質量管理學教學案例一：田口參數實驗設計-文庫吧資料
2024-09-11 10:33本頁面
【正文】 螺桿轉速（ Screwspeed）（ D）； 填充時間（ Fill Time）（ E）； 填充壓力（ Fill Press）（ F）； 汽車面板 噴嘴直徑（ Nozzle Dia.）（ G）； 模子壁的溫度（ H）； 噪音因子（ Z）： 小球的再研磨度（ Z1）； 小球尺寸的內在變異（ Z2）； 結果如圖 9 所示。 圖 7 汽車面板輪廓 （ 1） 建立 p圖 。 對收縮率的控制目標或規(guī)格（ %）： +/ 。該質量特性參數受許多工藝參數和環(huán)境變量的影響。參數設計的工作步驟可按圖 6的框圖進行。 U、 V和 W 是噪音因子。表中， A、 B、 C、 D、 E 和 F是可控因子， e是誤差因子，所謂 誤差因子，是田口方法提供的對未考慮到的系統(tǒng)可控因子的一個補充。 田口穩(wěn)健設計中的參數設計一般都需要用到兩個正交表，即用于安排可控因素的正交表，稱為“內表”或“設計變量矩陣”；用于安排噪聲因素的正交表稱為“外表”或“不可控因素矩陣”。這些特定保證正交表安排的試驗，具有均衡分散性、整齊可比性。正交表的每一列等同于一個因素。 1. 望目特性的信噪比 A L（ y） Δ y A L（ y） Δ y 設產品的望目特性值為 y0, 質量特性 y 服從正態(tài)分布 y ~ N(μ y，σ y),，信噪比計算公式為： 221 ()10 lg myySSNSN S???????? （ 7） 式中： 2 221 ( ) /( 1)NyyiiS y y N? ?? ? ? ?? ； 2()mS N y? ； iy 為質量特性值， y 為質量特性均值。 L(y)為隨機變量時，則產品的質量水平用期望值反映，對于 N件產品，若望大特性的測試值為 y1， y2，??， yN，則平均質量損失為： ??????? ??Ni iyNkyL 1 211)( （ 6） 圖 5 望大特性的質量損失函數 4 關于信噪比與正交表 在通訊和電氣工程中，為了對所選擇設備的質量特征進行量化引入“信噪比” (輸入信號強度與噪聲強度之比 ) 這個概念。這種質 量特征稱為望大特性，如粘接強度等。 L(y)為隨機變量時，產品的功能質量水平用期望值反映。這種情況下的質量損失函數可由式 1 中令 y0＝ 0 得： L(y)＝ Ky2 （ 3） 如圖 4 所示，因為輸出特性 y 只能取正值，故上式只取一側的損 失函數。這種質量特征稱為望小特性。質 量損失系數 K 的確定可以有兩種方法確定，一種是根據功能界限和相應的損失來確定；另一種是根據容差 Δ y 和相應的損失來確定。 由于產品的質量特性 y表現為隨機性，所以 L(y)亦為隨機變量，故有必要取 L(y)的期望值作為評定產品的質量水平。輸出特性值偏離目標值越遠，造成的損失越大。 式（ 1）說明，由于功 能波動所造成的損失與偏離目標值 y0 的偏差平方成正比。 則質量損失函數為： 20 )()( yyKyL ?? (1) 其中 K 是不依賴于 y 的常數，稱為質量損失系數。為了描述產品的質量損失，引入了以下幾種 類型質量特性的損失函數。 圖 2 田口質量控制體系 3 田口質量損失函數 田口對產品質量提出了一個新概念，他認為：質量就是產品上市后給于社會的損失。最終效果是在不提高產品成本甚至降低成本的基礎上使產品質量損失最小，可見，參數設計是獲得高質量產品的關鍵，也是田口方法的中心內容。一般所講田口參數設計是指田口線外質量控制，本章討論的田口實驗設計即為田口線外質量控制。這一階段以產品性能優(yōu)化為目標確定產品參數水平及配置，使工程設計對干擾源的敏感性最低； （ 3） 容差設計：在參數確定的基礎上，進一步確定這些參數的容差。 田口方法的基本原理是通過控制可控因素 的水平和配合，使產品和工藝對噪聲因素的敏感程度降低，從而使噪聲因素對產品質量的影響作用減少和消除，以實現提高和穩(wěn)定產品質量的目的。所謂線上質量控制，是實際生產階段的質量控制活動。所謂線外控制，即產品設計階段和制造設計階段的質量控制活動，通過實驗設計，保證產品最佳化和制造過程最佳化（主要是工藝參數的最佳化設計）。田口玄一博士將噪音因子分為三類：即外部噪音，如溫度、濕度、灰塵等；內部噪音，如劣化等；產品間噪音，如制造缺失等。輸入變量非設計參數，可控變量是田口方法的設計對象，所謂可控變量，即可以調整和控制的參數，這種變量通常稱為信號因子。該 方法 是一種能設計出環(huán)境多變條件下能夠穩(wěn)定和優(yōu)化操作的高效方法。為了定量描述，產品質量損失，田口提出了“質量損失函數”的概念，并以信噪比來衡量設計參數的穩(wěn)健程度。這些方法一方面很不經濟，而且有時技術上也難以實現。質量特性值偏離目標值越大，損失越大， 信號因子（可控） X 過程 質量特性值 Y 輸入變量 W 噪音因子（不可控） Z 即質量越差，反之，質量就越好。 2 田口方法基本思想和研 究內容 與傳統(tǒng)的質量定義不同，田口玄一博士將產品的質量定義為：產品出廠后避免對社會造成損失的特性，可用“質量損失”來對產品質量進行定量描述。我國在六十年代就曾
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