实验计划法-田口式实验法
实验计划法田口式实验法

案例二:电子产品研发中的优化设计
总结词
田口式实验法在电子产品研发中应用,有助于优化产品设计,提高产品性能和用户体验。
详细描述
电子产品研发过程中,设计优化是关键。田口式实验法通过设计合理的实验方案,对不同设计方案进 行对比和分析,以找出最优设计方案。同时,通过实验验证和数据分析,还可以对产品性能进行预测 和改进,提高产品的性能和用户体验。
02
田口式实验法的基本原理
田口式实验法的概念
田口式实验法是一种以正交表为基础,通过实验 设计、数据分析与优化来研究多因素多水平系统 的一种实验设计方法。
它是由日本学者田口玄一先生提出,被广泛应用 于工业工程、生产制造、品质管理等领域。
田口式实验法的优点
科学性强
田口式实验法采用正交表进行实验设计,能 够科学地安排实验因素和水平,减少实验次 数,提高实验效率。
06
田口式实验法的总结与展望
总结
田口式实验法是一种 以正交表为基础,通 过控制实验条件进行 多水平实验的方法。
田口式实验法广泛应 用于各种领域,如化 工、机械、电子等, 旨在提高产品质量和 性能。
田口式实验法的核心 思想是通过控制三个 因素(质量、成本和 交货期)的组合,实 现产品优化。
田口式实验法采用正 交表设计实验方案, 具有高效、经济、灵 活的特点。
部分因子设计
只考虑部分可能的因素组合,以减少实验次数并获得 有价值的结论。
随机设计
以随机顺序进行实验,以避免实验者偏差和系统误差 。
实验误差控制
01 重复实验
进行多次实验以增加结果的可靠性和稳定性。
02 盲法
消除实验者和被试者对实验目的和分组情况的知 晓,以避免主观影响。
03 对照实验
实验设计DOE田口方法

实验设计DOE田口方法田口方法(Taguchi Method)是一种实验设计(Design of Experiments, DOE)方法,旨在通过设计有限数量的实验来优化产品和过程。
这种方法是由日本工程师田口幸三在上世纪60年代提出的,已经在全球范围内应用广泛。
田口方法的主要目标是确定控制因素对产品或过程的性能目标的影响,并找到一组最优的控制因素设置,以实现这些性能目标。
田口方法通过以下三个步骤来实现这一目标:1.识别关键因素:首先,需要确定影响产品或过程性能的关键因素。
这些因素可能包括材料特性、工艺参数、环境条件等。
田口方法通过对影响因素进行分析和筛选,确定出最终需要考虑的关键因素。
2. 设计实验矩阵:在确定了关键因素后,需要设计一组实验来评估这些因素的影响。
田口方法采用正交实验设计(Orthogonal Array Design,OAD)来构建实验矩阵,以尽量减少实验数量同时保证数据的准确性。
正交实验设计可以在有限的实验次数情况下获得全面而有效的数据。
3. 分析实验数据:实验数据的分析是田口方法的核心。
不同的性能目标可能需要不同的统计分析方法。
常用的分析方法包括方差分析(Analysis of Variance,ANOVA)、信号/噪声比(Signal-to-Noise Ratio,S/N Ratio)分析等。
通过对实验数据的分析,可以确定关键因素的最佳设置,以达到性能目标的最优值。
田口方法的优点在于它可以在实验次数有限的情况下获得准确的数据,并最小化因素相互影响的效应。
此外,田口方法还可以有效地提高产品和过程的稳健性,使其对外部变化具有较强的抗干扰能力。
田口方法的应用非常广泛,适用于各种不同的工业领域。
它可以用于优化产品设计、改进工艺参数、减少能源和资源消耗等方面。
田口方法已经得到了许多企业的认可,并在实践中取得了显著的效果。
总结起来,田口方法是一种有效的实验设计方法,通过有限的实验次数来确定关键因素对产品或过程性能的影响,并找到最佳的因素设置来实现优化。
工程应用分析之田口式实验计划法

工程应用分析之田口式实验计划法田口式实验计划法(Taguchi Method)是由日本质量管理专家田口玄一郎于20世纪60年代提出的一种工程应用分析方法。
该方法是通过设计和执行一系列实验来优化产品、系统或过程的设计参数,以实现最佳性能和品质控制。
田口式实验计划法以其简洁、高效和准确的特点在全球范围内被广泛应用于工程领域。
田口式实验计划法的核心思想是通过考虑设计参数对结果的影响,确定最佳的参数组合来优化产品或系统的性能。
与传统的试验方法相比,田口式实验计划法减少了实验次数,但仍能得出可靠的结论。
田口式实验计划法主要包括三个步骤:参数选择、水平选择和实验设计。
首先,确定影响结果的关键参数。
然后,为每个参数选择适当的水平。
最后,设计实验矩阵并执行实验,以收集数据和分析结果。
在参数选择阶段,田口式实验计划法强调选择对结果影响最大的参数。
通过使用正交实验矩阵,可以确定最少的实验次数来获得最大的信息量。
正交实验矩阵是一种特殊的矩阵,具有平衡各种因素的能力,并且可以减少因素之间的相互作用。
因此,正交实验矩阵能够在最少的实验次数下提供有效的数据。
在水平选择阶段,田口式实验计划法要求选择适当的水平来代表参数的范围。
通常,参数的水平可以分为三种类型:高水平、低水平和中心水平。
高水平和低水平用于极端测试,而中心水平用于检测参数的相互作用。
通过选择不同水平的参数组合,可以确定最佳的参数组合来实现最佳性能。
在实验设计阶段,根据正交实验矩阵的设计,执行一系列实验并收集数据。
通过对数据进行统计分析,可以确定影响结果的关键参数和最佳参数组合。
这种分析方法可以减少试验次数和时间,并提高实验结果的准确性和可靠性。
田口式实验计划法的应用非常广泛,涵盖了各个领域的工程问题。
例如,在产品设计中,田口式实验计划法可以优化产品的功能、性能和可靠性。
在生产过程中,田口式实验计划法可以优化工艺参数,减少产品的变异性和缺陷率。
此外,田口式实验计划法还可以用于系统设计、质量改进和环境优化等领域。
实验设计─田口方法

5
3 1 2 2 1 1 2 2 5 细 53 现 1300 4
5
4 1 2 2 2 2 1 1 5 细 53 新 1200 0
0
5 2 1 2 1 2 1 2 1 粗 53 现 1200 0
5
6 2 1 2 2 1 2 1 1 粗 53 新 1300 4
0
7 2 2 1 1 2 2 1 1 细 43 现 1200 4
36
田口试验
•假设实验执行所需花费的成本相当高,在此情况下不 管任何理由,我们希望只做四次实验,以代替全因素 实验。请问下列二表,你会选择那一项
35
田口试验
次数 A B C D E F G 结果 1234567
1 1 1 1 1 1 1 1 Y1 2 1 1 1 2 2 2 2 Y2 3 1 2 2 1 1 2 2 Y3 4 1 2 2 2 2 1 1 Y4 5 2 1 2 1 2 1 2 Y5 6 2 1 2 2 1 2 1 Y6 7 2 2 1 1 2 2 1 Y7 8 2 2 1 2 1 1 2 Y8
见次页
31
田口试验
一次一因素的实验
A 实验次
数
B
C
D
E
F
G
实验结 果
1 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 1
2 A2 B1 C1 D1 E1 F1 G1 2
3 A2 B2 C1 D1 E1 F1 G1 3
4 A2 B2 C2 D1 E1 F1 G1 4
5 A2 B2 C2 D2 E1 F1 G1 5
上限
尺
寸
大 小
外部瓷砖
改善前
内部瓷砖
下限
17
田口试验
原材料粉碎及混合 成型 烧成 上釉 烧成
田口方法导入与配置实验设计

田口方法导入与配置实验设计田口方法,又称为田口质量管理方法,是一种通过合理设计实验来寻找最佳工艺参数的方法。
它是由日本科学家田口玄一在20世纪60年代提出的,旨在通过少量的实验次数找到最佳条件。
田口方法在工业实验设计以及优化工程中被广泛应用,具有经济、高效、科学的特点。
田口方法的核心思想是通过有限的实验次数,尽量获取到最多的信息。
在实验设计中,首先明确要研究的因素和水平,然后设计试验矩阵,并进行试验。
最后,通过分析试验结果,找到最佳的工艺条件。
田口方法的导入与配置实验设计主要包括以下几个步骤:1. 确定研究因素和水平:首先明确需要研究的因素和水平。
因素是影响实验结果的各个变量,而水平是每个因素的不同取值。
通常情况下,因素的水平数目不宜过多,一般控制在3-5个,以保证实验的可控性和可行性。
2. 构建田口试验矩阵:根据因素和水平确定田口试验矩阵。
田口试验矩阵是通过对各个因素在不同水平下的组合进行排列组合,生成实验方案。
田口试验矩阵采用正交设计,可以最大程度地减少试验次数,提高实验效率。
3. 进行试验:根据田口试验矩阵,进行实验。
在试验过程中,需要严格按照设计方案进行操作,确保实验的可靠性和可重复性。
同时,要收集实验数据,并及时记录。
4. 分析试验结果:通过对实验数据的分析,找到最佳的工艺条件。
可以利用统计方法,如方差分析、回归分析等来分析实验数据,确定各个因素对实验结果的影响程度,找到最佳的因素水平组合。
田口方法的导入与配置实验设计需要考虑以下几个因素:1. 确定目标:在实验设计之前,需要明确实验的目标。
是寻找最佳的工艺参数、优化产品性能、提高生产效率还是解决某个问题。
只有明确目标,才能有针对性地设计实验方案。
2. 确定因素和水平数目:在确定因素和水平时,需要考虑到实际情况。
因素的选择应该与实际生产密切相关,并且水平数目不宜过多。
太多的水平数目会增加实验的难度和成本,同时也会降低实验的可行性。
3. 控制实验误差:在进行实验时,需要严格按照设计方案进行操作,确保实验的可靠性和可重复性。
田口实验设计方法 -回复

田口实验设计方法-回复什么是田口实验设计方法?田口实验设计方法,又称为田口方法或田口质量工程,是一种广泛应用于工程和科学领域的实验设计方法。
它由日本工程师田口玄一于20世纪60年代提出,并由此得名。
田口实验设计方法旨在通过最小的实验次数,获得较为准确的研究结果,从而提高产品或过程的质量和效率。
田口实验设计方法的核心理念是寻找和优化实验因素对于结果的影响情况。
这些实验因素也被称为设计变量,它们是在一个实验中被设定和调整的不同变量。
通过系统的实验设计和数据分析,田口方法帮助研究者确定哪些设计变量对于结果的影响最大,并帮助找到优化的工作条件。
如何运用田口实验设计方法?田口实验设计方法的运用可以分为以下几个步骤:1.明确研究目标:首先需要明确研究目标,确定要优化的结果是什么。
这可以是产品质量、工艺性能、生产效率等。
2.确定关键因素和水平:在田口方法中,关键因素是指对结果有较大影响的变量。
研究者需要根据经验或文献调研确定哪些因素可能对结果有影响,并确定每个因素的水平。
水平可以是离散的(例如高、中、低)或连续的。
3.构建田口表:田口表是田口实验设计方法的基础,它通过系统地排列和组合不同水平的因素来构建。
该表的设计使得能够识别出主要因素的影响,同时最小化实验次数。
4.进行实验和收集数据:根据田口表进行实验,并记录每个实验条件下的结果数据。
确保数据的准确性和可重复性。
5.分析数据和建立模型:通过统计方法和数据分析,研究者可以确定不同因素对结果的影响程度。
这有助于建立模型并找出优化的工作条件。
6.验证和优化:最后一步是验证和优化结果。
通过对实验结果的确认和分析,可以确定最佳的工作条件,并对过程或产品进行进一步的改进。
田口实验设计方法的优势和应用领域田口实验设计方法具有以下几个优势:1.最小化实验次数:田口实验设计方法的设计能够最小化实验次数,节约时间和资源。
2.系统的变量分析:田口方法能够系统地分析多个变量对结果的影响,帮助确定主要因素并解释变量之间的相互作用。
实验计划法-田口式实验法

Rule 1 一个产品的质量特性是以附合目标值为革准 , 我们可确信这些产品会有良好的质量 .
Rule 2
如果一个产品的质量特性是以附合规格为基 准我们相信这样的产品是“ As good as bad”, 好坏差异不大 .
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) 品质工程的概念
Experiment Environment 周遭环境条件可能会对实验结果造成影响.
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) 实验计划法之概念
实验计划用语及定义
Blocking集区原量
Experiment Design Error错误
Randomization随机 Replication
Is a portion of the experimental material or experimental environment which is likely to
例题 假设波峰焊制程之Nomial value of y(焊接炉之温度)为240℃, 已知对某产品之平均成本(每片)为NT$200而如果我们订定y 超出240℃之±20℃时,材料就得报废.试求Quality Loss
Function L(y) 解 本例属于Nomial the best Model因此L(y) =k(y-m)2
已知 当y = 220℃ or 260 ℃时L(y) =$200
Ao=$200 $50
L (y) = k(y - m) 2
220 230 240 260
△o
Tolerance =△o =±20℃∴ △o = 20℃ Loss = Ao = L =$200
Ao = k(△o)2
田口式实验计划法工程应用分析

田口式实验计划法工程应用分析引言田口式实验计划法是一种用于实验设计和优化的方法,由日本质量专家田口玄一于20世纪60年代提出。
该方法以极少的实验次数获得最大的信息,并且能够确定最佳条件下参数之间的相互关系。
本文将分析田口式实验计划法在工程领域的应用,并评估其在工程实践中的效果。
田口式实验计划法概述田口式实验计划法是一种基于统计学原理的实验设计方法。
它通过系统地变化和调节多个因素,以寻找最优条件和确定参数之间的关系。
田口式实验计划法可以将多个因素的不同水平进行组合,从而实现最小的实验次数。
田口式实验计划法的主要步骤包括:1.选择关键因素:确定影响实验结果的主要因素。
这些因素可以是材料、工艺参数、环境条件等。
2.确定因素水平:对于每个关键因素,确定几个不同的水平。
水平的选择应覆盖整个实验范围,以便得到全面的数据。
3.建立正交表:利用正交表设计实验矩阵,将因素水平组合在一起,以满足均匀设计要求。
4.进行实验:根据正交表的设计,依次进行实验,并记录实验结果。
5.分析结果:通过分析实验结果,找出最佳条件和参数之间的关系,以达到优化的目的。
工程应用分析田口式实验计划法在工程领域有广泛的应用,特别是在产品开发、工艺改进和质量优化方面。
产品开发产品开发过程通常需要对多个因素进行调整和优化。
田口式实验计划法可以帮助工程师确定最佳的产品设计参数,以提高产品质量和性能。
通过对关键因素的系统变化和调节,可以通过最少的实验次数确定最佳的参数组合,从而节省时间和资源。
工艺改进田口式实验计划法也可以应用于工艺改进。
通过对工艺参数的变化和调整,可以确定最佳的工艺条件,以提高生产效率和降低成本。
例如,在制药工艺中,可以利用田口式实验计划法确定最佳的温度、湿度和反应时间等工艺参数,以获得优质的产品。
质量优化质量优化是每个工程项目的关键目标之一。
田口式实验计划法可以帮助工程师找出最佳的质量控制参数,以最大程度地减少产品的变异性。
通过对关键因素的变化和调控,可以确定最佳的参数设置,从而实现产品尺寸、强度、耐用性等质量指标的要求。
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i2=
y2
+
σ2
∵ y = 2 Ao =$100
∴k=
yo2 Ao
= $100
4
k =$25
Quality Loss Function案例 Sony美国厂 与 Sony日本厂 产品比较
结论
Lower
Sony日本厂之 Grade A产品远
spec. Limit
比Sony美国厂
为多.
Freq.
Sony日本
Upper spec. Limit
理由
Color.Density
︸ ︸ Meet Spec.与 D
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) 田口实验方法简介
有关田口实验的案例 日本某一地砖制造厂 Ina Tile Company Japan
问题 Ina Tile Company所做出来的成品(地砖),其 尺寸大小差异很大.
工程分析结果 因炉子温度不均而发生问题 也是说,炉子温度是做成问题的主因.
Meet Target
CB
A
︸B ︸C
D
之差异.
Distribution of color density in TV sets (1979 Data)
DOE--- TAGUCHI METHOD(I)
Quality Loss Function
Make to Specification Step Function
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) 田口实验方法简介
基本观念
在一个制程里,发和不良的原因很多,如果我们能 把不良原因杜绝,我们可防止不良产生.但在现实 的世界里,很多时候我们知道那些不良原因,但完 成去杜绝却有困难.可能涉及成本或技术.但我们 却可透过制程参数优化可控制不良原因之变异. 田口式实验方法就是协助我们找出主要的因子和 最有利的制程参数.
QE FULL TRAINING COURSE Course Number:QEA9917
Course Name DOE --- TAGUCHI METHOD(I) 实验计划法--- 田口式实验法(I)
DOE--- TAGUCHI METHOD(I)
田口实验方法简介
简介 在DOE(Design of Experiments)实验计划法的领域 是由Ronald Fisher于1920年引进. 是以ANOVA(Analysis of Variance)为基础,用此一 方法来改良农产品之收成. 我们称之为Full DOE或Fractional Factorial Designs. 在1950年代,由Taguchi以Orthogonal Arrays为基础 发展一套实验方法用于电话电报公司以很有效的提高 该公司的效率. Taguchi Techniques(田口方法)是从Statistical Experimental Design所改良而成,可节省实验成本和 便于应用.
+(y 2 - y) 2+(y3 - y) 2+...(y j - y) 2 n
+(y1-m)2
σ2 = Variance of y
MSD = σ2 + (y1 - m)2
Target value
MSD =σ2 + (y - m)2
Sensitivity Signal to noise
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) Quality Loss Function
建议解决方案 (1)重新设计及改造炉子(估计花费约50万美元) (2)利用田口式方法改变或改良制程参数 (Parameters Design)
结果 增加某原物料之Lime Content(石灰含量)由1%至5%, 发现有效的减少地砖尺寸的变异.
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) 品质工程的概念
Quality Loss Function观念
Rule 1 一个产品的质量特性是以附合目标值为革准 , 我们可确信这些产品会有良好的质量 .
Rule 2
如果一个产品的质量特性是以附合规格为基 准我们相信这样的产品是“ As good as bad”, 好坏差异不大 .
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) 品质工程的概念
43;(y2 - y) 2+(y3 - y) 2+...(y j - y) 2 n
m = Nomial value of the
Re-arrangement
Quality Characteristic y = Average Value of y
MSD
=
(y1
- y)2
More than one piece
∴ MSD = 1nΣI=j1(yi - m)2
MSD = Mean Square Deviation
或写成: MSD =
(y1 - m) 2 +(y2 - m) 2+(y3 - m) 2+...(yj - m) 2 n
L = Loss k = Proportionality Constant
Smaller the better
L (y) =
例
Ky2, K =
Ao yo2
for 1 pcs sample
K (MSD) for n pcs samples
Wave soldering 之不良率
L(y)
L(y) = k y2
Ao = 225 Ao =$100
23
而MSD =
1 n
j
Σy I=1
(y-m) = Deviation from target
L(y) = 0
m - △o
m
y m + △o
Nomial the best Model
DOE--- TAGUCHI METHOD(I) Quality Loss Function
Nomial the best 因MSD = Average of (y - m) for n Sample
LSL Reject
m - △o
Make to Target Value
Quadratic Loss Function
L(y) = k(y-m) 2
L(y)
Ao
L(y) Ao
Accept
m
USL
Reject m + △o
质量特性 y
L(y) = Quality Loss k = coef. Of Quality Loss(cost) m = target value for y y = Quality charateristics