【正文】 *D 2 11 08 .86 *( e ) ( 7) (4) ( 17 5)T 注 :F (2,4 )= 4,F (2,4 )= 18 .00～～信噪比方差分析表 確定最佳參數設計方案 ? 方差分析表明，因素 C、 D高度顯著，因素 A、B不顯著，由表“內表統(tǒng)計分析”可以看出最佳參數設計方案為 A1B1C2D2，這與直接看的最好方案 A1B2C2D2基本是一致的。 ? 其次，進行方差分析。i= ηi39。 ? 本例，對內表中的每號方案，分別在 N’ N’2條件下各測得一個膨脹力數據，結果見下表。以此方案為第 2水平，按 +50%的變化范圍，制定可控因素水平表，見下表。 ? B原料乙加入量。 ? 試驗目的 ：探求脹裂劑生產最佳工藝條件。它不含可燃、可爆成分，運輸、保管無特殊要求，因而頗受用戶歡迎。 ? 例：脹裂劑生產工藝參數的優(yōu)化設計。 最佳條件下信噪比工序平均的估計 ηABC1D= T +（ C1T） =C1 = =(dB) 3 1 ＾ 此結果與第 6號方案下的 η十分接近。方差分析表明，只有因素 C對 η的影響是顯著的。 1） ST與 f T。1N39。 ? 對于望小特性，綜合誤差因素 N’取如下 2種水平： ? N’1標準條件； ? N’2正側最壞條件。 r 1 )磨削深度 / m m1 112 2 160 3 . 3 0 3 80 ? 表中因素的水平為隨機排列，因素間交互作用可以忽略。 制定可控因素水平表（續(xù)） ? 選取可控因素水平，見下表。 ? 質量特性：表面粗糙度 y（即 Ra），望小特性。但是，鈦合金的導熱系數小、粘附性強、抗氧化能力低，致使磨削性能極差。 望小特性參數設計 ? 這里將以鈦合金磨削工藝參數的優(yōu)化設計為例，說明望小特性的參數設計方法。 R L e e1 2 3 41 1 1 1 1 2 2 2 1 3 3 3 2 1 2 3 2 2 3 1 2 3 1 2 3 1 3 2 3 2 1 3 3 3 2 1 ηi/ dB Si/ dB序號 I因素列號123495678R L e e1 2 3 4T1j/ dB T2j/ dB T3j/ dB Sj/ dB2 T1j/ dB T2j/ dB T3j/ dB Sj/ dB2 ηi/ dB Si/ dB序號 I因素列號信噪比分析靈敏度分析T = 77. 7dBCT = 670. 81dBST= 2dB2T = 192. 1dBCT = 4100 .26 dB2ST= 111. 57dB3內表的統(tǒng)計分析 對信噪比的方差分析見下表 來源 S / dB2f V / dB2F 值 S 39。3ηi/ dB23456789質量特性 y的計算 ? 把綜合誤差因素 N’代入內表中，并計算質量特性值 y，其結果見上表。1R39。3R39。 內表試驗數據 R L e e N39。 ? N’3正側最壞條件，使質量特性 y取最大值的各誤差因素水平的組合，即 N’3=V’3f’1R’1L’1. 外設計（續(xù)） ? 綜合誤差因素法可大大減少試驗次數。若調整均值，用調整因素電感 L來進行調整。由表“可控因素分類表”可知，電感 L為調整因素。 ? 從表“內表的統(tǒng)計分析”中還可以看出，內表的第 8號條件 R3L2的信噪比 η=，是 9個方案中最大值。 確定最佳參數設計方案 ? 下面進行信噪比分析和靈敏度分析。 來源 S / d B 2 f V / d B 2 F 值 S 39。 ST= ∑S i – CT= =(dB2) 9 i=1 2 f T=91=8 靈敏度的方差分析（續(xù)） ? 電阻和電感引起的波動平方和 SR與 SL。R/ST= 8/ 11. 65= ( %), ρ 39。 e =STS 39。 / dB2ρ /%R 2 ** L△△2△e△△4△（ e ） ( ) (6) T 8 100注：（ 1 ） F(2,6)= 10. 92（ 2 ）符號“△”表示合并， e 表示合并以后的誤差；（ 3 ） S39。 SR= (++)=(dB2) f R=31=2 3 1 SL= (++)=(dB2) 3 1 f L=31=2 內表的統(tǒng)計分析（續(xù)） ? 誤差波動平方和 Se。（表中 e表示誤差項）。 質量特性數據表 外表內表1 2 3 4 5 6 7 8 9 yi1yi2yi3yi4yi9yi5yi6yi7yi8計算信噪比和靈敏度 ? 對內表每號方案下得到 9個質量特性值 yi1，yi2， …y i9，可利用下列公式計算 S i和 ηi 。 / V f39。首先給出第 1號方案的外設計方案表，見下表。 / V f39。 表內設計表中 9個方案的誤差因素水平見下表。 R/ Ω L / H R/ Ω L / H1 2 1 21 1( 0. 5) 1( 0. 01 ) 6 2 32 1 2( 0. 02 ) 7 3( 9. 5) 13 1 3( 0. 03 ) 8 3 24 2( 5. 0) 1 9 3 35 2 2序號 序號制定誤差因素水平表 ? 誤差因素有 4個，它們是電壓 V’、頻率 f ’、電阻 R’和電感 L’。下面以此為例，分別介紹內外表直積法和綜合誤差因素法。 望目特性參數設計 ? 下面通過一個例子，分別用以上 2種方法進行參數設計。 確定最佳參數設計方案 ? 對望目特性，采用 2個階段設計法，得到最佳方案，即最佳參數設計方案。 求質量特性 ? 當質量特性 y可計算時，可由公式直接求出具體值。誤差因素第 2水平的組合。N’的 3水平如下。根據誤差因素個數和水平個數選用相應的正交表進行外設計。通常只需考慮內、外干擾中各取 1個或 2個主要誤差因素的影響就足夠了，且不考慮誤差因素之間的交互作用。水平應根據專業(yè)技術來確定，但盡可能采用等間隔或等比例。 綜合誤差因素法 因素、列號 j 試驗號 i 1 2 3 … A B C … 1 2 3 … n L n(t q) ηi/dB S i /dB η1 η2 ηn … s1 s2 s n … yi2 綜合誤差因素 N’ (N1’) (N2’) (N3’) (N1’) (N2’) (N3’) yi1 yi3 y13 y23 y33 … yn3 y12 y22 y32 … yn3 y11 y21 y31 … yn1 基本步驟 ? 靜態(tài)特性參數設計的框圖見下圖。在參數設計中，考慮誤差因素的目的，是為了探求抗干擾性能強，質量特性穩(wěn)定、可靠的最佳設計方案。 (2)實驗型參數設計。 方法分類 ? 參數設計方法可從不同的角度加以分類，具有以下幾種方法。即使功能完備的產品，如果它的功能波動很大，那么這種產品仍然是質量差的產品。 均方值 ? 二階原點矩 E(y)2的無偏估計稱為均方值 VT，即 n 1 VT = ∑ y i i=1 n 2 VT 1 η = i=1 n 2 ∑ y i = n 因此， η的估計公式為 望小特性信噪比計算公式 ? 取常用對數再乘以 10，化為分貝值，則得到望小特性信噪比的估計公式為 n 1 η = 10lg ∑ y i i=1 n 2 (dB) 望小特性信噪比計算公式 ? 例：設測得某空氣泵滑動表面的磨損量數據為（單位： mm） , 試計算信噪比。其主 要目的是經過對數變換后，在大多數情況下， η近似服從正態(tài)分布，因而可用方差分析方 法進行統(tǒng)計分析。 （ 2） η值越大越好。 η= μ2 σ2 望目特性信噪比計算公式 ? η的分子 μ2由 μ2= (S m – V e)確定，分母 σ2由 ＾ n1 1 V e = ∑ (y i – y )2 i=1 n 確定，因此有 n 1 η= μ2 σ2 ＾ ＾ ＾ = (S m –V e) n 1 V e 需要注意：上式的估計 η不是 η的無偏估計 ＾ 望目特性信噪比計算公式（續(xù)） ? 在實際計算時，通常將估計 η取常用對數再乘以 10，化為分貝值。變異系數的優(yōu)點是既考慮了標準差σ的影響，又考慮了期望值 μ的影響。 ? 解： y = (y1+y2)= (+)=(g) 2 1 2 1 S m = (y1+y2)2/2 V e = (y1－ y2)2/2 μ2 = (S m – V e) y1y2 2 1 ＾ 則 S=10lgy1y2=10lg( ） =(dB) 望目特性信噪比 ? 望目特性的信噪比是田口博士的一個重大發(fā)明，它與變革系數有著密切的關系。平均值和靈敏度均是反映分布平均特征的參數。 ? 田口博士在參數設計中引進信噪比的概念，作為評價設計優(yōu)劣的一種測度，也作為產品質量特性的穩(wěn)定性指標，已成為參數設計的重要工具。 內設計和外設計 ? 在參數設計中，可控因素與標示因素安排在同一張正交表內進行試驗方案的設計?？紤]誤差因素的目的是為了模擬 3種干擾，從而減少它們在產品生產和使用的影響，尋求抗干擾能力強、性能穩(wěn)定的產品。 ? 標示因素是一些與試驗環(huán)境、使用條件等有關的因素，例如： ①產品的使用條件，如轉速、電源電壓等； ②試驗環(huán)境，如溫度、溫度等； ③其他，如設備、操作人員的差別等。 次要因素。在信噪比分析中顯著的可控因素， 稱為穩(wěn)定因素。 ? 試驗中考察可控因素的目的，在于確定其最佳水平組合，也即最佳方案。如果某個因素在試驗中要考察 3種狀態(tài)，就稱為三水平因素。 ? 在試驗中，我們稱影響質量特性變化的原因為因素。 產品間波動 ? 對于上述 3種類型的干擾，必須考慮采用一些技術來減少它們的影響，也就是去尋找減少產品功能波動的對策。 產品間波動 ? 在上述 3種干擾的綜合作用下，使產品在使用時其功能發(fā)生波動，即質量特性值偏離目標值m。又如當產品長時間使用后，它的一些零部件的尺寸已發(fā)生磨損，從而引起產品的功能波動。 ? 例如手表運行快慢隨溫度的變化而波動，彩色電視機的清晰度與輸入電壓的大小有密切關系。為了減少產品的功能波動，進而減少波動造成的損失，必須分析產生功能波動的原因，以便采取正確有效的對策。 上位特性和下位特性 ? 在每一階段都存在質量特性。例如零部件磨擦表面的磨損量，測量誤差，化學制品的雜質含量，軸套類機械零件的不圓度、不同軸度等均為望小特性。例如：將產品質量分為好、中、差 3個等級，并規(guī)定好為 中為 差為 3。如判定產品為合格品或不合格品，它只取 0或 1兩個數值。用各種計量儀器測量的數據，如長度、重量、時間、壽命、強度、化學成分含量等都是計量特性。計數特性又可分為計件特性、計點特性和計數分類值特性 3種類型。采用哪些質量特性來反映產品的質量狀況，這是專業(yè)技術問題。這組固有特性稱之為質量特性，它包括性能、可靠性、安全性、經濟性、維修性和環(huán)境適應性等。計量特性又分為望目特性、望小特性和望大特性 3種類型。 計量特性 ? 當質量特性可以選取給定范圍內任何一個可能的數值時，稱為計量特性。 ? 計件特性是指對單位產品進行按件檢查時所產生的屬性數據。 ? 計數分類值特性是指對單位產品按其質量好壞先劃分為若干個等級，并對每個等級規(guī)定合適的數值。例如按圖紙規(guī)定 φ10mm+，則零件的實際尺寸 y就是望目特性，其目標值m=10mm. 望小特性 ? 不取負值，希望質量特性 y越小越好，且波動越小越好，則 y稱為望小特性。 上位特性和下位特性 ? 產品質量形成的全部過程包括下列階段：市場調研；設計和研制；采購；工藝準備；生產制