【正文】 原理，我們只要計算出實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總平均值，就可代表每個因素的兩個可選條件的平均水平，回應(yīng)值與平均值的差異可以作為該水準(zhǔn)的貢獻(xiàn)度，因此，可以預(yù)測最佳組合的總效果為：最佳組合的實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測值為:T+(A1T)+(E2T)+(B2C1T) =+()+()+() =846）確認(rèn)實(shí)驗(yàn)利用最佳組合條件進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),得到的光電信號強(qiáng)度值為82和81mA,雖然結(jié)果與預(yù)測結(jié)果有差異,但總體效果令人滿意。評論: 一般來說,實(shí)驗(yàn)結(jié)果若與預(yù)測值接近,則可以認(rèn)為實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)性良好,若差異顯著(超過平均極差),則需要分析是否還存在沒有發(fā)現(xiàn)的交互作用或還存在某種未納入控制的因素,待分析出原因后,重新設(shè)計實(shí)驗(yàn)。第四章、參數(shù)設(shè)計第一節(jié) 參數(shù)設(shè)計的原理 產(chǎn)品設(shè)計的幾個階段（1） 系統(tǒng)設(shè)計例如有一位熟悉內(nèi)燃機(jī)車的工程師，負(fù)責(zé)新型汽車發(fā)動機(jī)的原型設(shè)計，利用他在該領(lǐng)域的知識和經(jīng)驗(yàn)所進(jìn)行的創(chuàng)始設(shè)計。（2） 參數(shù)設(shè)計選擇產(chǎn)品零件組合或生產(chǎn)過程的最佳組合條件，使得設(shè)計/生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，變異最小，第一章所介紹的經(jīng)典案例就是參數(shù)設(shè)計的典范。（3） 允差設(shè)計當(dāng)現(xiàn)有的參數(shù)水平，靠組合仍然不能使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定時，需要考慮允差設(shè)計，比如更換控制手段，將溫度的誤差范圍由100177。5度改進(jìn)為100177。2度時，產(chǎn)品相應(yīng)的質(zhì)量參數(shù)穩(wěn)定性就可能提高，第一章的案例中，如果靠配方選擇未達(dá)到要求，就將不得不改造溫度控制系統(tǒng)，使隧道窯中的溫度均勻，減少波動，亦即允差設(shè)計。實(shí)驗(yàn)計劃法被廣泛的用于參數(shù)設(shè)計階段，以便能夠用最少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)，對影響產(chǎn)品性能的諸多因素進(jìn)行最佳組合條件選擇，確定最佳的參數(shù)組合，例如選擇合適的鋼鐵規(guī)格、焊接方法、操作溫度等參數(shù)，使得焊接件的強(qiáng)度最大、成本最低、變異最小。一般情況下，無論產(chǎn)品設(shè)計還是過程設(shè)計，都首先考慮系統(tǒng)設(shè)計，好的系統(tǒng)設(shè)計是參數(shù)設(shè)計和允差設(shè)計的基礎(chǔ)，然后對現(xiàn)有條件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計，參數(shù)設(shè)計不能達(dá)到要求時，應(yīng)考慮修改系統(tǒng)設(shè)計，最后考慮允差設(shè)計，因?yàn)橄到y(tǒng)設(shè)計和參數(shù)設(shè)計有可能降低成本，而允差設(shè)計必然導(dǎo)致成本增加（誤差177。2的溫度計一定比誤差177。5的溫度計昂貴）。參數(shù)設(shè)計的原理說到參數(shù)設(shè)計，我們一起先回顧一下，我們所追求的質(zhì)量是什么。質(zhì)量包括兩個方面的含義，一個方面指的是產(chǎn)品本身的性能優(yōu)良，比如我們說“鱷魚牌”好，是把它與一般服裝相比，它本身的用料考究，做工精細(xì)，款式新穎/時髦等，這是從設(shè)計階段就確定了的質(zhì)量水準(zhǔn)；另一方面指的是產(chǎn)品的性能穩(wěn)定，產(chǎn)品與產(chǎn)品間性能一致，產(chǎn)品在壽命周期中性能也穩(wěn)定，故障和維修率低，比如“雅戈爾”免燙，雖然不是很高檔，但襯衫質(zhì)量穩(wěn)定，水洗后不用熨燙，尤其適合工薪階層，忙忙碌碌的男士，這也是在設(shè)計階段就根據(jù)顧客需求確定的質(zhì)量水準(zhǔn)。而作為質(zhì)量工程師和工藝管理人員，不承擔(dān)產(chǎn)品設(shè)計的責(zé)任，所進(jìn)行的質(zhì)量管理與質(zhì)量改進(jìn)工作是后一個概念，那就是控制生產(chǎn)過程，使產(chǎn)品的質(zhì)量水準(zhǔn)保持在設(shè)計的水準(zhǔn)上，產(chǎn)品之間質(zhì)量穩(wěn)定，產(chǎn)品使用過程中質(zhì)量也穩(wěn)定。參數(shù)設(shè)計的目的，就在于選定產(chǎn)品與制程的參數(shù)值，用最佳的可控參數(shù)組合化解各種不可控因素的所帶來的產(chǎn)品品質(zhì)動蕩，并且能夠忍耐各種使用條件的不良影響，以求得產(chǎn)品機(jī)能的穩(wěn)定，使其在高水準(zhǔn)下運(yùn)作，而受干擾的影響程度最低。參數(shù)設(shè)計時可以將各種參數(shù)劃分為控制因素和雜音因素，所謂控制因素是指該因素的水準(zhǔn)我們可以掌握或比較方便掌握，雜音因素指我們不能預(yù)先設(shè)定，同時也不能保持，然而卻影響產(chǎn)品機(jī)能特性的各種因素，比如生產(chǎn)中的環(huán)境溫度、灰塵、振動、電壓波動、運(yùn)輸過程的各種復(fù)雜條件、顧客可能使用的各種場合的差異等。參數(shù)設(shè)計就是要篩選出最容易控制的因素，找到主要控制因素的最佳組合，該組合可以使產(chǎn)品性能穩(wěn)定在我們設(shè)定的水平上，即使在不良的環(huán)境下，產(chǎn)品和制程仍然穩(wěn)定（或者說具有堅耐性）。一般而言，要提高品質(zhì)就一定要把影響品質(zhì)的原因消除，若要消除原因，往往需要花費(fèi)成本，可很多不良原因根本就無法消除。假如我們不消除原因，而把該因素所產(chǎn)生的影響設(shè)法消除，則可達(dá)到“吃葡萄不吐葡萄皮”的效果。對于需要獲得X177。Y型結(jié)果的望目特性的參數(shù)設(shè)計，可以先研究能使結(jié)果最穩(wěn)定的參數(shù)組合，判斷該組合是否可使實(shí)驗(yàn)結(jié)果處于177。Y的偏差范圍內(nèi)，若實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差符合要求，則從控制因素中選出與結(jié)果有線性關(guān)系或準(zhǔn)線性關(guān)系的因素作為調(diào)整因素，調(diào)整該因素以獲得X177。Y結(jié)果。比如收音機(jī)的構(gòu)造，就是選擇好各種零件的最佳組合后，再利用電容器的連續(xù)可調(diào)特性調(diào)整頻率，用調(diào)整可變電阻的方式調(diào)整音量。如果各種因素?zé)o論怎樣組合都不能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定在要求的范圍內(nèi)，則就需要考慮采用系統(tǒng)設(shè)計或允差設(shè)計的方法重新設(shè)計。參數(shù)設(shè)計的步驟:（1） 確定所要研究的品質(zhì)特性，同時分析影響品質(zhì)的各種因素；（2） 根據(jù)專業(yè)知識和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，初步篩選出主要的影響因素，并估計其交互作用，將可控的因素列為控制因素，將其他因素列為雜音因素（雜音因素很多，也要篩選主要的）。（3） 針對控制因素選用正交表設(shè)計實(shí)驗(yàn)，設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件組合，實(shí)驗(yàn)時，特意將雜音因素作為干擾條件進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，獲取實(shí)驗(yàn)條件在各種干擾條件下的表現(xiàn)水平，最終選擇性能優(yōu)良同時能夠抗干擾的參數(shù)組合。（4） 雜音因素較多時，也可以對雜音因素設(shè)定相應(yīng)的水準(zhǔn)利用正交表進(jìn)行組合設(shè)計。比如某生產(chǎn)車間無法控制室溫、濕度，電壓的波峰波谷，于是就特意設(shè)定5度和40度的溫度條件，25%和90%的空氣濕度條件，240V和200V的電壓條件，利用正交表設(shè)計雜音因素組合：N室溫M濕度O電壓123455404025%90%25%90%240200200240與控制因素正交表配套為內(nèi)、外側(cè)正交表，內(nèi)側(cè)正交表的每一個實(shí)驗(yàn)組合均在雜音的組合條件下實(shí)驗(yàn)4次，以判斷控制因素的抗干擾能力。 A B C D E F GO1M1N1O2M2N1O2M1N2O1M2N2123456781 1 1 1 1 1 11 1 1 2 2 2 21 2 2 1 1 2 21 2 2 2 2 1 12 1 2 1 2 1 22 1 2 2 1 2 12 2 1 1 2 2 12 2 1 2 1 1 2（5）S/N信號雜音比法數(shù)據(jù)分析第三章介紹了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正規(guī)分析方法，正規(guī)分析方法適宜在初步實(shí)驗(yàn)條件篩選時使用，比較方便實(shí)用，但不能正確評價各個因素的抗干擾能力，而參數(shù)設(shè)計卻是要找出抗干擾能力強(qiáng)的因素組合條件。田口博士將物理學(xué)中的S/N信號雜音比引入到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，希望通過比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果與各次實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的變異水平的比值，以找出S/N比最佳的條件組合，也就是能夠化解各種雜音因素影響的參數(shù)組合。望小特性的S/N比：望小特性（不包括不良率0%）的目標(biāo)值是0，如產(chǎn)品的收縮度，我們既希望產(chǎn)品收縮度小，同時也希望收縮度穩(wěn)定，以便生產(chǎn)控制，比如塑料成型，穩(wěn)定的收縮度水平有利于模具設(shè)計人員確定模腔尺寸。若有n個數(shù)據(jù)y1，y2…yn,則S/N=10log[（y12 +y22 +…+yn2）/n]望大特性的S/N比：S/N=10log[（1/y12 +1/y22 +…+1/yn2）/n]望目特性(X177。Y)的S/N比:信號強(qiáng)度:實(shí)驗(yàn)結(jié)果平均值的平方m2群體變異:V=[(y1m)2+(y2m)2+…+(ynm)2]/(n1)S/N=10log(信號強(qiáng)度m2/V)（6） 參數(shù)選擇得出每個條件組合的S/N比后，采用正規(guī)分析的方法，對S/N比進(jìn)行分析，找出S/N比最大的參數(shù)組合。第二節(jié) 參數(shù)設(shè)計的實(shí)際案例案例 空調(diào)系統(tǒng)的EER值（熱交換效率水平）研究（望大特性）在第三章，我們就探討了本案例，并用正規(guī)分析方法分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可是分辨不出各因素的差異，事實(shí)上，正規(guī)分析只能粗略比較比較顯著性差異，當(dāng)參數(shù)改進(jìn)后，各種參數(shù)組合的表現(xiàn)水平就比較接近，這時候，我們要顯著提高特性值，往往靠目前的參數(shù)進(jìn)行組合無法大幅度提高，有時采用系統(tǒng)設(shè)計，有時采用允差設(shè)計，如果特性值能夠滿足我們的要求，我們就以追求特性值的穩(wěn)定性為目標(biāo)，以S/N比進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，就能分辨參數(shù)的各種組合的穩(wěn)定性水平，從而獲得穩(wěn)定性最佳的組合。實(shí)驗(yàn)條件：為了研究空調(diào)的EER值，初步篩選出了五種控制因素，皆為二水準(zhǔn)條件：A 壓縮機(jī)規(guī)格（規(guī)格1，規(guī)格2）B 散熱片型式（I型，II型）C 散熱片的處理方式（熱處理，不經(jīng)熱處理）D 冷凝管型式（I型，二型）E 毛細(xì)管長度（25cm，40cm）同時篩選出了三個雜音因素，都是二水準(zhǔn)：H：散熱片均一性I：銅管均一性J：壓縮機(jī)使用年限實(shí)驗(yàn)設(shè)計 ：五個二水準(zhǔn)控制因素用正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計，同時對三個二水準(zhǔn)雜音因素用正交表進(jìn)行組合，進(jìn)行32次實(shí)驗(yàn)： A B C D E F GJ1I1H1J2I2H1J2I1H2J1I2H2信號雜音比S/N123456781 1 1 1 1 1 11 1 1 2 2 2 21 2 2 1 1 2 21 2 2 2 2 1 12 1 2 1 2 1 22 1 2 2 1 2 12 2 1 1 2 2 12 2 1 2 1 1 2數(shù)據(jù)分析：建立S/N比回應(yīng)表: ABCDE水準(zhǔn)1水準(zhǔn)2根據(jù)以上結(jié)果可以看出:任選AA2，B2C1D1E1是最佳組合，采用該組合，產(chǎn)品抗各種雜音干擾的能力最強(qiáng)，如果目前的生產(chǎn)條件是A1B1C1D1E1，則其他參數(shù)不變，對B予以更新。