性能指標之一：電視機的彩色濃度：y目標值：m，允許偏差為±5公差范圍：{m-5,m+5}日本制造美國制造由此判定該機的彩色濃度合格，否則判為不合格兩地的產(chǎn)品都是合格產(chǎn)品SONY為什么出現(xiàn)此種差異？SONY電視機 70年代的故事x全部合格0.3%x全部合格0.3%不合格美國制造顧客為什么喜歡日產(chǎn)SONY？1、優(yōu)良品比率高2、在向目標值m靠近的同時，方差減小3、關(guān)注信號、減少噪音此時如何設(shè)計？田口（Taguchi）方法是什么?質(zhì)量愈高 PAGE PAGE10 ?中國質(zhì)量協(xié)會版權(quán)所有www.CAQ口（Taguchi）方法的基本思想設(shè)質(zhì)量指標為y，目標值為m，則用戶損失即產(chǎn)品質(zhì)量度量為L K EL

y m)2(y m)2E(yEy)2(Eym)222都小。在線田口方法(下游)反饋控制前饋控制離線田口方法(上游)參數(shù)設(shè)計在線田口方法(下游)反饋控制前饋控制離線田口方法(上游)參數(shù)設(shè)計公差設(shè)計硬件軟件產(chǎn)品/流程優(yōu)化田口方法流程控制離線田口方法離線田口方法優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計流程設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)設(shè)計公差設(shè)計服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)田口產(chǎn)品設(shè)計的三個階段1、系統(tǒng)設(shè)計——對產(chǎn)品進行整體的系統(tǒng)和整個結(jié)構(gòu)的設(shè)計，——主要由專業(yè)技術(shù)人員完成。2、參數(shù)設(shè)計—— 值，又使它在各種條件下波動小，穩(wěn)定性好。3、公差設(shè)計——要使產(chǎn)品性能接近目標值，元件的公差應是多少為宜。服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)參數(shù)設(shè)計尋找穩(wěn)定性區(qū)域確定不受噪音影響的優(yōu)化參數(shù)設(shè)置確定參數(shù)的重要性設(shè)計尋求避免噪音“影響”而非“控制”噪音本身尋找信噪比較小的地段，而非減小噪音參數(shù)設(shè)計的益處克服缺乏產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定性衡量指標的缺點確定影響品質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，制定優(yōu)化參數(shù)的戰(zhàn)略不增加成本的情況下提高品質(zhì)穩(wěn)定性公差設(shè)計對公差、原料和部件等參數(shù)的合理操作一般在參數(shù)設(shè)計完畢以后進行確定何種公差應該嚴格控制、何種應該適當寬松權(quán)衡質(zhì)量和成本參數(shù)設(shè)計和公差設(shè)計的比較在參數(shù)設(shè)計中:優(yōu)化無需增加成本支出在公差設(shè)計中:優(yōu)化經(jīng)常需要增加成本支出參數(shù)設(shè)計模型1、建模策略過程輸入變量有兩類：可控因子、噪聲因子；減少系統(tǒng)的波動；選出最佳設(shè)置。2、噪聲因子分析噪音=偏差度噪音因子:引發(fā)系統(tǒng)差異的因子，我們既無法控制，或因為成本過高不去控制

值之間產(chǎn)生偏離產(chǎn)生噪音的因子外部噪音環(huán)境

內(nèi)部噪音惡化

產(chǎn)品間噪音(制造商/用戶/溫度)老化 ?部件間差異(加工) PAGE PAGE20 ?中國質(zhì)量協(xié)會版權(quán)所有www.CAQ.010-660220263、內(nèi)外表設(shè)計設(shè)計內(nèi)表——根據(jù)可控因子的個數(shù)和水平數(shù)，選擇合適的正交表，稱為內(nèi)表；（一般不考慮交互作用）設(shè)計外表——根據(jù)躁聲因子的個數(shù)和水平數(shù)選擇合適的正交表，稱為外表；由內(nèi)、外表結(jié)合確定試驗組合，進行試驗并記錄試驗結(jié)果； PAGE PAGE21 ?中國質(zhì)量協(xié)會版權(quán)所有www.CAQ務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)內(nèi)表內(nèi)、外表結(jié)合例（內(nèi)表L18（2X37）） 外表內(nèi)表A B C D E F G 1 2 3 4 5 6 7 8N1(New)N2(Aged)MeanT1(Low)T2(High)T1(Low)T2(High)11 1 1 1 1 1 11 2 2 2 2 2 23731272331 1 3 3 3 3 3 3221812541 2 1 1 2 2 3 33835291551 2 2 2 3 3 12 3 3 1 1 2 24342403471 3 1 2 1 3 2 32524201281 3 2 3 2 1 33 3 1 3 2 1 236322822102 1 1 3 3 2 2 139301710112 1 2 1 1 3 3 23328110122 1 3 2 2 1 1 337332218132 2 1 2 3 1 3 24339280142 2 2 3 1 2 1 3312460152 2 3 1 2 3 2 133312516162 3 1 3 2 3 1 238342718172 3 2 1 3 1 2 341342321182 3 3 2 1 2 3 137362118服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)內(nèi)、外表結(jié)合例（

) )內(nèi)表外表內(nèi)表外表L18A1B2C3D4E5F6G7H8N1(New)N2(Aged)T1(Low)T2(High)T1(Low)T2(High)111111111211222222311333333412112233512223311612331122713121323813232131913313212102113322111212113321221322113132212313214222312131522312321162313231217232131231823321231服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)4、響應變量目標設(shè)置形式指定目標值（望目）越小越好（望小越大越好（望大）燃料功效分類特征好/壞A/B/C/D5、信躁比計算y2yS i望目特性：

N

log( 2)sis其中：

2 1 ,s2

n jn

(yij yi)nyyinij nyyinj1

n1（ ）信躁比計算望小特性：

log(

1 2ny)in i1ny)i望大特性：

10 1 1 )服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)niyin i1 2服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)niyi由數(shù)據(jù)（信躁比）的方差分析確定關(guān)于S/N的顯著因子和優(yōu)化的因子水平組合。服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)參數(shù)設(shè)計的8個步驟試驗設(shè)計

確定項目范圍確定因變量制定噪音控制戰(zhàn)略確定可控因子及其水平進行實驗/模擬并搜集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析以實現(xiàn)優(yōu)化進行確認實施并記錄結(jié)果參數(shù)設(shè)計范例（望目）步驟1:確定項目范圍步驟2:確定因變量系統(tǒng): 多功能離合器系統(tǒng)因變量: y=扭矩(目標值40)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)參數(shù)設(shè)計步驟3: 制定噪音表（或稱外設(shè)計或外表）1、乘積法：對于控制表中的每個因子都完成一個噪聲表的運行，試驗次數(shù)最多。2、綜合誤差法：代表性的試驗結(jié)果作為全部試驗誤差的代表，大大節(jié)省試驗次數(shù)。3、最不利綜合誤差法：在噪聲表中只選擇2點最不利情況（最大，一個負偏最大）作為全部試驗誤差的代表，試驗次數(shù)更少。噪音因子Level-1Level-2T溫度低高N老化前后服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)參數(shù)設(shè)計步驟4: 確定可控因子及其水平可控因子Level-1Level-2Level-3A表面光潔度低高B原料S1S2S3C潤滑油干半干油DC.E.半徑0.060.090.12E指針半徑6F齒輪角度354555G齒輪高度2.02.53.0H齒輪厚度低中高 PAGE PAGE30 ?中國質(zhì)量協(xié)會版權(quán)所有www.CAQ務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)實驗設(shè)計方案8L18A B C D E F G 1 2 3 4 5 6 7 8N1(New)N2(Aged)T1(Low)T2(High)T1(Low)T2(High)11 1 1 1 1 1 1 121 1 2 2 2 2 2 231 1 3 3 3 3 3 3L18A B C D E F G 1 2 3 4 5 6 7 8N1(New)N2(Aged)T1(Low)T2(High)T1(Low)T2(High)11 1 1 1 1 1 1 121 1 2 2 2 2 2 231 1 3 3 3 3 3 341 2 1 1 2 2 3 351 2 2 2 3 3 1 161 2 3 3 1 1 2 2因71 3 1 2 1 3 2 3y=81 3 2 3 3 191 3 3 1 3 2 1 2102 1 1 3 3 2 2 1112 1 2 1 1 3 3 2122 1 3 2 2 1 1 3132 2 1 2 3 1 3 2142 2 2 3 1 2 1 3152 2 3 1 2 3 2 1162 3 1 3 2 3 1 2172 3 2 1 3 1 2 3182 3 3 2 1 2 3 1前提是：所有的交互作用均忽略，如AB交互較大，則將A定為常值，觀察B的影響大小服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)L18的正交陣列表正交性1234512345678111111111Result-1211222222Result-2311333333Result-3412112233Result-4512223311Result-5612331122Result-6713121323Result-7813232131Result-8913313212Result-91021133221Result-101121211332Result-111221322113Result-121322123132Result-131422231213Result-141522312321Result-151623132312Result-161723213123Result-171823321231Result-18

A1A1A2B1B2B3C1.NumberofReplicatesNumberofReplicatesA1A2B1B2B3C1C2C3D1D2D3E1E2E3F1F2F3G1G2G3H1H2H3WithinA1--333333333333333333333WithinA2--333333333333333333333WithinB133222222222222222222WithinB233222222222222222222WithinB333222222222222222222WithinC133222222222222222222WithinC233222222222222222222WithinC333222222222222222222::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::WithinH133--2222222222222222WithinH233--2222222222222222WithinH333--2222222222222222Total99666666666666666666666參數(shù)設(shè)計步驟5: 進行實驗并搜集數(shù)據(jù),y=38.538.511.90步驟6: 進行數(shù)據(jù)分析(S/N計算),L18S/NL18S/NStat>DOE>Taguchi>AnalyzeTaguchiDesign>Option–NominalisBest:42,40,33,23 (n=#Data=4)yi1 34.5 yinn2S/N10log( y )n-1i1 8.58 (yy)22nn1in1(dB)23334042No.1ofL18T2T1T2T1)N2老)N1(12.1服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)參數(shù)設(shè)計Stat>DOE>Taguchi>AnalyseTaguchiDesign>Storage–Mean,S/N,StdDev服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)參數(shù)設(shè)計S/N通過計算偏離平均值的差異率（%）來測量“偏差程度”s 通過計算偏離平均值的絕對值來測量“偏差程度”在評估和能量有關(guān)的功能“偏差程度”時，最好采用S/NS/N增加20dB相當于將偏差程度降低了10倍S/N增加6dB相當于將偏差程度減半:sS/NA19101110.01.020.0A290100110100.010.020.0A399100101100.01.040.0A4900100011001000.0100.020.0A540.0990100010101000.010.0A6999100010011000.01.060.0A79.910.010.110.00.140.0A899.9100.0100.1100.00.160.0A9999.91000.01000.11000.00.180.0參數(shù)設(shè)計— 因變量數(shù)據(jù)表Stat>DOE>AnalyseTaguchiDesign>Terms-A~HStat>DOE>AnalyseTaguchiDesign>Analysis–Mean,S/NStat>DOE>AnalyseTaguchiDesign>Graphs–Mean,S/NS/N(dB)16.014.012.010.08.06.04.0(In-lbs)36.034.032.030.028.026.024.022.020.0H3H2H3H2H1H1G3G3G2G2G1G1F3F3F2F2F1F1E3E3E2E2E1E1D3D3D2D2D1S/N(dB)16.014.012.010.08.06.04.0(In-lbs)36.034.032.030.028.026.024.022.020.0H3H2H3H2H1H1G3G3G2G2G1G1F3F3F2F2F1F1E3E3E2E2E1E1D3D3D2D2D1D1C3C2C3C2C1C1B3B3B2B2B1B1A2A2A1A1參數(shù)設(shè)計－指定最佳值優(yōu)化的兩個步驟兩步優(yōu)化步驟-1:降低差異性根據(jù)最高選擇S/N值，選定控制因子標準步驟-2:調(diào)整平均值的控制因子-1A1B3C3D3/D2/D1E2F1G2H1/H2-2 PAGE PAGE40 ?中國質(zhì)量協(xié)會版權(quán)所有www.CAQ過累加法來預測ttt

T(1T)(3T)3T)(3T)(2T)(1T)2T)(1T)25.4dBlT2T)2T)2T)2T)2T)2T)2T)2T)9.4dBopt

T(1T)(3T)(3T)(3T)(2T)(1T)(2T)(1T)2.7(3.2)2.7(3.2)44.2(in-lbs)47.5服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)nalT(2T)(2T)(2T)(2T)(2T)(2T)(2T)(2T)(2.7)(in-lbs)28.7S/N平均值初始設(shè)計9.4S/N平均值初始設(shè)計9.4最佳設(shè)計成果-預計差異性可降低16.0Db，相當于將差異范圍縮小了80%.服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)參數(shù)設(shè)計步驟7: 進行確認實驗N1(New)N2(Aged)SigmaS/NT1T2T1T2初始322921157.71924.259.9最佳424038352.98638.7522.3預測確認S/NS/N9.479.924.37.74522.338.83.0提高0--12.4-12.4dB!04812162024280481216202428323640444804812162024283236404448步驟8: 記錄和實施InitialDesignInitialDesignPerformance12108642BeforeAgeAfterAge0OptimumDesignPerformance12108642BeforeAgeAfterAge0參數(shù)設(shè)計范例--越小越好（望小）優(yōu)化鈦合金磨削工藝參數(shù)，降低表面粗糙度鈦合金被譽為“未來的鋼鐵”，目前已廣泛應用于航空、航天、造船、化工等工業(yè)部門。但是，鈦合金的導熱系數(shù)小、黏附性強、抗氧化能力低，致使磨削性能極差。即使采用特制的砂輪磨削鈦合金，其表面粗糙度也只能達到Ra>0.6（微米）。為了進一步降低表面粗糙度，請用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計的方法優(yōu)化鈦合金的磨削工藝參數(shù)。步驟1:確定項目范圍/重點優(yōu)化鈦合金磨削工藝參數(shù)，將表面粗糙度降至0.2μ m以下。步驟2：確定需要衡量的因變量表面粗糙度y，望小特性步驟3:確定綜合誤差因子及其水平本例質(zhì)量特性表面粗糙度y是不可計算的，只能通過試驗測出其值。為了減少試驗次數(shù)，外設(shè)計采用最不利綜合誤差因子法。對于望小特性，綜合誤差因子N’取如下兩種水平：N’1：標準條件N’2:正側(cè)最壞條件噪音因素水平1水平2環(huán)境條件標準最壞步驟4:建立可控因子和水平鐵合金磨削工藝試驗的可控因子水平表因子水平A（轉(zhuǎn)/分）B（mm/轉(zhuǎn)）C（mm/轉(zhuǎn)）D（mm）11120.030.820.00521600.063.30.00253800.091.650.00125選用三水平正交表進行9次試驗。服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)步驟5:進行實驗-收集數(shù)據(jù)鈦合金磨削工藝實驗結(jié)果數(shù)據(jù)表ABCDy1y211110.162ABCDy1y211110.1620.18412220.2590.31313330.1780.20621230.2040.21122310.2260.24423120.1670.17831320.2130.22832130.1570.18833210.2380.271 PAGE PAGE48 ?中國質(zhì)量協(xié)會版權(quán)所有www.CAQ驟6:進行數(shù)據(jù)分析-因變量數(shù)據(jù)信噪比用如下公式進行計算：10

lg(ini

nni1

y2)一旦計算出信噪比，就可以完成因變量表，然后進行分析。服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)步驟6:進行數(shù)據(jù)分析— 因變量效應圖Signal-to-noise:Smallerisbetter321Signal-to-noise:Smallerisbetter3213211514131232D132C115141312MainEffectsPlot(datameans)forSNratiosA B32132132D132C1BAMeanofSNratios

均值主效應圖MeanofMeans因變量圖以圖表形式來展示每個因子對表面粗糙度的主要影響。最佳搭配選A2B1C1D3MeanofMeans服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì)服務民族企業(yè) 追求卓越品質(zhì) PAGE PAGE50 ?中國質(zhì)量協(xié)會版權(quán)所有www.CAQ驟6:進行數(shù)據(jù)分析-預測S/NRatioMeanStDevLog(StDev)16.58580.1368330.0044783-4.98404步驟7: 進行確認試驗按工藝參數(shù)A2B1C1D3作5次驗證實驗，測得其表面粗糙度為：0.138,0.139,0.159,0.145,0.166,粗糙度都在0.2μ m以下,其平均值為0.149μm,S/N值為16.49(dB)步驟8：記錄和實施結(jié)果參數(shù)設(shè)計范例--越大越好（望大）開發(fā)微波電路板的焊接程序步驟1: 確定項目范圍/重點一位微波電路板的制造商試圖開發(fā)一個焊接程序，它能夠在芯片焊接到電路板上之后，提供可接受的結(jié)合強度。步驟2:確定需要衡量的因變量研究的目的是確定一個流程工藝參數(shù)，使焊接的拉強度最大，同時對噪音條件不敏感。步驟3:制定噪音戰(zhàn)略水平噪音因子 1 2N:基板的類型 銅 黃金基于以往經(jīng)驗,實驗者決定把基板材料的類型按噪音因子處理步驟4:建立可控因子和水平經(jīng)過頭腦風暴會議，實驗者把上述的可控因子確定為影響拉強度的潛在因素步驟5:進行實驗-收集數(shù)據(jù)在每個試驗組合/每種噪音條件下，對四個焊接線路進行強度測量步驟6:進行數(shù)據(jù)分析-計算信噪比對于L18每個試驗組合，可由下面的公式計算出信噪比:=10logMSD