田口统计方法--品质设计之实验计画法.ppt

1、第一章质量设定修订的实验修订法1.1所谓实验设定修订，是指研究实验的进行方式及其实验观测值解析法，提高信息获得效率，使实验成本最低的学问。 这个利用事前的修订计划性周密的数据收集过程是1920年代由英国人Ronald A. Fisher创立的。 实验设计传到美国后，大部分用于农业和生物实验。 在第二次世界大战发生前工业产品的质量管理开始受到重视后，实验设施修订成为质量管理上的重要方法。 后来，实验设计传到日本后，日本工业虽然遵循萩质量管理的实施，但工业方面的实验比农业、生物实验方面的内容更为复杂，如有很多控制因子和时间限制等。 20世纪50年代田口玄一博士倡导用正交表修订实验设施，率领一批研究

2、人员研制出各种正交表、虚线图、应用技术及分析方法。 该方法由于对实验结果的再现性高、配置实验的伸缩性大、实验次数少、实验配置容易、分析方法简便等理由和优点，在日本迅速普及。 日本人把田口博士的学问称为质量工程(Quality Engineering )，欧美各国在1980年代开始接受这种方法称为田口方法(Taguchis Method )。 为什么要学实验设计？ 根据以下的调查图表，可以知道在将来的品质改善中实验设施订正的应用程度。 (来源： Keki R. Bhote的World Class Quality一书)，质量管理对质量改善的贡献率实验设施对质量改善的贡献率，内容： (1)统一特性值

3、的合理化改良目的的特性。 (2)因素的配置法利用正交表和其他的修正配置的方法。 (3)实验数据的分析法SN比(信噪比) (a )与工序平均t之差，只能够纠正大约一半的主要因素。 (b )根据折扣系数法。 (c )进行变异数分析，仅使变异比为2以上。 (d )进行变异数分析，f检验后，只考虑估计的有意义，1.2质量功能的变异和我们日常购买的产品丢失，当然想购买好的产品，但是对于好的产品，无视价格问题，只考虑质量方面：第一，想购买的产品，其性能如说明书所示第三，产品之间的波动很小，即产品之间的质量特性必须是均匀的。 其他人会使用某个产品来通知我们非常好。 你买的时候当然希望和别人买的一样好。 但是

4、，为了实现上述三个好产品应具备的条件，必须克服影响产品性能的三种噪声(外部噪声、内部噪声、产品间噪声)。 我们在修订新产品和新的制造工艺时，最重要的是如何进行修订，不影响各种杂音，而且价格便宜。 无论是最终产品还是零件和材料，其目标特性都有目标值，也有萩子决定合格、不合格的允许范围。 但是，制定规格会导致非规格的产品被废弃或修理而造成损失，因此如果产生非规格的产品，会导致成本增加的问题。 什么是损失？ 谁来负担？ 质量管理的最终目的是确保所有产品不受环境、人员等外部因素的影响，其功能特性能够达到预期的目标值。 因为如果产品的特性值与目标值不同，就很可能发生损失。 损失通常被视为产品出厂前的附加

5、制造成本。 产品交易后，如果其特性值超过制造商或顾客的规格，当然会有退货的损失，所以出货后的损失或品质成本如果社会、顾客负担的顾客停止负担，制造商就无法生意。即使产品特性值未在规格范围内退货，保修期内的维修费用也由制造商承担。 但是，如果故障频繁，使用者会给这个产品和品牌留下不好的印象，制造商不可避免地间接地给顾客的负面反应结果负担费用，通知朋友和亲属，导致商誉的损失和长期市场占有率的减少。 以下所示的一些成本难以掌握和订正： (1)退货(2)保证成本(3)顾客的投诉和不满(4)顾客花费的时间和金钱(5)市场占有率的可能性。 最后的观点是市场占有率和增长。 生产的目的是追求持续的增长，真正的增

6、长来自市场和整个社会。 增长的关联是质量、成本和顾客是否满意。 客户购买你的产品花费的钱和由于品质不良造成的损失，最后会对制造商做出反应。 如果客户肯定你的产品质量，你获得的利润将是无数倍。 在田口式质量工程领域，现在的企业间一般“制作符合规格的产品就可以”的想法没有被认可，从损失函数的观点出发，强调制作接近规格中心的产品的重要性。 由于目标特性的损失函数，田口玄一博士定义质量是指产品出厂后给社会带来的损失，但不包括功能造成的损失。 功能损失：关于功能本身，无论社会有多少损失，减少其损失不是质量管理的问题。 比如酒有香气和醉酒的功能，但是喝醉了酒会引起事故和吵架的受害不在少数。 但是，不能为了

7、喝醉酒会弄错而改变喝醉酒的机能。 社会允许具有什么样功能的产品不是技术问题，而是法律和文化问题。 其他还有毒品、电视等。 (1)对于质量损失的定义，可以限制功能变异造成的损失。 例如，机械故障、产品功能不良导致的维护损失。 功能变异的原因有： (a )外部噪声(Outer Noise ) (环境差异):环境条件影响产品性能的因素，如使用时不同温度、湿度、尘埃、输入电压等环境条件的变异导致产品功能的变异。 例如产品在正常的环境下发挥功能，但在高温和高湿的环境下不能正常发挥功能，这就是环境的变异。 (b )内部干扰(Inner Noise ) (劣化):根据使用的构成部件、部件的不同，在有初期变异

8、的使用期间中，由于部件的部件劣化等导致的变异，产品偏离了原本要求的特性值。 这种由于部件的不同或产品老化、劣化而引起的产品功能的变异称为内部噪声。 例如，有的产品一开始功能很好，但是使用一段时间就会发生漏电现象，这就是产品老化引起的功能变异。 (c )产品之间的噪音：由于制造工序的变异而产品的变异，即产品与产品之间的质量变异。 关于冰箱和冰箱内温度控制器的噪音因素，用几个例子详细说明冰箱的门打开的次数、食物的放入量、食物的放入温度等影响使用的噪音因素。 内部噪音：制冷剂量、制冷剂外泄、机械零件磨损。 汽车和汽车制动距离的噪音主要原因是水泥路面、沥青路面、路面干燥、潮湿、车内人数。 内部噪声：刹

9、车皮摩擦系数的变化和刹车油量的变化，刹车油的外泄。 照片冲洗过程中的重要噪声因素是外部噪声：冲洗同时进行的照片张数和暗室的照明情况。 内部噪声：随着冲洗时间的变化和叶片冲洗张数的累积增加，化学物反应的程度发生变化。 影响工艺路线变异的杂音因素外部杂音：制造环境、工艺路线负荷、原料变异与作业员的不匹配。内部干扰：过程的不整合，如过程的生产条件控制的变异，生产条件的劣化，如油的质量随生产数量的不同而逐渐劣化。 (2)弊病项目(包括使用成本)造成的损失。 例如以手机为例，无论在什么环境下，经过什么冲突和干扰都能清楚地接收信息，可以说是功能完美的手机。 但是，如果这个手机非常消耗电力，对于与功能无关的

10、弊端项目来说，是质量差的手机。 因此，所谓品质良好的产品，应该意味着本来应有的功能没有变异，而且包括使用成本等弊端在内的项目的损失很少。 我们在修订新产品和新的制造工艺时，最重要的是如何进行修订，不影响各种杂音，而且价格便宜。 为了应对变异，品质工程有Off-Line和On-Line两种对策。 离线对策包括残奥指标设计和容许范围设计，采用了实验修正法。 残奥仪表设定修正是研究通过决定设定修正的方法、使用的部件或系统要素等的残奥仪表电平值，是否能够降低外部噪声或内部噪声的影响的方法。 换句话说，即使存在各种噪声的原因，也需要减小其影响，即，为了获得稳健的质量，必须有效地确定设定校正上的残奥仪表。

11、 生产线上的质量管理在每天的生产工作中做好质量管理工作，以期将产品的变动最小化，其管理方法与生产线外的质量管理方法不同，包括过程诊断定和调整(diagnosisandadjustmentofprocess )、预测和修正(forecastinganng ) 生产线以外的质量管理是用实验修订法进行产品设定修订和制造过程的设定修订。 田口质量工程与以往实验修订法的最大区别在于，(1)变异数分析中主要利用SN比的修订法。 (2)明确区分品质设定修订不可缺少的内侧和外侧的配置。 (3)不是对直接取得的特性值的平均值进行比较，而是以测量用于比较的不同SN比为中心。 (4)正交表的使用说明中，通过1因子实

12、验、2因子实验，使因子数逐渐增加，不采用正交表配置的方法。 因此，从一开始就采用正交表的配置，省略二维配置等多元配置的说明。 (5)原则上使用混合型的直交表，只有在不能配置混合型的直交表的情况下，才利用点图的直交表。 如果存在质量问题，应采取什么措施解决(1)；如果存在质量问题，原因在哪里，发现了原因，然后消除原因，以后就不会再发生了。 但是，这有时很困难，因为消除原因需要很多钱。 (二)存在移除原因影响的原因，以移除对质量的影响。 比如，我们从供应商那里购买低级原料来节省成本，但是低级原料会降低产品的质量，我们知道产品质量差的原因主要是原料差的原因，但是除去原因必须使用高级原料。 田口方法的

13、核心是消除原因的影响，改善质量，节约成本。 所以质量管理最重要的是价格，如何降价，这是我们的工作，我们可以使用多么便宜的材料，便宜的原料，制造出好的产品。 这是田口残奥表设置修订的最重要的一点，如何使用粗级的原、材料制作高级产品，并且价格便宜。 如何发现异常情况，与后述的第四、五位相同的On-Line QC。平时，我们在生产过程中，希望在异常时刻早日发现，早日解决，所以定期检查，定期取样检查。 如果检查结果不正常的话，把机器放下，修正之后开始作业，要多长时间？ 管制图没有告诉我们，管制图告诉我们的是一次取几个样本，如何修正其平均值及其管制范围，如何发现工序异常，经济方面的观点模糊不清。 田口方

14、法的一个重要观念是把质量和钱结合起来。 生产线上的质量管理体系，每天要做的检查，多久要做一次，用金钱来订正，这是很多因素的函数。 (四)、预测在生产线上提取样品得到产品质量水平，预测后续质量如何，调整控制因子水平。 例如，在某个样本中，品质大多远离中心线(目标值)，变多了要进行调整、调整就要进行多少调整，这些有限制界限，这些限制界限与限制图的限制界限的求出方法不同，其限制界限是结合金钱来计算的。 (五)、检验后，坏的扔掉或修理，好的卖掉。 产品设定修订包括3个阶段： (1)系统设定修订(System Design) (2)残奥仪表设定修订(Parameter Design) (3)公差设定修订

15、(Tolerance Design )。 田口方法的精髓处于残奥仪表设定修订阶段。 系统设定修订是对产品设定修订平时所考虑的内容，例如，设定新轮胎、设定新引擎、设定新电路等，全部都是系统设定修订。 系统设定修改完成后，也进行残奥仪表设定修改。 残奥指标设计(也称为加固设计)是使用最廉价的素材，产品的性能在所有情况下都能保持均匀，并且能够持久，消除其原因的影响的设计。 这是实验修订法最高级的应用，也是田口方法的精粹。 公差设定修订是指，当产品经过系统设定修订、残奥仪表设定修订，对产品的质量不能满足要求，需要进一步改善其质量时，可通过高级原、材料或更高级、更精密的机械设备完成，以达到产品的质量性能

16、能满足需要的内容，称为公差设定修订。 在设定修订的过程中，残奥仪表设定修订是获得稳定可靠的产品或过程的最重要阶段，为了达到其目的，必须重复使用实验修订图像来消除原因(噪声)对产品功能的影响。 修正残奥仪表设置是如何减少变异，调节平均值的问题。 修改残奥仪表的时候要做两件事。 一个是减少变动，另一个是将平均值调整为目标值(如果有目标值)。 但是，在没有目标值的情况下，质量特性可以分为越小越好(Smaller the Better )和越大越好(Bigger the Better )这2种。 质量特性越小越好(希望小特性)，此时的目标值为零的质量特性越大越好(希望大的特性)，此时的目标值为无限大。 残奥仪表设置校正可以计算信噪比(简称为SN比)，并且校正了最佳因子级组合。 SN比是同时考虑了平均值和变异数的评价指标，SN比越大表示质量特性值的变动越小的情况越好，在进入田口式实验设定修正法之前，首先介绍几个名词： (1)质量特性值(Quality Characteristics ) :即(2) :也称为自变量(Independent Variable )，是影响质量特性值的几个(工程修订或工艺路线)残奥仪表。 因子的分类：用于健壮性改善研