【正文】 e Ratio,簡(jiǎn)稱 S/N比 )的計(jì)算。 在穩(wěn)健設(shè)計(jì)的執(zhí)行過(guò)程中，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) (Statistical Experimental Design)法規(guī)劃實(shí)驗(yàn)，以獲得與各參數(shù)有關(guān)的資訊供工程人員決策 (Engineering Decision)之用。一般而言，工程師會(huì)進(jìn)行很多實(shí)驗(yàn)，以決定最佳之設(shè)計(jì)參數(shù)規(guī)格水準(zhǔn)。 (二 )臺(tái)灣靜宜大學(xué)、世新大學(xué)、名師會(huì)計(jì)實(shí)務(wù)補(bǔ)習(xí)班、大舜稅務(wù)會(huì)計(jì)實(shí)務(wù)補(bǔ)習(xí)班、臺(tái)北縣工業(yè)會(huì)、新竹市工業(yè)會(huì)、健行工專、社會(huì)大學(xué)等企業(yè)經(jīng)理班講授 臺(tái)灣電動(dòng)吊車(chē)同業(yè)工會(huì)常年顧問(wèn) 臺(tái)灣加油站同業(yè)工會(huì)常年顧問(wèn) 臺(tái)灣會(huì)計(jì)同業(yè)工會(huì)常年顧問(wèn) 3/16/2023 Page3 邱東波 顧問(wèn) (三 )自一九八九年起開(kāi)始進(jìn)入大陸，輔導(dǎo)臺(tái)商大陸投資設(shè)廠及中、外資企業(yè)之： ?經(jīng)營(yíng)管理 ?體質(zhì)改善?內(nèi)控制度建制 ?MIS資信網(wǎng)絡(luò) ?行銷(xiāo)戰(zhàn)略規(guī)劃 ?生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)改善 ?會(huì)計(jì)制度健全化 ?企業(yè)幹部人才培育 ?企業(yè)轉(zhuǎn)型 ?個(gè)人咨詢：上百家以上，可以說(shuō)集大陸臺(tái)商在中國(guó)經(jīng)營(yíng)成功與失敗經(jīng)驗(yàn)於一身的資深顧問(wèn)師 經(jīng) 歷 ： 3/16/2023 Page4 邱東波 顧問(wèn) (1)臺(tái)灣花連省立醫(yī)院、臺(tái)東醫(yī)院、臺(tái)北市立醫(yī)院、衛(wèi)生局等醫(yī)療系統(tǒng)之 TQM (2)眾志營(yíng)造 盛州建設(shè) 杰興鋼構(gòu) …… 等營(yíng)建產(chǎn)業(yè)十二家 (3)美國(guó)克萊斯勒汽車(chē)臺(tái)灣經(jīng)銷(xiāo)商體系之建制與規(guī)範(fàn)等計(jì)十二家 (4)晟茂科技、鑫品電機(jī)、大山拉鏈、立來(lái)印整、東方錶業(yè)、新樓工業(yè)、華聲電子、信誠(chéng)陶瓷、盛達(dá)陶瓷、華興、恆達(dá)陶瓷、鴻源科技、東隆五金、信誼陶瓷、羅馬陶瓷、合成興業(yè)、國(guó)賓陶瓷、瑞祥水曖、東亞瓷磚、天地瓷磚、全國(guó)加油站、大宇電線電纜、國(guó)際洪建全文教、寶旺螺絲、寶彥汽車(chē)銷(xiāo)售、草本化妝品、瑪莉飾品 …… 等百餘家企業(yè)之生產(chǎn)改善， TQM及行銷(xiāo)規(guī)劃。 輔導(dǎo)實(shí)績(jī) ： 3/16/2023 Page5 邱東波 顧問(wèn) 著 作 ： 臺(tái)灣中小企業(yè)大陸投資規(guī)劃實(shí)務(wù) 臺(tái)灣中小企業(yè)大陸經(jīng)營(yíng)稅務(wù)管理實(shí)務(wù) 臺(tái)灣中小企業(yè)大陸投資幹部管理實(shí)務(wù) 中國(guó)中小企業(yè)現(xiàn)階段經(jīng)營(yíng)策略思維與方向 中國(guó)中小企業(yè)之文化塑造再創(chuàng)優(yōu)勢(shì) 臺(tái)灣中小企業(yè)大陸經(jīng)營(yíng)內(nèi)銷(xiāo)策略實(shí)務(wù) 中國(guó)建材產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向及行銷(xiāo)管理實(shí)務(wù) 3/16/2023 Page6 田口方法的導(dǎo)入 主講人：邱東波 3/16/2023 Page7 課 程 大 綱 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 二、 品質(zhì)損失函數(shù) 三、 直交表與應(yīng)用實(shí)例研究 四、 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃與制程改善模式 3/16/2023 Page8 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 前言 每位工程人員都希望能以最少的成本，最短的時(shí)間設(shè)計(jì)，制造出合乎顧客滿意的產(chǎn)品。田口博士 ( Taguchi)于 1962年獲戴明個(gè)人獎(jiǎng) (Individual Deming Award)，其主要貢獻(xiàn)就是發(fā)明了穩(wěn)健設(shè)計(jì) (Robust Design)方法，從而提升了日本產(chǎn)品品質(zhì)及日本產(chǎn)業(yè)界的研發(fā)設(shè)計(jì)能力，由于此方法可以應(yīng)用在相當(dāng)廣的領(lǐng)域，如電機(jī)、汽車(chē)、光電、化工及電腦等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工作中，因此其推廣應(yīng)用非常迅速。統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法原系英國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)大師費(fèi)舍爾 (Ronald Fisher)先生于 1920年所創(chuàng)。因?yàn)楣I(yè)產(chǎn)品往往因使用環(huán)境的變化而導(dǎo)致變異較大，因此田口方法的穩(wěn)健設(shè)計(jì)大部分是用于此類(lèi)產(chǎn)品。當(dāng)然此種說(shuō)法遭到一些統(tǒng)計(jì)學(xué)家如博克斯 (Box)、漢特 (Hunter)、布拉普 (Braper)等人士的批評(píng)，但田口博士以 SN比做分析的基礎(chǔ)確實(shí)也改進(jìn)了數(shù)量頗多的工業(yè)產(chǎn)品。 3/16/2023 Page13 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 田口的哲學(xué)觀念及田口方法 田口方法從工程的角度事先了解品質(zhì)問(wèn)題，把社會(huì)損失成本作為衡量產(chǎn)品品質(zhì)的依據(jù)。 3/16/2023 Page14 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 由此可以從以下幾點(diǎn)理解： ? 品質(zhì)不是檢驗(yàn)出來(lái)的，品質(zhì)必須設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中去； ? 品質(zhì)的目標(biāo)是要最小化“與目標(biāo)值之間的偏差”，并且 免于不可控制的環(huán)境因素的影響； ? 品質(zhì)成本應(yīng)當(dāng)用與標(biāo)準(zhǔn)值偏移的函數(shù)關(guān)系來(lái)衡量。 3/16/2023 Page15 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 參數(shù)的分類(lèi) 對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品或者制程，我們可用其參數(shù)圖來(lái)表示。 產(chǎn) 品 / 制 程 信號(hào)因子 M 控制因子 Z 品質(zhì)特性 Y (回應(yīng)值 ) 雜音因子 X 產(chǎn)品 /制程的參數(shù)圖 3/16/2023 Page16 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 1) 信號(hào)因子 信號(hào)因子 (M)，是由產(chǎn)品使用人或操作人設(shè)定的參數(shù)，用以表示產(chǎn)品反應(yīng)所應(yīng)有的值。有時(shí)對(duì)同一項(xiàng)產(chǎn)品反應(yīng)，設(shè)計(jì)工程師選定兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)因子，合為一組。雜音因子的水準(zhǔn)，通常因產(chǎn)品逐件而不同，因產(chǎn)品使用或操作環(huán)境而不同，也因時(shí)而不同。環(huán)境方面，有關(guān)的雜音因素不外有溫度、濕度、灰塵、電壓、電磁干擾、震動(dòng)以及操作產(chǎn)品時(shí)的人為錯(cuò)誤等。 ③ 壞損 (Deteriorationn) 某一產(chǎn)品在售出時(shí)，可能其整批產(chǎn)品的品質(zhì)特性均與目標(biāo)值相符。 ? 零件間的變異：冰箱門(mén)的密合程度、冰箱制冷劑的數(shù)量 等。 ? 零件間的變異：剎車(chē)鼓磨擦系數(shù)變異、剎車(chē)的油量等。該變異原因，也稱之為雜音因素。例如印刷電路板的焊合，有時(shí)多達(dá) 1000個(gè)或 1000以上的焊點(diǎn)同時(shí)焊合。 關(guān)于本項(xiàng)制程方面的變異，茲另舉一例如下，說(shuō)明產(chǎn)生變異的三類(lèi)雜音因素： 膠片沖洗。 3/16/2023 Page22 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 前面曾經(jīng)指出：穩(wěn)健設(shè)計(jì)的基本原則，在于“減低變異原因產(chǎn)生的影響，從而改善品質(zhì)”。因此，復(fù)印機(jī)的不同項(xiàng)目的品質(zhì)特性，理應(yīng)分別求其最適化。我們可以說(shuō)，作為一位設(shè)計(jì)工程師，主要職責(zé)是決定這類(lèi)參數(shù)的最佳值。但是，晶體管 (gain)的容差，則顯然會(huì)有帶動(dòng)制造成本的作用。對(duì)于不影響制造成本的控制因素，我們可以應(yīng)用參數(shù)設(shè)計(jì)；而對(duì)于影響制造成本的控制因素，則應(yīng)改為容差設(shè)計(jì)。這一作業(yè)的輸出，通常是一整批的圖樣及文件規(guī)格等，用以評(píng)述一項(xiàng)產(chǎn)品應(yīng)如何制成。其中所稱品質(zhì)損失，包括產(chǎn)品的操作成本及因該產(chǎn)品功能偏離目標(biāo)值而發(fā)生的其他各項(xiàng)損失。其中最應(yīng)重視者，有下列三項(xiàng)： (1)保持產(chǎn)品品質(zhì)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相同，而制造成本則求最小。 (3)保持品質(zhì)損失及制造成本的合計(jì)金額最低，采取此一策略，則顯然對(duì)業(yè)者本身及客戶的總資源能有最佳的利用。在此兩項(xiàng)極端性策略之間，尚能有其他種種不同的中間性策略；上述第 3項(xiàng)策略事實(shí)上也為中間性策略之一，且為其中應(yīng)當(dāng)重視的一項(xiàng)。第二，在產(chǎn)品或制程設(shè)計(jì)階段，有關(guān)影響產(chǎn)品品質(zhì)的雜音因素的變異等級(jí)材料、零組件的成本，以及容差等的正確數(shù)量，同樣也皆為未知數(shù)。茲列舉三項(xiàng)步驟如下： ① 概念設(shè)計(jì) 在概念設(shè)計(jì)的步驟中，設(shè)計(jì)人應(yīng)以產(chǎn)品應(yīng)有的功能為基礎(chǔ)，研究分析多面不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及工藝，然后從中選出一項(xiàng)認(rèn)為最為適當(dāng)者。但對(duì)某些高度復(fù)雜的產(chǎn)品而言，有時(shí)宜先行選出兩種或三種認(rèn)為適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，再分別作初步的開(kāi)發(fā)，最后從中決定何項(xiàng)結(jié)構(gòu)為最佳。因此，我們必須降低產(chǎn)品或制程功能相對(duì)于全部雜音因素的敏感度，同時(shí)掌握各參數(shù)的目標(biāo)值。不過(guò)，在實(shí)務(wù)上，品質(zhì)損失往往仍須再行降低，因此我們通常仍應(yīng)再步入第三個(gè)步驟。在容差設(shè)計(jì)中必須記住的是：降低容差和改用較佳材料應(yīng)在通過(guò)參數(shù)設(shè)計(jì)，已將對(duì)雜音的敏感度減至最低之后才予進(jìn)行。 “實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”的推行，大體說(shuō)來(lái)，以日本企業(yè)界最見(jiàn)成果；日本業(yè)者在降低雜音的敏感度方面已有了很好的結(jié)果。而 3/16/2023 Page33 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 “實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”及其有關(guān)的技術(shù)方法，主要是以“參數(shù)設(shè)計(jì)”為重點(diǎn)。茲分別說(shuō)明如下： 3/16/2023 Page35 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，對(duì)于所有三類(lèi)不同的雜音因素 (包括外在因素、逐件變異、產(chǎn)品壞損 )我們均可以考慮。 ③ 可使用較低等級(jí)的零組件及材料。不過(guò)，逐件變異則可在本項(xiàng)制程設(shè)計(jì)階段中降低；因?yàn)樵谥瞥淘O(shè)計(jì)時(shí)，我們可以運(yùn)用參數(shù)設(shè)計(jì)，以減輕逐件變異的敏感度。 3/16/2023 Page37 一、 田口方法與品質(zhì)工程原理 3)制造階段 制造程序的設(shè)計(jì)不論如何周密，均不可能十全十美。一但發(fā)現(xiàn)此類(lèi)偏差，便應(yīng)立即采取必要的矯正措施，以防下次再度產(chǎn)生偏離目標(biāo)的制件。 ② 前饋控制 所謂前饋控制 (Feed Forward Control)，是指將制程中某一步驟所發(fā)生的錯(cuò)誤或缺點(diǎn)的有關(guān)信息，送至下一個(gè)步驟，以使后制程的變異得以降低。是即為“前饋控制”的要義。因此，作為一項(xiàng)最后的選擇，不得已時(shí)惟有在實(shí)施全數(shù)檢驗(yàn)時(shí)，將缺點(diǎn)制品剔退或修整，以防外送客戶。 在成本結(jié)構(gòu)中，在產(chǎn)品售價(jià)表、資產(chǎn)負(fù)債表、損益表內(nèi)，都沒(méi)有將品質(zhì)一項(xiàng)特別標(biāo)示出來(lái)。要有杰出、優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、生技、制造、品管人員，優(yōu)良精密的機(jī)器、設(shè)備、原物料，良好的工作環(huán)境，更要有好的管理制度。 ② 可以降低成本而不影響品質(zhì)。這種利用直交表、參數(shù)設(shè)計(jì)的概念來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、制程改善、技術(shù)創(chuàng)新的方法，在日本、美國(guó)稱之為“田口方法”，亦有人稱為“低成本品質(zhì)工程”。不同制造業(yè)者 3/16/2023 Page43 二、品質(zhì)損失函數(shù) 生產(chǎn)的產(chǎn)品，其操作的資源成本當(dāng)然也有別。 ② 制造成本 制造成本的重要項(xiàng)目，計(jì)有設(shè)備、機(jī)器、材料、人工、廢料、修整等項(xiàng)目成本。 RD作業(yè)的實(shí)施目標(biāo)，應(yīng)為設(shè)法降低單位成本及操作成本。產(chǎn)品的品質(zhì)較高 者，則操作成本通常較低；反之亦然。 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，日本開(kāi)始復(fù)興建設(shè)時(shí)，就面對(duì)了缺乏 3/16/2023 Page46 二、品質(zhì)損失函數(shù) 優(yōu)良原材料、制造設(shè)備及熟練工程人員的嚴(yán)重問(wèn)題，而日本必須因應(yīng)的挑戰(zhàn)，則是生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品，以及必須持續(xù)提升品質(zhì)的要求。田口博士因此榮獲了 1962年的戴明獎(jiǎng)，那是品質(zhì)管理學(xué)術(shù)領(lǐng)域中的一項(xiàng)最高榮譽(yù)。 所謂實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，是采用統(tǒng)計(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上的許多觀念，憑以 3/16/2023 Page47 二、品質(zhì)損失函數(shù) 設(shè)計(jì)必要的實(shí)驗(yàn)，以取得有關(guān)重要決策變量的信息和數(shù)據(jù)。 直交表設(shè)計(jì)與應(yīng)用，無(wú)疑為統(tǒng)計(jì)學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)增添了一個(gè)新層面 — 特別是對(duì)今天的產(chǎn)品及 制程設(shè)計(jì)人員最為關(guān)切的下列兩項(xiàng)課題，有了新的突破： ? 產(chǎn)品功能在客戶的使用環(huán)境中的變異應(yīng)如何緩和和減輕。 直交表與實(shí)驗(yàn)計(jì)劃 一般而言，一項(xiàng)產(chǎn)品在不同的使用情況下，其不同的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)其性能將有如何的影響，往往需花費(fèi)很多時(shí)間才能獲取足夠資訊。而且，各項(xiàng)信息的取得，還必須力求節(jié)省時(shí)間，及減少耗用資源。意思說(shuō)，有方向 (及大小 )的量，例如 (1,+1)是一個(gè)向量，用坐標(biāo)畫(huà)出來(lái)，相當(dāng)于自原點(diǎn)到(1,+1)(這一點(diǎn)的一端是箭頭 )。 a=1 m2 m1 a=1 (1,+1) (+1,+1) m2=斜率 =a/b=1/1=1 m1=斜率 =a/b=1/1=1 3/16/2023 Page51 三、直交表與應(yīng)用實(shí)例研究 如果我們考慮過(guò)點(diǎn) (0,0),(+1,+1)的直線，可以求出它的斜率 m1=1。 a=1 m2 m1 a=1 (1,+1) (+1,+1) m2=斜率 =a/b=1/1=1 m1=斜率 =a/b=1/1=1 3/16/2023 Page52 三、直交表與應(yīng)用實(shí)例研究 直交表的直交性證明 對(duì)于任意一張直交表都應(yīng)當(dāng)具備下列兩個(gè)特性： 1)每一列都是自我平衡的 (SelfBalanced),在每一列中因子的各水準(zhǔn)出現(xiàn)的頻率是相同的； 2)每?jī)闪虚g都是平衡的 (MutualBalanced)，也就是在某一列中出現(xiàn)某一水準(zhǔn)的所有實(shí)驗(yàn)組，與在另一列中出現(xiàn)此水準(zhǔn)的頻率是相同的。 試算 C因子與 F因子是否直交。 直交表的使用：在構(gòu)建一直交表之前，必須知道① 因子數(shù)②每個(gè)因子的水準(zhǔn)數(shù)③特別要估計(jì)二因子的交互作用，和在④實(shí)驗(yàn)中可能發(fā)生的困難。自由度(Degree of Freedom)就是指估計(jì)咨詢來(lái)源所需的獨(dú)立量測(cè)數(shù)目，通常自由度越大所獲得的情報(bào)量越多。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)因子的自由度為該因子的水準(zhǔn)數(shù)減 1。大部分的設(shè)計(jì)上，直交表的自由度等于直交表中各因子的自由度總和 (但有例外 )。 3/16/2023 Page71 三、直交表與應(yīng)用實(shí)例研究 舉例 2： 設(shè)某一案例中，共有 2水準(zhǔn)