【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的提高產(chǎn)品質(zhì)量，而其還能夠使成本有所降低，所以這兩種方法在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，汽車(chē)作為發(fā)展迅速的產(chǎn)業(yè)，很多新的設(shè)計(jì)方法和理念也都應(yīng)用到了汽車(chē)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)健設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)就是其中的兩種，在后面的章節(jié)會(huì)進(jìn)行詳細(xì)的介紹，對(duì)于汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，有以下的應(yīng)用：汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)：（1）具有正態(tài)分布的設(shè)計(jì)參數(shù)與噪聲因素的穩(wěn)健設(shè)計(jì)理論，這種方法是將轉(zhuǎn)向過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)誤差作為穩(wěn)健設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)，把主銷(xiāo)中心距、軸距、轉(zhuǎn)向梯形底角以及轉(zhuǎn)向梯形臂它們的長(zhǎng)度作為穩(wěn)健設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變量，從而建立轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的穩(wěn)健優(yōu)化數(shù)學(xué)模型[1213]；（2）基于響應(yīng)面法的穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，將各桿件約束點(diǎn)的位置坐標(biāo)設(shè)為輸入，轉(zhuǎn)向曲線(xiàn)理論值（由Ackerman轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線(xiàn)計(jì)算得到）與實(shí)際模擬值最大差值作為目標(biāo)函數(shù)，此即系統(tǒng)的響應(yīng)。在響應(yīng)面計(jì)算的具體過(guò)程中，根據(jù)各設(shè)計(jì)變量對(duì)目標(biāo)函數(shù)的敏感度，篩選影響轉(zhuǎn)向性能（響應(yīng)量）或者與噪聲因素相互影響的主要設(shè)計(jì)變量[14]。（3）基于集成化仿真技術(shù)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)，考慮汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)零件的制造精度對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向性能的影響，應(yīng)用蒙特卡羅法及多目標(biāo)的遺傳算法來(lái)進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)[15]?；诳煽啃缘钠?chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)穩(wěn)健設(shè)計(jì)：近些年，可靠性設(shè)計(jì)和穩(wěn)健設(shè)計(jì)越來(lái)越得到重視，所以?xún)煞N理論也有了很大的發(fā)展，那么有人將可靠性設(shè)計(jì)、穩(wěn)健設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及靈敏度設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，將各個(gè)理論融合在一起對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，正確的使用這種方法可以有效的提高機(jī)械產(chǎn)品的性能指標(biāo)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量[1621]，對(duì)于轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)將主銷(xiāo)距、軸距、轉(zhuǎn)向梯形臂以及轉(zhuǎn)向梯形的底角作為設(shè)計(jì)變量，而噪聲因素則選擇運(yùn)動(dòng)副的間隙，它的變化會(huì)影響運(yùn)動(dòng)的精度，變量和參數(shù)均按正態(tài)分布并且是相互獨(dú)立的[22]，在同時(shí)考慮可靠性和穩(wěn)健性，也就是說(shuō)對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，既使其能夠滿(mǎn)足穩(wěn)健設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)還能夠具有一定的可靠性，這樣能夠有效地提高汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的質(zhì)量，從而使汽車(chē)在行駛的過(guò)程當(dāng)中能夠具有較好的操縱穩(wěn)定性，而且還能夠兼顧到安全性能。本文的主要內(nèi)容本文首先對(duì)穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)理論進(jìn)行介紹，包括對(duì)穩(wěn)健設(shè)計(jì)理論的發(fā)展及研究現(xiàn)狀、穩(wěn)健設(shè)計(jì)的基本理論、Taguchi 穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法以及基于可靠性的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，從而為下面的建模提供理論基礎(chǔ)。然后分別從 Taguchi 穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法和基于可靠性的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法兩個(gè)方面進(jìn)行建模，那么在基于可靠性穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法中，提出基于概率分布的可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)和基于非概率的穩(wěn)健可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，并應(yīng)用這兩種數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，并與傳統(tǒng)的優(yōu)化方法進(jìn)行比較，從而證5第一章緒論明提出的理論方法的正確性。最后應(yīng)用 CATIA 軟件分別對(duì)整體式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和斷開(kāi)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了建模和運(yùn)動(dòng)仿真。6第二章穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論和方法第二章穩(wěn)健設(shè)計(jì)穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論和方法在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成后，就會(huì)進(jìn)入加工和制造，在這個(gè)階段會(huì)產(chǎn)生很多的干擾因素，例如加工人員的操作水平、加工機(jī)械的加工誤差不同等，而由于采用的材料的性能的差異等的影響，都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)產(chǎn)生影響，從而影響產(chǎn)品的性能，使產(chǎn)品不能夠達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)所要求的性能，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致產(chǎn)品完全喪失功能。穩(wěn)健設(shè)計(jì)就是針對(duì)這些干擾因素而產(chǎn)生的一種設(shè)計(jì)方法，它是在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，就充分的考慮到加工和制造以及加工材料這些不確定因素的影響，從而使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在受到這些不確定性因素的影響時(shí)，其質(zhì)量性能仍能夠達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的性能，也就是說(shuō)其產(chǎn)品的性能是穩(wěn)健的。對(duì)于任何的機(jī)械產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，它的性能實(shí)現(xiàn)都要受到一些影響因素的影響，對(duì)于這些影響可以采用消除影響因素的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)消除這些影響，但是在工程實(shí)際中，消除這些影響是有很大困難的，而且有一些影響因素即使能夠消除，但是這樣會(huì)造成成本大大增加，所以這種方法是得不償失的，還有一種就是盡量的讓產(chǎn)品的性能在受到這些影響的時(shí)候能夠保持它的性能要求，也就是說(shuō)當(dāng)這些不確定性因素發(fā)生微小的變化時(shí)，產(chǎn)品仍能夠保證其質(zhì)量性能，這就是穩(wěn)健設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想。穩(wěn)健設(shè)計(jì)把對(duì)產(chǎn)品性能的影響因素分兩類(lèi)：一類(lèi)是能夠控制的因素，就是在設(shè)計(jì)和制造的時(shí)候可以控制，使這些影響因素在規(guī)定的范圍內(nèi)變化，像產(chǎn)品的尺寸、材料的性能等，這些因素就稱(chēng)為可控因素；另一類(lèi)是很難控制或是不能控制的影響因素，如在加工時(shí)工人的熟練程度、加工時(shí)的溫度和濕度等，這些因素在設(shè)計(jì)的時(shí)候很難控制，把這些因素稱(chēng)為不可控因素。穩(wěn)健設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容其實(shí)是優(yōu)化問(wèn)題，優(yōu)化設(shè)計(jì)解決的是知道約束的可行域，然后在根據(jù)特定的意義，在這個(gè)可行域的范圍內(nèi)找出最優(yōu)的法案的一種設(shè)計(jì)方法，通常情況下，優(yōu)化設(shè)計(jì)的最優(yōu)點(diǎn)是在約束可行域的邊界上，但是在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)變差的影響，所找到的最優(yōu)點(diǎn)往往是不可行的，這就是說(shuō)一般意義上的優(yōu)化設(shè)計(jì)，它的最優(yōu)解是不具有穩(wěn)健性的。穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)它是在優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上而產(chǎn)生的，就是在優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上考慮穩(wěn)健性，在設(shè)計(jì)時(shí)使最優(yōu)解在受到設(shè)計(jì)參數(shù)的變差的影響下仍然是可行的，也就是說(shuō)當(dāng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)參數(shù)發(fā)生微小的變化時(shí)，其質(zhì)量性能函數(shù)仍然能夠在所規(guī)定的容差范圍內(nèi)。穩(wěn)健設(shè)計(jì)發(fā)展及研究現(xiàn)狀穩(wěn)健設(shè)計(jì)最初是由日本著名的質(zhì)量工程專(zhuān)家 Taguchi 教授在 1978 年提出來(lái)的，他所提出來(lái)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)是在設(shè)計(jì)以及開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的時(shí)候，使產(chǎn)品所設(shè)計(jì)的功能函數(shù)7第二章穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論和方法在影響因素的影響下能夠具有穩(wěn)健性，而且還能夠使產(chǎn)品的目標(biāo)值的變異極小化，這種方法首先在日本進(jìn)行了推廣，并在日本本土開(kāi)展了產(chǎn)品質(zhì)量管理，取得了很好的效果，因此這種方法也受到了許多發(fā)達(dá)國(guó)家的關(guān)注，他們對(duì) Taguchi 穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了深入的研究，在 Taguchi 思想的基礎(chǔ)上加入許多新的思想內(nèi)容，并且提出了很多和 Taguchi穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法不完全相同的新的設(shè)計(jì)方法，尤其是在計(jì)算機(jī)產(chǎn)生后迅速得到很大的發(fā)展，這樣又為穩(wěn)健設(shè)計(jì)提供了很多新的思路，于是穩(wěn)健設(shè)計(jì)在學(xué)術(shù)界、工程技術(shù)界和統(tǒng)計(jì)界得到了高度的重視。Taguchi 穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法就是所稱(chēng)的基于損失模型的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法，這種設(shè)計(jì)方法在國(guó)內(nèi)稱(chēng)為三次設(shè)計(jì)，也就是由系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)這三次設(shè)計(jì)組成從而得名的，任何一種產(chǎn)品都必須經(jīng)過(guò)這三次設(shè)計(jì)才能完成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是在設(shè)計(jì)初期，通過(guò)對(duì)客戶(hù)要求的調(diào)查，從而對(duì)所要設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品的功能以及原理有一個(gè)初步的了解，以此為基礎(chǔ)來(lái)確定產(chǎn)品應(yīng)該具有的基本結(jié)構(gòu)并且來(lái)對(duì)綜合功能進(jìn)行分析。參數(shù)設(shè)計(jì)是 Taguchi穩(wěn)健設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，參數(shù)設(shè)計(jì)一般是要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后開(kāi)始，它的目的是希望找到對(duì)產(chǎn)品的功能影響較大的因素，從而在設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)ζ浼右钥刂?，?lái)達(dá)到使質(zhì)量特性的波動(dòng)最小，通常采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行對(duì)可控因素的選擇。容差設(shè)計(jì)也就是公差設(shè)計(jì)，它是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)計(jì)完成后所進(jìn)行的設(shè)計(jì)，也就是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)完成的最后設(shè)計(jì)，它的主要目的是對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和成本進(jìn)行綜合的考慮，從而對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，來(lái)達(dá)到質(zhì)量和成本的平衡，得到質(zhì)量好成本低的產(chǎn)品，它的具體的實(shí)現(xiàn)方法，是在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，首先規(guī)定出所能容許的最大的偏差，那么在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，所規(guī)定的容差小，則限制的產(chǎn)品的尺寸制造性差，制造成本高，如果在參數(shù)設(shè)計(jì)完成后，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的性能已經(jīng)能達(dá)到規(guī)定的要求，那么就可以不用再進(jìn)行容差設(shè)計(jì)了，但是要是滿(mǎn)足不了，就要對(duì)參數(shù)的容差進(jìn)行調(diào)整，目的就是希望可以使產(chǎn)品在達(dá)到質(zhì)量要求的同時(shí)成本最低。Fiacco在穩(wěn)健設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上加入靈敏度分析理論，產(chǎn)生了靈敏度分析法以此來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，就是在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)估計(jì)出約束變差或者設(shè)計(jì)變量變差變化對(duì)質(zhì)量性能指標(biāo)的影響范圍[23]。Belegundu提出在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)階段，對(duì)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行合理適當(dāng)?shù)倪x擇，使產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)噪聲因素的敏感性最小，這種方法也就是將靈敏度進(jìn)行極小化，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健性能[24]。Parkinson、Emch等對(duì)工程模型的穩(wěn)健性進(jìn)行了研究，他們將此類(lèi)穩(wěn)健性分為兩類(lèi)：一類(lèi)是即使在發(fā)生變異的情況下也能確保設(shè)計(jì)約束的滿(mǎn)足的可行穩(wěn)健性，第二類(lèi)是盡可能的減小設(shè)計(jì)變量對(duì)變異的靈敏度的敏感穩(wěn)健性。同時(shí)指出穩(wěn)健性設(shè)計(jì)的核心是一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題，在穩(wěn)健設(shè)計(jì)中變量和參數(shù)的改變會(huì)影響設(shè)計(jì)函數(shù)，從而使設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)約束都產(chǎn)生相應(yīng)的變化。變量和參數(shù)的分布情況決定了設(shè)計(jì)函數(shù)的分布情況。穩(wěn)健設(shè)計(jì)的目的是盡可能的減小設(shè)計(jì)中變量和參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)函數(shù)等的影響，這就是容差模型法[2526]。Ting對(duì)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的性能質(zhì)量和容差靈敏度進(jìn)行了深入的研究，提出了性能質(zhì)量對(duì)容差靈敏度的確定方法和判定容差最不敏感穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法[27]。國(guó)內(nèi)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)起步比較晚，在 1980 年左右，Taguchi設(shè)計(jì)方法才引起我國(guó)學(xué)術(shù)界8第二章穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論和方法的重視，在 20 世紀(jì) 90 年代末期，我國(guó)的學(xué)術(shù)界對(duì)穩(wěn)健設(shè)計(jì)的研究成為熱點(diǎn)。韓之俊在《三次設(shè)計(jì)》中對(duì)穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹，從而將穩(wěn)健設(shè)計(jì)引入到國(guó)內(nèi)[28]。陳立周等對(duì)穩(wěn)健性隨機(jī)優(yōu)化方面進(jìn)行了深入的研究，對(duì)穩(wěn)健設(shè)計(jì)的基本概念、原理和方法 郭惠昕等將模糊設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述并對(duì)穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究成果進(jìn)行了總結(jié)[2931]。引入到穩(wěn)健設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行了深入的研究，提出了基于模糊理論的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法[3234]，而且將非概率可靠性方法與穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，提出了穩(wěn)健可靠性設(shè)計(jì)方法[35]。孫永光等利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)模具建立參數(shù)化模型，并將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、蒙特卡洛模擬方相結(jié)合，提出了六西格瑪穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法[36]。針對(duì)汽車(chē)也有相關(guān)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究，車(chē)華軍等對(duì)懸架進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)，從而來(lái)提高汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性能[37]。宋傳學(xué)對(duì)汽車(chē)的平順性運(yùn)用穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法來(lái)進(jìn)行研究，對(duì)多工況下懸架參數(shù)最優(yōu)值的變化規(guī)律進(jìn)行穩(wěn)健設(shè)計(jì)研究，提出多工況下評(píng)價(jià)平順性的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法[38]。俞斌對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)剛度的設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了其剛度的穩(wěn)健性[39]。李超將Taguchi設(shè)計(jì)和有限元分析相結(jié)合的方法應(yīng)用于車(chē)門(mén)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)正交矩陣試驗(yàn)方案對(duì)車(chē)門(mén)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了車(chē)門(mén)的品質(zhì)[40]。張義民等將穩(wěn)健性設(shè)計(jì)應(yīng)用到汽車(chē)零部件（彈簧）的設(shè)計(jì)中，提高了彈簧的產(chǎn)品質(zhì)量[41]。張文明等運(yùn)用偏好聚合法替代線(xiàn)性加權(quán)法來(lái)進(jìn)行方差和均值的歸一化，而且對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)采用響應(yīng)面穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)[42]。程賢福將可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)方法、可靠性靈敏度分析以及穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)理論結(jié)合在一起，對(duì)汽車(chē)鼓式制動(dòng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在實(shí)際過(guò)程當(dāng)中考慮噪聲因素的影響看，以制動(dòng)效能因數(shù)作為可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)，以此來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，設(shè)計(jì)后的結(jié)果表明，制動(dòng)器具有較高的制動(dòng)效能以及可靠性，而其還具有較低的可靠性靈敏度[43]。對(duì)于汽車(chē)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)也有相關(guān)的研究，王濤等運(yùn)用蒙特卡洛法和多目標(biāo)遺傳算法對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)，并采用集成運(yùn)動(dòng)仿真方法，提高了轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度[44]。申焱華采用響應(yīng)面法對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，對(duì)影響轉(zhuǎn)向精度的因素進(jìn)行了分析[45]。程賢福將可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)以及穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法結(jié)合在一起，對(duì)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅考慮了可控因素對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的影響，而且同時(shí)把噪聲因素對(duì)于運(yùn)動(dòng)精度的影響也進(jìn)行考慮，以轉(zhuǎn)向精度作為目標(biāo)函數(shù)建立可靠性穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型[46]。穩(wěn)健設(shè)計(jì)的基本理論穩(wěn)健設(shè)計(jì)要達(dá)到的目的圖 21 所示的是目標(biāo)針對(duì)質(zhì)量設(shè)計(jì)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法的圖解。對(duì)于穩(wěn)健設(shè)計(jì)而言，通常是要達(dá)到以下的設(shè)計(jì)目的：（1）在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使產(chǎn)品的質(zhì)量特性均值與目標(biāo)值接近，也就是說(shuō)，應(yīng)使設(shè)計(jì)的質(zhì)量特性值最大限度等于目標(biāo)值，可以表示為下式：9第二章穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論和方法d y = y y 0 174。 min 或 d y2 = ( y y 0 ) 2 174。 min為：（21）（2）使功能特性波動(dòng)的方差盡可能小，此波動(dòng)是由干擾因素造成的，數(shù)學(xué)表達(dá)式d y2 = E{( y y ) 2 } 174。 minf ( xi )x（22）f ( y)Dx Dx +(m y y0 )xiy0y = y ( x, z )f ( zi )z圖 21y0Dy Dy+myy穩(wěn)健設(shè)計(jì)的圖解表示Robust Design Graphic實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的的主要方法有：實(shí)現(xiàn)第一個(gè)目的的主要方法：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方案設(shè)計(jì)階段，將輸入與輸出的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，這樣就可以達(dá)到使功能特性盡可能接近目標(biāo)值；在參數(shù)設(shè)計(jì)階段，對(duì)所要設(shè)計(jì)的變量的值進(jìn)行改變，即設(shè)定其值，從而使所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的輸出均值能過(guò)達(dá)到目標(biāo)值。實(shí)現(xiàn)第二個(gè)目的的主要方法：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，使參數(shù)的名義值的偏差降低，通過(guò)降低偏差，但是這樣做會(huì)造成成本的增加，原因是為了使偏差降低，要么必須采用與未設(shè)計(jì)前相比的更好的材料，要么就是采用高精度的加工方法；選擇合理的工作點(diǎn)，從而達(dá)到使特性值的波動(dòng)減小的目的。穩(wěn)健設(shè)計(jì)的分類(lèi)穩(wěn)健設(shè)計(jì)根據(jù)用于的目的不同，基本上可以分為以下三類(lèi)：Ⅰ類(lèi)問(wèn)題：把信號(hào)因素作為一定值來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這也就是一般的靜態(tài)問(wèn)題，這樣的話(huà)通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)變量的改變，可以降低輸出特性的方差，如圖 22 所示，當(dāng)設(shè)計(jì)變量 x 取不同的 a 、b 點(diǎn)的值時(shí)，它們的質(zhì)量特性均值都接近了目標(biāo)值 y 0 ，但是 x = b 的質(zhì)量特性方差更小，這實(shí)際上也就是參數(shù)設(shè)計(jì)問(wèn)題，它是減小由于噪聲因素帶來(lái)的質(zhì)量特性的方差。10第二章穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本理論和方法x=ax=b圖 22Fig. 22Ⅰ類(lèi)問(wèn)題圖解Class I DiagramⅡ類(lèi)問(wèn)題：把質(zhì)量特性作為設(shè)計(jì)變量的函數(shù)，對(duì)于穩(wěn)健設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，它并不是要找到輸出函數(shù)的最優(yōu)的點(diǎn)，也就是在此點(diǎn)，產(chǎn)品的質(zhì)量特性最好，而是把設(shè)計(jì)得到的值讓其接近目標(biāo)值，也就是并不一定是最優(yōu)點(diǎn)，但是其方差相對(duì)最優(yōu)點(diǎn)來(lái)說(shuō)要小，如圖 23 所示，此類(lèi)問(wèn)題可采用減小設(shè)計(jì)變