田口品质损失函数课件
田口方法_质量工程学ppt课件
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10 2 1 1 3 3 2 2 1
11 2 1 2 1 1 3 3 2
12 2 1 3 2 2 1 1 3
13 2 2 1 2 3 1 3 2
8 9
内表 1 3 2 3 2 1 3 1
13313212
因变量 y = 扭矩
10 2 1 1 3 3 2 2 1
11 2 1 2 1 1 3 3 2
12 2 1 3 2 2 1 1 3
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14 2 2 2 3 1 2 1 3
15 2 2 3 1 2 3 2 1
16 2 3 1 3 2 3 1 2
Within C2 3 3 2 2 2 - - - 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Within C3 3 3 2 2 2 - - - 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
设计内表 —— 根据可控因子的个数和水平数，选择合适的 正交表，称为内表；（一般不考虑交互作用）
设计外表 —— 根据躁声因子的个数和水平数选择合适的正 交表，称为外表；
由内、外表结合确定试验组合，进行试验并记录试验结果；
内、外表结合例（ 内表 L18（2X37））
外表
内表
ABCDEFGH
N1 (New)
• 田口方法在技术上被称作 “质量工程学” • 田口认为产品质量就是该产品给用户带来的损失，损失愈小，
{品质管理品质知识}质量损失函数
{品质管理品质知识}质量损失函数质量损失函数日本质量管理学家田口玄一（Taguchi）认为产品质量与质量损失密切相关，质量损失是指产品在整个生命周期的过程中，由于质量不满足规定的要求，对生产者、使用者和社会所造成的全部损失之和。
田口用货币单位来对产品质量进行度量，质量损失越大，产品质量越差；反之，质量损失越小，产品质量越好。
一、质量特性产品质量特性是产品满足用户要求的属性，包括产品性能、寿命、可靠性、安全性、经济性、可维修性和环境适应性等。
（与前描述是否一致）（一）质量特性分类田口先生为了阐述其原理，对质量特性在一般分类的基础上作了某些调整，分为计量特性和计数特性，如图1所示。
1、望目特性。
设目标值为m，质量特性y围绕目标值m波动，希望波动愈小愈好，则y就被称为望目特性，例如加工某一轴件图纸规定φ10±0.05(mm)，加工的轴件的实际直径尺寸y就是望目特性，其目标值m=10(mm)。
2、望小特性。
不取负值，希望质量特性y愈小愈好，波动愈小愈好，则y 被称为望小特性。
比如测量误差，合金所含的杂质、轴件的不圆度等就属于望小特性。
3、望大特性。
不取负值，希望质量特性y愈大愈好，波动愈小愈好，则y 被称为望大特性。
比如零件的强度、灯泡的寿命等均为望大特性。
（二）质量特性波动产品在贮存或使用过程中，随着时间的推移，发生材料老化变质、磨损等现象，引起产品功能的波动，我们称这种产品由于使用环境，时间因素，生产条件等影响，产品质量特性y偏离目标值m，产生波动。
引起产品质量特性波动的原因称为干扰源。
主要有以下三种类型：1、外干扰（外噪声）使用条件和环境条件（如温度，湿度，位置，输入电压，磁场，操作者等）的变化引起产品功能的波动，我们称这种使用条件和环境条件的变化为外干扰，也称为外噪声。
2、内干扰（内噪声）材料老化现象为内干扰，也称为内噪声。
3、随机干扰（产品间干扰）在生产制造过程中，由于机器、材料、加工方法、操作者、计测方法和环境（简称5MIE）等生产条件的微小变化，引起产品质量特性的波动，我们称这种在生产制造过程中出现的功能波动为产品间波动。
田口实验与质量损失函数
田口实验与质量损失函数由日本田口玄一(Genichi Taguchi)所提之品质工程的理念和方法，是将品质改善之重点由制程阶段向前提升到设计阶段，一般称其为离线之品质管制方法(off-line quality control)。
在哲理方面，田口提出品质损失(quality loss)之观念来衡量产品品质，一些不可掌握之杂音(noise)(例如环境因素)造成特性偏离目标值，并因而造成损失。
田口方法的重点在於降低这些杂音对产品品质的影响性，依据稳健性(robustness)之观念，打算可掌握因子的最佳设定，建立产品?制程之设计，以使产品品质不受到杂音因素之影响。
田口方法是日本田口玄一博士创立的，其核心内容被日本视为“国宝”。
日本和欧美等发达国家和地区，尽管拥有先进的设备和优质原材料，仍旧严把质量关，应用田口方法创造出了很多世界知名品牌。
田口方法是一种低成本、高效益的质量工程方法，它强调产品质量的提高不是通过检验，而是通过设计。
其基本思想是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过掌握源头质量来抵挡大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰，这些因素包括环境湿度、材料老化、制造误差、零件间的波动等等。
田口方法不仅提倡充分利用廉价的元件来设计和制造出高品质的产品，而且使用先进的试验技术来降低设计试验费用，这也正是田口方法对传统思想的革命性转变．为企业增加效益指出了一个新方向。
田口方法的目的在于，使所设计的产品质量稳定、波动性小，使生产过程对各种噪声不敏感。
在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。
田口方法认为，产品开发的效益可用企业内部效益和社会损失来衡量．企业内部效益体现在功能相同条件下的低成本，社会效益则以产品进入消费领域后给人们带来的影响作为衡量指标。
假如，由于一个产品功能波动偏离了抱负目标，给社会带来了损失，我们就认为它的稳健性设计不好，而田口式的稳健性设计恰能在降低成本、削减产品波动上发挥作用。
田口品质损失函数
四．田口實驗法的例子-4
•進行實驗 由於中斷文書人員的工作將造成公
司損失，因此管理階層決定只進行兩次 實驗。一但實驗決定了最適水準後，將 進行一個確認實驗以驗證前次結果，預 期結果將減低輸入資料的錯誤。
二．田口方法的背景基礎-8
•使用品質損失函數
•假設修理汽車暖氣機所需金額為200美金。在允差 為6± 0.5mm、 且距目標值的離差平方為(1/6)2 的 條件下，計算由於目標設定的離差而導致的品質損 失函數。
•帶入公式：Ｋ＝200/0.52=800 ，而 Ｌ＝Ｋ＊Ｖ2 =800*(1/6) 2=22.22 (美元/單位） 因此可知，由於目標標準的離差而導致的損失是每 單位22.22美元。在以這個成本和其他缺陷比較， 便可決定實施產品設計改善的優先順序。
Chapter 7
產品與過程設計中的品質 補充部分
指導教授：陳永璋 博士 學生：林宜亭(93633115)
產品壽命週期－舉例說明
•雪橇設計
在1970年代之間，滑雪運動受歡迎程度 達到顛峰；但是到1980年代時，滑雪運 動開始退燒，導致雪橇的銷售量下滑； 因此雪橇製造商投注更多財力於產品研 發上，於是滑雪板應運而生。藉由吸引 滑雪板的人群及年輕人的注意，滑雪板 的產量穩定成長。雪橇在設計科技上的 改變讓該市場東山再起。
一．田口實驗設計
•田口方法 •田口方法是透過實驗設計(DOE)來決定參數， 以找出生產產品或服務的最適輸入組合的標 準方法。實驗設計在設計與處理工程方面是 極為重要的工具，它能找出生產高品質產品 或服務的最適原料份量。 •田口對設計的看法可分為四個方面： 穩健設計、概念設計、 參數設計及允差設計
最新质量损失函数
产品质量特性是产品满足用户要求的属性，包括产品性能、寿命、可靠性、安全性、经济性、 可维修性和环境适应性等。 （与前描述是否一致）
（一）质量特性分类 田口先生为了阐述其原理，对质量特性在一般分类的基础上作了某些调整，分为计量特性和 计数特性，如图 1 所示。
望目特性
质量特性
静态特性
计量特性
3、随机干扰（产品间干扰）
在生产制造过程中，由于机器、材料、加工方法、操作者、计测方法和环境（简称
5MIE）等
生产条件的微小变化，引起产品质量特性的波动，我们称这种在生产制造过程中出现的功能波动
为产品间波动。
以电视机电源电路为例，其输出特性的干扰分类及抗干扰性能如 1 表所示。
二、质量损失函数
干扰引起了产品功能的波动，有波动就会造成质量损失。如何度量由于功能波动所造成的损
3、望大特性。不取负值，希望质量特性 y 愈大愈好，波动愈小愈好，则 y 被称为望大特性。
比如零件的强度、灯泡的寿命等均为望大特性。
（二）质的推移，发生材料老化变质、磨损等现象，引起产品功
能的波动，我们称这种产品由于使用环境，时间因素，生产条件等影响，产品质量特性
失，田口先生提出了质量损失函数的概念，它把功能波动与经济损失联系起来。田口先生把产品
（或工艺项目）看作一个系统，这个系统的因素分为输入因素（可再分为可控因素
X 和不可控因
素 Z）和输出因素（即质量特性或响应） y，如图 2 所示。系统的设计目标值为 m。
干扰
外部干扰（温度、湿度、尘
特
性
埃、输入电压等环境条件波
量损失函数，给我们提供了很多重要信息，从图 3 的曲线可以看出。
第一，质量损失函数如连续的二次函数曲线所示，质量特性仅仅在规范（ T）以内并不一定表
田口品质损失函数共38页文档
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
25、学习是劳动，是充满思想Fra bibliotek劳动。——乌申斯基
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
《田口方法培训教材》课件
04
田口方法的优势与局限性
优势
稳健性
田口方法通过稳健设计，使得 产品对各种噪声因素的干扰具 有鲁棒性，从而提高产品的稳
定性。
低成本高效率
田口方法采用简单的方法进行 实验设计，减少了实验次数， 降低了成本，同时提高了效率 。
易于实施
田口方法简单易学，不需要复 杂的数学和统计知识，使得其 实施变得相对容易。
性。
稳健性设计还涉及到质量损失函 数的概念，通过最小化质量损失
函数来优化产品的稳健性。
质量损失函数
质量损失函数是一种评估产品质量和稳健性的度量，它考虑了产品性能的波动和偏 差对质量的影响。
田口方法通过最小化质量损失函数来优化产品的稳健性和性能，以提高产品的质量 和可靠性。
质量损失函数的计算需要考虑各种因素，包括产品性能的波动、偏差、噪声和干扰 等。
采用降维技术
在处理高维度系统时，可以采用 降维技术将高维度问题转化为低 维度问题，从而降低计算复杂度
。
噪声抑制技术
可以采用噪声抑制技术降低噪声 的影响，例如滤波器、去噪算法
等。
05Байду номын сангаас
田口方法案例分析
案例一：降低产品不良率
总结词
通过应用田口方法，成功降低产品不良率，提高产品质量和客户满意度。
详细描述
对噪声的敏感性
随着维度的增加，田口方法的性能会下降 ，因为其算法复杂度会随着维度的增加而 指数级增长。
田口方法对噪声比较敏感，噪声的存在可 能会影响其优化结果的准确性。
如何克服局限性
结合其他优化算法
可以将田口方法与其他优化算法 结合使用，例如遗传算法、粒子 群算法等，以提高其处理非线性 、多变量和高维度问题的能力。
质量损失函数讲
质量损失函数日本质量管理学家田口玄一（Taguchi）认为产品质量与质量损失密切相关，质量损失是指产品在整个生命周期的过程中，由于质量不满足规定的要求，对生产者、使用者和社会所造成的全部损失之和。
田口用货币单位来对产品质量进行度量，质量损失越大，产品质量越差；反之，质量损失越小，产品质量越好。
一、质量特性产品质量特性是产品满足用户要求的属性，包括产品性能、寿命、可靠性、安全性、经济性、可维修性和环境适应性等。
（与前描述是否一致）（一）质量特性分类田口先生为了阐述其原理，对质量特性在一般分类的基础上作了某些调整，分为计量特性和计数特性，如图1所示。
图1 质量特性的分类计数特性请查阅有关书籍，这里主要对计量特性进行描述。
1、望目特性。
设目标值为m，质量特性y围绕目标值m波动，希望波动愈小愈好，则y就被称为望目特性，例如加工某一轴件图纸规定φ10±0.05(mm)，加工的轴件的实际直径尺寸y就是望目特性，其目标值m=10(mm)。
2、望小特性。
不取负值，希望质量特性y愈小愈好，波动愈小愈好，则y 被称为望小特性。
比如测量误差，合金所含的杂质、轴件的不圆度等就属于望小特性。
3、望大特性。
不取负值，希望质量特性y愈大愈好，波动愈小愈好，则y被称为望大特性。
比如零件的强度、灯泡的寿命等均为望大特性。
（二）质量特性波动产品在贮存或使用过程中，随着时间的推移，发生材料老化变质、磨损等现象，引起产品功能的波动，我们称这种产品由于使用环境，时间因素，生产条件等影响，产品质量特性y偏离目标值m，产生波动。
引起产品质量特性波动的原因称为干扰源。
主要有以下三种类型：1、外干扰（外噪声）使用条件和环境条件（如温度，湿度，位置，输入电压，磁场，操作者等）的变化引起产品功能的波动，我们称这种使用条件和环境条件的变化为外干扰，也称为外噪声。
2、内干扰（内噪声）材料老化现象为内干扰，也称为内噪声。
3、随机干扰（产品间干扰）在生产制造过程中，由于机器、材料、加工方法、操作者、计测方法和环境（简称5MIE）等生产条件的微小变化，引起产品质量特性的波动，我们称这种在生产制造过程中出现的功能波动为产品间波动。
田口方法实战训练ppt课件
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2
田口的质量哲学
定义：“质量是产品出厂后给社会带来的损失”。
品质不是检验出来的，品质必须设计到产品中去；
品质的目标是：
“最小化与目标值的偏差，且能免于噪音的影响”；
品质成本应当用与标准值偏移的函数关系来衡量——这就 是著名的“质量损失函数模型”。
综合误差法： 选择少数几个点，如3-4个
最不利误差法： 选定2个端点—— 正偏，正负
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18
田口正交表样式(简化)
实验次数: 9*2= 18 次
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19
信噪比 (S/N)
田口博士创造性提出了信噪比的概念，以S/N比 作为分析改善对象和评价方案的核心指标。
S/N比的特点： 综合反映关于响应位置和离散度两个特性的信
S/N = 信号/噪音
该比值越达，表明品质越好。 单位 以分贝（db）表示。
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21
S/N 理论表达式
设实际测量值y与目标值m之偏差为y1、 y2、…，yn，则有:
总误差： ST = yi2
平均误差： 误差方差：
Sm = Ve =
1 (
n
yi2 )
ST Sm n 1
信噪比：
息，从而达到获得最理想的品质效果。 ——这也正是稳健设计的核心机理。虽然缺少统计
理论支持，但实践证明它是最优良的方法。
可编辑课件PPT20Fra bibliotekS/N 之来源
在通讯工程里，常以电讯的输出“信号”与“噪音” 之比作为品质指标，以此值越大表示通讯品质越好。S/N 比的原始定义是指信号噪音比，，可用以下公式表示：
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质量损失函数
质量损失函数日本质量治理学家田口玄一（Taguchi）认为产品德量与质量损掉紧密相干，质量损掉是指产品在全部生命周期的过程中，因为质量不知足规定的要求，对临盆者、应用者和社会所造成的全部损掉之和。
田口用泉币单位来对产品德量进行度量，质量损掉越大年夜，产品德量越差；反之，质量损掉越小，产品德量越好。
一、质量特点产品德量特点是产品知足用户要求的属性，包含产品机能、寿命、靠得住性、安稳性、经济性、可修理性和情形适应性等。
（与前描述是否一致）（一）质量特点分类田口师长教师为了阐述其道理，对证量特点在一样分类的差不多上作了某些调剂，分为计量特点和计数特点，如图1所示。
图1 质量特点的分类计数特点请查阅有关书本，那个地点重要对计量特点进行描述。
1、望目特点。
设目标值为m，质量特点y围绕目标值m波动，欲望波动愈小愈好，则y就被称为望目特点，例如加工某一轴件图纸规定φ10±0.05(mm)，加工的轴件的实际直径尺寸y确实是望目特点，其目标值m=10(mm)。
2、望小特点。
不取负值，欲望质量特点y愈小愈好，波动愈小愈好，则y 被称为望小特点。
比如测量误差，合金所含的杂质、轴件的不圆度等就属于望小特点。
3、望大年夜特点。
不取负值，欲望质量特点y愈大年夜愈好，波动愈小愈好，则y被称为望大年夜特点。
比如零件的强度、灯胆的寿命等均为望大年夜特点。
（二）质量特点波动产品在贮存或应用过程中，跟着时刻的推移，产生材料老化变质、磨损等现象，引起产品功能的波动，我们称这种产品因为应用情形，时刻身分，临盆前提等阻碍，产品德量特点y偏离目标值m，产生波动。
引起产品德量特点波动的缘故称为干扰源。
重要有以下三种类型：1、外干扰（外噪声）应用前提和情形前提（如温度，湿度，地位，输入电压，磁场，操作者等）的变更引起产品功能的波动，我们称这种应用前提和情形前提的变更为外干扰，也称为外噪声。
2、内干扰（内噪声）材料老化现象为内干扰，也称为内噪声。
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