田口方法, 1(强烈推荐)
第1章田口方法概論
Taguchi Methods Overview
1.1 歷史回顧（A Historical Review）
1.2 實例：瓷磚製程設計（Design of Tile Manufacturing Process）1.3 實例：煞車組件設計（Design of a Brake Assembly）
1.4 田口方法摘要（Taguchi Methods Summary）
第1.1節 歷史回顧
A Historical Review
1.1-1 戰後的日本（Postwar Japan）
1.1-2 田口玄一博士（Dr. Genichi Taguchi）
1.1-3 美國供應商協會（American Supplier Institute, ASI）1.1-4 英文著作（English Publications）
1.1-5 台灣（Taiwan）
1.1-1 戰後的日本（Postwar Japan）
戰後的日本企業家及學者深深體會到要重建日本的經濟，必須落實「品質」的
概念，才能將日本的商品銷售出去。
他們開始引進西方的統計學手法，將它應用在品質的改善上。
W. Edward Deming等被禮聘至日本。
田口玄一在當時的日本已經是一位蠻有名望的工程師。
1.1-2 田口玄一博士（Dr. Genichi Taguchi）
出生於1924年。
1949年，日本電話電報公司要進行一個龐大的
專案計劃，將全國的通訊系統更新。
1950年，他加入日本電話電報公司新成立的電
子通訊實驗室，並同時擔任日本企業的顧問。
於此期間他逐漸發展出獨特的「品質工程學」。
1957-1958年間，田口博士出版了「實驗設計」
一書。
到1970年代晚期，田口博士的「品質工程學」
在日本已經普遍受到肯定。
1983年田口博士開始擔任「美國供應商協會」
執行總裁。
1.1-3 美國供應商協會（American Supplier Institute, ASI）
1980年代是美國工業的低潮年代。
美國人開始思考如何提升產品的品質，開始向日本探索品質的秘密。
深入視察過日本工業的美國學者發現，每一家日本公司都在使用一種類似「實
驗設計法」的方法在進行品質改良的實驗。
這套基本理論源自西方但被西方工業界忽視、在日本加以改良、並應用在日本
工業界已有幾十年的品質改善方法立刻被介紹到美國，並被美國工業界稱為「田口方法」（Taguchi Methods）。
美國供應商協會
1981年，在底特律的一些汽車公司及零組件供應商成立了非營利性的
American Supplier Institute。
同年引聘Dr. W. Edward Deming回美國，並將Statistical Process
Control SPC ，介紹給工業界。
1982年3月，ASI組團赴日本考察，並將田口博士以及他的品質工程學介紹給美國工業界。
1.1-4 英文著作（English Publications）
1986-1987年間有幾本田口博士的書籍被翻譯成英文並在美國出版，這些是西方學者研究田口方法的主要橋樑。
1987年，ASI將直交表整理出版。
1980年，田口博士造訪美國AT&T貝爾實驗室。
1989年Dr. Madhav S. Phadke寫了一本介紹田口方法的書。這是第一本由美國人所執筆的田口方法書籍，其內容可以視為美國學者對田口方法的界定。
1990年以後，田口博士的許多其它日文著作也陸續被翻譯成英文。
2005年，田口博士、Subir Chowdhury、及吳玉印先生將田口方法做了總整理，並出版了一本近1700頁的英文巨作。
吳玉印先生來自台灣，畢業於成大化工系，他在田口方法的推廣方面（無論是
在美國或是在台灣）做了很大的貢獻。
1.1-5 台灣（Taiwan）
吳玉印先生曾經將許多田口博士的日文書籍翻譯成中文。
在國內，首先負起田口方法推廣工作的是半官方機構「中國生產力中心」。
1987年，在ASI的協助下，這個機構成立了「田口式品質工程發行委員會」，並在1990年至1995年期間，陸續將田口博士的日文著作翻譯成中文書。從此田口方法開始被國內工業界廣泛地認識。
國內目前有許多公司在應用田口方法，尤其是高科技產業。
大學院校普遍開設田口方法或類似的課程。
工業界人士也普遍知道田口方法的存在。
但是整體而言，工業界對品質提升所投入的精神和資金還是相當有限。
第1.2節 實例：瓷磚製程設計Design of Tile Manufacturing Process
1.2-1 問題描述（Problem Description）
1.2-2 品質特性（Quality Characteristics）
1.2-3 理想機能（Ideal Function）
1.2-4 控制因子（Control Factors）
1.2-5 控制因子的變動水準（Levels of Control Factors）1.2-6 干擾因子（Noise Factors）
1.2-7 實驗直交表（Orthogonal Array）
1.2-8 實驗記錄表及實驗數據（Experimental Log/Data）1.2-9 S/N比（S/N Ratios）
1.2-10 因子效應（Factor Effects）
實例：瓷磚製程設計
1.2-11 反應表及反應圖（Response Table/Graph）
1.2-12 品質特性的反應表及反應圖
1.2-13 控制因子的分類（Classification of Control Factors）1.2-14 製程最佳化（Process Optimization）
1.2-15 確認（Confirmation）
1.2-16 預測（Prediction）
1.2-17 確認實驗（Confirmation Experiments）
1.2-18 製程改善前後的比較（Comparison）
1.2-19 後語（Remark）
1.2-1 問題描述（Problem Description ）
外部瓷磚
內部瓷磚
某瓷磚公司向德國買了一套隧道式燒窯（tunnel kiln ），試運轉階段即發現有嚴重的品質問題：瓷磚尺寸變異過大。某一瓷磚，其厚度的規格是10±0.15 mm ，卻有約40%瓷磚超
出公差範圍之外。
內部瓷磚因受熱較均勻，厚度變異不大，但是外部瓷磚因受熱較不均勻，厚度變異較大。
9.4 9.6 9.8 10.0 10.2 10.4 10.6
Tile Thickness (mm)
統計數據顯示內部瓷磚大部份符合規格要求，但是外部瓷磚卻大部份不符合規格要求。
德國廠商認為必須修改此燒窯的設計，但需要額外的五十萬日元費用。瓷磚公司決定試試新的瓷磚製造配方，希望能降低不良率至可接受的範圍。
外部瓷磚厚度
分佈內部瓷磚厚度
分佈
問題描述
1.2-2 品質特性（Quality Characteristics）
工程師打算進行一系列有系統的窯燒實驗、量測每個瓷磚的厚
度、再統計不良率。
在田口方法的術語中，實驗的量測值或觀察值稱為「品質特
性」。本實例中的品質特性為「瓷磚厚度」（單位：mm）。
我們以y來代表品質特性。
1.2-3 理想機能（Ideal Function）
一個品質特性有其理想值（ideal value）；理想值又稱為目標值（target
value）或標稱值（nominal value）。我們以m來代表目標值。
在本例中，品質特性y的目標值m = 10.0 mm，所以我們用下式 來代表瓷磚製
程的「理想機能」（Ideal Function）：
y=m（1.2-1式）此理想機能稱為「望目」（nominal-the-best），此品質特性稱為望目特性。
其它類型的理想機能有：望小（smaller-the-better ）、望大（larger-the-better ）、及動態（dynamic ）等。
望小可視為目標值是0；望大可視為目標值是無窮大；所謂「動態」則是指目標值是變動的。
望目、望小、及望大三種理想機能，因為其目標值是固定的，所以稱為「靜態」（static ）的理想機能，其品質特性則稱為靜態品質特性。1.3節（煞車組件設計）是一個動態的例子。
第4章（品質計量方法）會更深入討論上述4
種基本的理想機能。4.6節（其他理想機能）會介紹其它更複雜形式的理想機能。
理想機能
1.2-4 控制因子（Control Factors ）
在所有影響品質特性的因子中，他們挑選出影響較大的8個因子。他們想要調整這8個因子，希望能解決目前的品質問題。
這些想要在實驗的過程中有系統地變動的設計參數稱為「控制因子」。我們使用英文字母A , B , C , ?等來代表控
制因子。
實驗的目的是要決定控制因子的設定值。
表1.2-1 瓷磚製程控制因子子
因子說明
原設計值A 石灰石（limestone ）含量1%B 壽山石（agalmatolite ）含量53%C 壽山石種類
S-type D 燒粉（chamotte ）含量1%E 添加物粒徑Standard F 窯燒程序Type-2G 長石含量4%H
黏土（clay ）種類
K+G
控制因子的選擇常常是工程師面對的挑戰之一。
控制因子的選擇除了有賴工程師的經驗外，必要的話可以先進行「篩選實驗」（screen experiments ）。
在所有影響到品質特性的因子中，工程師必須能區分出「控制因子」與「干擾因子」（noise factors ）。
控制因子是在生產線上可以設定的製程參數，而干擾因子是在生產線上無法設
定的。
簡單地說，工程師可以決定其設定值的因子稱為控制因子，而工程師無法控制的因子稱為干擾因子。
控制因子
1.2-5 控制因子的變動水準（Levels of Control Factors ）
表1.2-2 瓷磚製程程控制因子水水準表
因子說明
Level 1Level 2Level 3
A 石灰石（limestone ）含量5%1%
B 壽山石（agalmatolite ）含量43%53%63%
C 壽山石種類
M-type S-type T-type D 燒粉（chamotte ）含量0%1%3%E 添加物粒徑Smaller Standard Larger F 窯燒程序Type-1Type-2Type-3G 長石含量7%4%0%H
黏土（clay ）種類
K-type
K+G
G-type 註：陰影部份（Lev
v el 2）為原
設計值工程師需要進行一系列的實驗來了解這8個控制因子對瓷磚厚度的影響。基本步驟是：有系統地去變動這8個因子、實際去進行窯燒、再做資料分析。
1.2-6 干擾因子（Noise Factors）
工程師無法控制的因子稱為干擾因子。用另一種說法，在一定的控制因子組合
下，造成品質特性（瓷磚厚度）變異的因子稱為干擾因子。譬如環境溼度、原料的來源等都是可能的干擾因子。
本實例中，「瓷磚在台車的位置」是唯一考慮的干擾因子，其它的干擾因子被
認為不是那麼重要。
實驗的目的在找出一組製程配方，使得瓷磚厚度能儘量分佈在10.00±0.15 mm
內。
工程師們選擇了台車不同位置的瓷磚來量測其尺寸，每組實驗共量測7片瓷
磚。
實驗的目的是要決定各控制因子的水準，使得品質特性的平均值達到目標值，而且不良品越少越好，亦即變異越少越好。
一個變異很小的製程稱為穩健製程（robust process ）。
為了設計一個穩健的製程，我們必須讓干擾因子在各組實驗中發揮其影響力，並且觀察干擾因子對品質特性影響程度。
工程師希望能決定出一組控制因子組合，使得干擾因子對品質特性的影響是最
低的。
以上「穩健製程設計」（robust process design ）的觀念是田口品質設計方法最核心的教條，我們會在本書中一再強調這個觀念。
干擾因子
实验工具之一田口方法实例
实验工具之一田口方法实 例 The following text is amended on 12 November 2020.
某产品射出成型之色差 变化因素探讨 一问题描述 二品质特征及因子说明 三直交表及因子配置 四实验步骤及资料汇集 五资料分析 六验证实验 七结论 八再次实验 九未来计划
问题描述 一背景 自我司生产某产品以来，一直受到色差问题困扰，经常会有此不良现象发生，不良比率在10%左右，由此给我司造成较大损失，使利润提高受到抑制。并且因客户严格要求我司对此作以改进完善，故现经我司生产部，品保部及工程课人员共同探讨，利用田口品质工程技术进行实验设计，用尽可能少的时间，成本，实验次数，将影响该产品色差的因素寻找出来。使此不良现象逐步消失，给公司带来更大的收益。 二制程分析及可控因素标示 射出成型是在加工过程中，将热塑性塑胶原料加热至熔融状态，再在高压下送入并填满由两个半边摸闭合形成的模腔，经过一段时间冷却定型后，将两个半模分开，取出塑件，即完成一个操作程式，操作过程中两边模闭合须与注射操作时间互相配合，并准确控制温度，压力及个别动作时间，使形成有规律性地循环。 射出成型制造流程及可控因素标示： 品质特性及因素说明
一品质特性: 本实验包含之品质特性为我司射出成型的某产品中的色差不良数量,实验目的是希望色差产品的数量得以减少,即不良率不断降低,此即为望小特性. (一)色差之实验设计部分: 按照SOP要求操作并使用色差比对样品检测色差,每组检测 50PCS,其S/N之计算公式为: S/N=-10log(1/n∑Yi2) Yi为每组50PCS的色差总数。 二可控因素： 本实验可控因素之选取，是将前述之制造流程经现场技术人员分析后，选取四个三水准的可控因素，列表如下： 直交表及因素配置
田口法计算流程
田口法 田口方法(Taguchi method)是基于正交试验和信噪比的稳健设计方法。基本思想是：用正交表设计试验方案，以信噪比作为衡量质量特性的指标，通过对实验方案的统计分析，找出可靠、稳定的加工工艺参数组合，达到成本最低，质量最优的综合效果。 田口根据工业生产中的实际需要将质量特征分为如下三类：“望目”，希望量特征达到或接近特定的目标值；“望大”，即使所关注的质量特征越大越好；“望小"，即使质量特征越小越好。 在切削加工中的应用主要是以望小和望大，望小信噪比指的是在不为负数的情况下，信噪比数值越高，质量越高，实际值越趋近于0，有切削力、表面粗糙度和切削功率等，通常作为加工质量的评价标准；望大信噪比数值越大时，质量越高，实际值越趋近与无穷大，应用有材料切除率，通常作为加工效率的评价标准。 主成分分析法 通过将原始指标重新组合，把多个原始指标简化为有代表意义的少数几个指标，更加典型的表明研究对象的特征。主成分分析就是对原始数据降维，消除原始指标相关性造成的信息重叠，便于进行准确评价。 通过固定的公式，确定样本，每一列代表每个研究目标（切削力，表面粗糙度等）下的样本值，确定不同研究目标下的样本值后，即可得到矩阵，通过特定的公式即可求得累积贡献率和所有研究目标的综合向量值（即综合反映所有研究目标的值从中选出最优值）。 田口法和主成分分析法的综合运用步骤： 1.通过实验要求设计正交试验方案，例如如表：
2.通过正交试验下，测定目标每组的实验结果，如切削力和表面粗糙度； 3.通过的信噪比公式，将所得数据求出每一组试验的切削力和表面粗糙度 的信噪比，在通过公式将其优化为规范化值。 4.提取规范化数字组成规范化矩阵Z，即可得到研究对象的累积贡献率， 即可通过贡献率大小来确定其对加工的影响大小。 5.通过规范化矩阵Z求出其综合变量，最后可根据正交试验下信噪比数据 和的大小判断最优的组合参数。例如，田口法优化结果为： 例如，切削深度4.7491为切削深度在0.1时，正交试验中的五组数据的信噪比之和。 T1数据切削深度、进给量和切削速度的信噪比值越大，表明其质量越高，所以优化的结果是A1B1C1。 基本公式位于论文的第三章第一节部分。
田口方法
應用田口直交表於網路教學品質改善之研究 侯東旭1侯幸雨2* 1 2雲林科技大學工業工程管理研究所 2環球技術學院企管系 *E-mail: g9120822@https://www.360docs.net/doc/bf1410753.html,.tw 摘要 國內近年來頗重視網路教學研究與設計，但是目前的研究大多偏向於網路教學系統的發展、環境的開發設計與硬體或網路架構的探討與評估，關於網路教學品質方面的研究較為缺少，要讓學習者有好的數位學習服務，教學者就須要先以使用者為中心來規劃網路教學設計，進而對學習者之績效加以評量，找出影響網路數位學習品質之關鍵因子才可以改善網路教學品質。因此本研究從人因工程角度來設計數位學習課程，透過品質工程之直交表及變異數分析找出影響數位學習績效的因子。本研究所考慮的人因因子有環境、作業、組織管理及個體；績效評量方面有邏輯與創意題型。結果發現色彩、溝通介面、回饋和學習型態對邏輯的績效有顯著的影響；而評量期間、資訊量、情境、導引、學習型態及線上的學習習慣將影響到創意績效；較佳的因子組合才能提升數位學習績效，而網路教學品質也才會有所改善。 關鍵詞：田口直交表、網路教學、數位學習、人因實驗 關鍵詞 The Study of applying Taguchi Orthogonal Array Approach in Improving The Quality of E-Learning Tung-hsu Hou, Hsing-yu Hou Department of Industrial Engineering and Management, National Yunlin University of Science and Technology Department of Business Administration, Transworld Institute of Technology Abstract The web teaching research and design are getting more and more important nationally in recent years. However, these studies only try to discuss the development
DOE实验设计(田口方法)
DOE實驗設計(田口方法) ▲設計思想 現代企業已經充分意識到了品質管理的重要性，不少成功企業已將品質管理（QC）很好的融入到了產品研發及生產的各個階段。眾所周知，品質管理包括離線品管和線上品管兩個部分。 離線品管活動發生在產品和制程的設計階段。DOE實驗設計中的田口方法是一種統計方法，利用該方法可以簡化或是刪除許多統計設計工作。英瑞奇特推出此課程，旨在向您講述如何將各項實驗方法運用於產品和制程設計中，以便更有效的降低雜音因素的敏感影響，減少過程中各項的變差，從而使產品及制程設計臻于完美。 一、田口方法的涵義 隨著市場競爭的日趨激烈，企業只有牢牢把握市場需求，用較短的時間開發出低成本、高品質的產品，才能在競爭中立於不敗之地。在眾多的產品開發方法中，田口方法不失為提高產品品質，促進技術創新，增強企業競爭力的理想方法。 田口方法是日本田口玄一博士創立的，其核心內容被日本視為“國寶”。日本和歐美等發達國家和地區，儘管擁有先進的設備和優質原材料，仍然嚴把品質關，應用田口方法創造出了許多世界知名品牌。 田口方法是一種低成本、高效益的品質工程方法，它強調產品品質的提高不是通過檢驗，而是通過設計。其基本思想是把產品的穩健性設計到產品和製造過程中，通過控制源頭品質來抵禦大量的下游生產或顧客使用中的雜訊或不可控因素的干擾，這些因素包括環境濕度、材料老化、製造誤差、零件間的波動等等。田口方法不僅提倡充分利用廉價的元件來設計和製造出高品質的產品，而且使用先進的試驗技術來降低設計試驗費用，這也正是田口方法對傳統思想的革命性改變．為企業增加效益指出了一個新方向。 田口方法的目的在於，使所設計的產品品質穩定、波動性小，使生產過程對各種雜訊不敏感。在產品設計過程中，利用品質、成本、效益的函數關係，在低成本的條件下開發出高品質的產品。田口方法認為，產品開發的效益可用企業內部效益和社會損失來衡量．企業內部效益體現在功能相同條件下的低成本，社會效益則以產品進人消費領域後給人們帶來的影響作為衡量指標。假如，由於一個產品功能波動偏離了理想目標，給社會帶來了損失，我們就認為它的穩健性設計不好，而田口式的穩健性設計恰能在降低成本、減少產品波動上發揮作用。 二、田口方法的特點 田口方法的特色主要體現在以下幾個方面： (1)“源流”管理理論。田口方法認為，開發設計階段是保證產品品質的源流，是上游，製造和檢驗階段是下游。在品質管制中，“抓好上游管理，下游管理就很容易”，若設計品質水準上不去，生產製造中就很難造出高品質的產品。 (2)產品開發的三次設計法。產品開發設計(包括生產工藝設計)可以分為三個階段進行，即系統設計、參數設計、容差設計。參數設計是核心，傳統的多數設計是先追求目標值，通過篩選元器件來減少波動，這樣做的結果是，儘管都是一級品的器件，但整機由於參數搭配不佳而性能不穩定。田口方法則先追求產品的穩定性，強調為了使產品對各種非控制因素不敏感可以使用低級品元件．通過分析品質特性與元部件之間的非線性關係(交互作用)．找出使穩定性達到最佳水準的組合。產品的三次設計方法能從根本上解決內外干擾引起的品質波動問題，利用三次設計這一有效工具，設計出的產品品質好、價格便宜、性
什么是田口方法
什么是田口方法 田口方法是指由日本质量专家田口玄一博士创建的试验设计方法。由于田口对质量的理解是：产品上市后给予社会带来的损失（由功能本身所产生的损失除外），即： 质量等于功能波动的损失加上使用成本加上项目的损失。 成本等于材料费加上加工费加上管理费加上项目的损失。 总损失等于质量加上成本。 因此，田口认为，由于质量定义为产品上市后所产生的三部分损失之和，要使总损失最小，就要求质量和成本的总损失最小，换言之：就是提高质量（减少质量损失），降低成本。产品质量的好坏很大程度上是由设计决定的，因此在新产品的开发设计阶段就要十分重视，当然设计的好产品要成为真正高质量的产品，在生产过程中还必须有好的工艺参数，因此经常需要进行试验设计。 田口方法就是依据统计学原理、方法所开发出来的一种试验方法，可协助从事产品和过程设计开发的工程技术人员以最少的试验次数，快速寻找最佳的过程参数组合条件，从而大量减少试验次数，降低试验成本，提高效率。 作者：唐晓芬 一、田口方法的涵义 随着市场竞争的日趋激烈，企业只有牢牢把握市场需求，用较短的时间开发出低成本、高质量的产品，才能在竞争中立于不败之地。在众多的产品开发方法中，田口方法不失为提高产品质量，促进技术创新，增强企业竞争力的理想方法。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，一些不可控制之杂音(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，根据稳健性(robustness)之观念，决定可控制因子的最佳设定，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，仍然严把质量关，应用田口方法创造出了许多世界知名品牌。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，通过控制源头质量来抵御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改变．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理想目标，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、减少产品波动上发挥作用。 二、田口方法的基本思想 与传统的质量定义不同，田口玄一博士将产品的质量定义为：产品出厂后避免对社会造成损失的特性，可用“质量损失”来对产品质量进行定量描述。质量损失是指产品出厂后“给社会带来的损失”，包括直接损失（如空气污染、噪声污染等）和间接损失（如顾客对产品的不满意以及由此导致的市场损失、销售损失等）。质量特性值偏离目标值越大，损失越大，即质量越差，反之，质量就越好。对待偏差问题，传统的方法是通过产品检测剔除超差部分或严格控制材料、工艺以缩小偏差。这些方法一方面很不经济，另一方面在技术上也难以实现。田口方法通过调整设计参数，使产品的功能、性能对偏差的起因不敏感，以提高产品自身的抗干扰能力。为了定量描述产品质量损失，田口提出了“质量损失函数”的概念，
田口方法的基本理论
田口方法的基本理论 1. 概述 随着市场竞争的日趋激烈,企业只有牢牢把握市场需求,用较短的时间开发出低成本、高质量的产品，才能在竞争中立于不败之地。在众多的产品开发方法中，田口方法不失为提高产品质量，促进技术创新，增强企业竞争力的理想方法。 田口方法是日本著名的质量管理专家田口玄一博士在20世纪70年代初创立的。该方法是一种低成本、高效益的质量工程方法，它是一种在产品开发和设计早期阶段防止质量问题的技术。 2. 田口方法的基本思想 是把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御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改变，为企业增加效益指出了一个新方向。 与传统的质量定义不同，田口玄一博士将产品的质量定义为：产品出厂后避免对社会造成损失的特性，可用“质量损失”来对产品质量进行定量描述。质量损失是指产品出厂后“给社会带来的损失”，包括直接损失（如空气污染、噪声污染等）和间接损失（如顾客对产品的不满意以及由此导致的市场损失、销售损失等）。质量特性值偏离目标值越大，损失越大即质量越差，反之，质量就越好。对待偏差问题，传统的方法是通过产品检测剔除超差部分或严格控制材料、工艺以缩小偏差。这些方法一方面很不经济，另一方面在技术上也难以实现。田口方法通过调整设计参数，使产品的功能、性能对偏差的起因不敏感，以提高产品自身的抗干扰能力。为了定量描述产品质量损失，田口提出了“质量损失函数”的概念，并以信噪比来衡量设计参数的稳健程度。 由此可见，田口方法是一种聚焦于最小化过程变异或使产品、过程对环境变异最不敏感的实验设计，是一种能设计出环境多变条件下能够稳健和优化操作的高效方法。 一般而言，任何一个质量特性值在生产过程中均受很多因素的影响，田口玄一博士将影响质量特性的因素分为输入变量W、可控变量X和不可控变量Z，如图1所示。输入变量非设计参数，可控变量是田口方法的设计对象，所谓可控变量，即可以调整可控制的参数，这种变量通常称为信号因子。不可控变量，顾名思义，即不可控制的变量，也称为噪音因子（Noise Factors），就是使质量特性偏离目标值的因素。田口玄一博士将噪音因子分为三类：即外部噪音，如温度、湿度、灰尘等；内部噪音，如劣化等；产品间噪音，如制造缺失等。 图1影响质量特性的关键因素
田口设计方法基本知识
田口设计方法在质量管理中的应用 稳健设计(田口方法)简介 稳健设计(田口方法)由小日本质量工程学家田口玄一博士于20世纪70年代创立的新的优化设计技术,主要用于技术开发,产品开发,工艺开发. 一:基本概念 望目特性: 存在固定目标值,希望质量特性围绕目标值波动,且波动越小越好,这样的质量特性称为望目特性 望小特性: 不取负值,希望质量特性越小越好(理想值为0),且波动越小越好,这样饿质量特性称为望小特性 望大特性: 不取负值,希望质量特性越大越好(理想值为∞),且波动越小越好,这样的质量特性称为望大特性 动态特性: 目标值可变的特性,称为动态特性,与之相对的,望目特性,望小特性,望大特性统称为静态特性 外干扰(外噪声): 由于使用条件及环境条件(如温度,湿度,位置,操作者等)的波动或变化,引起产品质量特性值的波动,称之为外干扰,也称为外噪声.请注意,外噪声并非常说的噪音 内干扰(内噪声): 产品在储存或使用过程中,随着时间的推移,发生材料变质等老化,劣化现象,从而引起产品质量特性值的波动,称之为内干扰,也叫内噪声. 产品间干扰(产品间噪声): 在相同生产条件下,生产制造出来的一批产品,由于机器,材料,加工方法,操作者,测量误差和生产环境(简称5M1E)等生产条件的微笑变化,引起产品质量特性值的波动,称为产品间干扰,也称为产品间噪声. 可控因素: 在试验中水平可以人为加以控制的因素,称为可控因素 标示因素:
在试验中水平可以指定,但使用时不能加以挑选和控制的因素称为标示因素. 误差因素: 引起产品质量特性值拨动的外干扰,内干扰,产品间干扰统称为误差干扰. 稳定因素: 对信噪比有显著影响的可控因素,称为稳定因素. 调整因素: 对信噪比无显著影响,但对灵敏度有显著影响的可控因素,称为调整因素. 次要因素: 对信噪比及灵敏度均无显著影响的可控因素称为次要因素. 信号因素: 在动态特性的稳健设计中,为实现人变动着的意志或赋予不同目标值而选取的因素,称为信号因素. 稳健性: 指质量特性的波动小,抗干扰能力强 信噪比: 稳健设计中用以度量产品质量特性的稳健程度的指标 灵敏度: 稳健设计中用以表征质量特性可调整性的指标 稳健设计: 以信噪比为指标,以优化稳健性为目的的设计方法体系. 内设计: 在稳健设计中,可控因素与标示因素安排在同一正交表内,进行试验方案的设计.相应的正交表称为内表(内侧正交表),所对应的设计称为内设计. 外设计: 在稳健设计中,将误差因素和信号因素安排在一张正交表内,进行试验方案的设计,相应的正交表称为外表(外侧正交表),所对应的设计称为外设计. 稳健设计又叫动静参数设计，是日本著名质量管理专家田口玄一博士在七十年代初从工程观点、技术观点和经济观点对质量管理的理论与方法进行创新研究，创立了"田口方法(Taguchi Methods)。田口方法可应用于产品设计、工艺设计和技术开发阶段，从而可提高产品设计质量，降低成本，
实验工具之一田口方法实例
某产品射出成型之色差 变化因素探讨 一问题描述 二品质特征及因子说明 三直交表及因子配置 四实验步骤及资料汇集 五资料分析 六验证实验 七结论 八再次实验 九未来计划
问题描述 一背景 自我司生产某产品以来，一直受到色差问题困扰，经常会有此不良现象发生，不良比率在10%左右，由此给我司造成较大损失，使利润提高受到抑制。并且因客户严格要求我司对此作以改进完善，故现经我司生产部，品保部及工程课人员共同探讨，利用田口品质工程技术进行实验设计，用尽可能少的时间，成本，实验次数，将影响该产品色差的因素寻找出来。使此不良现象逐步消失，给公司带来更大的收益。 二制程分析及可控因素标示 射出成型是在加工过程中，将热塑性塑胶原料加热至熔融状态，再在高压下送入并填满由两个半边摸闭合形成的模腔，经过一段时间冷却定型后，将两个半模分开，取出塑件，即完成一个操作程式，操作过程中两边模闭合须与注射操作时间互相配合，并准確控制温度，压力及个别动作时间，使形成有规律性地循环。 射出成型制造流程及可控因素标示：
品质特性及因素说明 一品质特性: 本实验包含之品质特性为我司射出成型的某产品中的色差不良数量,实验目的是希望色差产品的数量得以减少,即不良率不断降低,此即为望小特性. (一)色差之实验设计部分: 按照SOP要求操作并使用色差比对样品检测色差,每组检测50PCS,其S/N之计算公式为: S/N=-10log(1/n∑Yi2) Yi为每组50PCS的色差总数。 二可控因素： 本实验可控因素之选取，是将前述之制造流程经现场技术人员分析后，选取四个三水准的可控因素，列表如下：
根据田口方法实验
根据田口方法实验，工艺参数对翘曲的影响 摘要： 实验模型是一个汽车三角面板，用田口实验的方法来判定工艺参数对翘曲的影响。构造正交数组来研究每一个因素的重要性（成型温度，融化温度，注射时间，v/p转换，保压压力和保压时间）。CAE软件Moldflow用来分析翘曲变形的范围。通过获得信噪比和执行一定范围的分析来分析工艺参数对翘曲的影响。而且，最小翘曲的工艺参数会得到优化。随后，根据填充条件会得到最小翘曲的最佳填充条件。 关键词：注射模，翘曲，田口方法，最佳工艺 1.介绍： 随着轻型汽车的发展，汽车生产厂商开始普遍的使用塑料。差不多有80%的汽车塑料零部件是通过注射模生产的。在生产过程中，塑料产品中的发现了大量成型缺陷，比如翘曲，体积收缩，熔接痕和气泡。潜在的原因包括大量的塑料原材料，复杂的模具型腔结构，成型设备的不同控制方法和不同的流变特性和机器性能。塑料零件的翘曲是塑料产品质量一个重要的指标，它不仅仅影响产品的装配和性能，也影响产品质量外观，最简单也是最有效防止敲的方法就获得最优的成型工艺参数。 使用一个连续的单一的方法，1.Behrooz Farshi 研究了薄壁零件的汽车，确定了成型工艺参数对翘曲和体积收缩的影响。Wu-lin Chen 用Moldflow模拟了塑料注射的过程，根据响应面方法设计了一个实验，确定了减小体积收缩和翘曲的工艺参数。2.Kurtaran通过一个类神经网络模型和一个遗传算法（GA）分析了注射成型参数（成型温度，融化温度，填充压力，填充时间和冷却时间）对汽车灯罩的翘曲的影响。这个研究发现了最小的最佳变形工艺参数。3.Kitayama指出通过代理模型优化技术，变量压力分布图可以有效的减少翘曲的影响，该技术一直在使用径向基函数网络。4.Chuang MT和Yang YK应用灰色关联分析并获得了一个注塑成型工艺的最佳参数组合。5.为了优化参数的设计这样的一个的过程，许多方法已经被广泛的使用，包括田口方法。6.Babur Ozcelik用有限元软件(FE)分析了手机外壳的成型工艺，并且通过正交实验设计检测到了翘曲的最大影响要素。该研究还通过CATIA结构分析优化了部分。7.Wei Guo提出一个有效的方法，用综合设计实验和GA以减少缩痕深度和为了优化永久的优化设计。8,9.Dong-Gyu Ahn 进行了数值分析和实验，确定了注射成型工艺参数核心的转变的影响，优化了薄壁和深壁的电池塑料壳注射成型条件。10.Jung Hyun Cho 描述了有机玻璃在高温下由于注射成型引起的变形和改变浇口位置来减少这种变形。11.Phuong NguyeThi研究了在一个模内涂层工艺内不同的涂层条件的流动行为。 当前的研究模拟了工件在机器上的注塑工艺。一个汽车的内部三角形是作为一个例子，使用的是模流分析软件和有限元分析软件。这个过程反映了熔体充填，包装，主公你缺的预测地预测翘曲变形和冷却过程。利用田口实验方法确定了包括注射温度、熔融温度、注射时间、V/P转换点、保压压力和包压时间工艺参数影响。
田口方法, 1(强烈推荐)
第1章田口方法概論 Taguchi Methods Overview 1.1 歷史回顧（A Historical Review） 1.2 實例：瓷磚製程設計（Design of Tile Manufacturing Process）1.3 實例：煞車組件設計（Design of a Brake Assembly） 1.4 田口方法摘要（Taguchi Methods Summary）
第1.1節 歷史回顧 A Historical Review 1.1-1 戰後的日本（Postwar Japan） 1.1-2 田口玄一博士（Dr. Genichi Taguchi） 1.1-3 美國供應商協會（American Supplier Institute, ASI）1.1-4 英文著作（English Publications） 1.1-5 台灣（Taiwan）
1.1-1 戰後的日本（Postwar Japan） 戰後的日本企業家及學者深深體會到要重建日本的經濟，必須落實「品質」的 概念，才能將日本的商品銷售出去。 他們開始引進西方的統計學手法，將它應用在品質的改善上。 W. Edward Deming等被禮聘至日本。 田口玄一在當時的日本已經是一位蠻有名望的工程師。
1.1-2 田口玄一博士（Dr. Genichi Taguchi） 出生於1924年。 1949年，日本電話電報公司要進行一個龐大的 專案計劃，將全國的通訊系統更新。 1950年，他加入日本電話電報公司新成立的電 子通訊實驗室，並同時擔任日本企業的顧問。 於此期間他逐漸發展出獨特的「品質工程學」。 1957-1958年間，田口博士出版了「實驗設計」 一書。 到1970年代晚期，田口博士的「品質工程學」 在日本已經普遍受到肯定。 1983年田口博士開始擔任「美國供應商協會」 執行總裁。
田口方法讲义
品质管理系列教程 主讲：李联伟 ?18.7space 田口方法实战技术 ?18.7space 课程内容◆实验设计概述； ◆田口方法中的名词概念； ◆直交表； ◆品质损失函数； ◆田口方法的应用。
实验设计概述 ?18.7space □为什么需要实验设计 同样在生产同规格的产品，为什么有些厂商的良品率就是比较高。 同样是在生产同类型的产品，为什么有些人的产品品质以及寿命就是比较好，而成本又比较低呢？ 相同原料相同制程为什么良品率 不一样？ 相同产品 相同功能更便宜的原料为什么可以做 出低成本高质 量的产品？ 实验设计概述 ?18.7space □什么是实验设计 一种安排实验和分析实验数据的数理统计方法；实验设计主要对实验进行合理安排，以较小的实验规模（实验次数）、较短的实验周期和较低的实验成本，获得理想的实验结果和正确的结论 □实验设计进行的时机 ◎要为产品选择最合理的配方时（原料及其含量）； ◎要对生产过程选择最合理的工艺参数时； ◎要寻找最佳的生产条件时； ◎要研制开发新产品时； ◎要提高老产品的产量和质量时； ◎……
实验设计概述□实验设计的意义 实验设计的目的是用最少的实验次数实现下述期望： ◎提高产量； ◎改进质量； ◎降低成本； ◎缩短研究开发的时间； ◎建立指标与因子的关系； ◎选择合理的工艺参数或配方； ◎……. ?18.7space 实验设计概述□实验设计的发展历程 ▲20世纪20年代由英国学者费舍尔（R.A.Fisher）率先提出； 最初在农田实验方面取得重要成果；欧美各国将此法用于 生物学、医学等领域的科学研究； ▲二战后实验设计法在工业中得到推广和应用； ▲日本学者田口玄一首先将实验设计成功得应用于新产品的开发。对于一些复杂的制程和产品，利用实验设计法合理 的选择适当的参数，可以大大改善产品功能目标值的稳定 性，即所谓稳健性设计； ▲20世纪70年代初期，我国著名数学家华罗庚带头在我国推广实验设计法。 ?18.7space
DOE中的田口方法
DOE中的田口方法 一、田口方法的涵义 随着市场竞争的日趋激烈，企业只有牢牢把握市场需求，用较短的时间开发出低成本、高质量的产品，才能在竞争中立于不败之地。在众多的产品开发方法中，田口方法不失为提高产品质量，促进技术创新，增强企业竞争力的理想方法。 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，仍然严把质量关，应用田口方法创造出了许多世界知名品牌。 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，通过控制源头质量来抵御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改变．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人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理想目标，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、减少产品波动上发挥作用。 二、田口方法的特点 田口方法的特色主要体现在以下几个方面： (1)“源流”管理理论。田口方法认为，开发设计阶段是保证产品质量的源流，是上游，制造和检验阶段是下游。在质量管理中，“抓好上游管理，下游管理就很容易”，若设计质量水平上不去，生产制造中就很难造出高质量的产品。 (2)产品开发的三次设计法。产品开发设计(包括生产工艺设计)可以分为三个阶段进行，即系统设计、参数设计、容差设计。参数设计是核心，传统的多数设计是先追求目标值，通过筛选元器件来减少波动，这样做的结果是，尽管都是一级品的器件，但整机由于参数搭配不佳而性能不稳定。田口方法则先追求产品的稳定性，强调为了使产品对各种非控制因素不敏感可以使用低级品元件．通过分析质量特性与元部件之间的非线性关系(交互作用)．找出使稳定性达到最佳水平的组合。产品的三次设计方法能从根本上解决内外干扰引起的质量波动问题，利用三次设计这一有效工具，设计出的产品质量好、价格便宜、性能稳定。 (3)质量与成本的平衡性。引入质量损失函数这个工具使工程技术人员可以从技术和经济两个 方面分析产品的设计、制造、使用、报废等过程，使产品在整个寿命周期内社会总损失最小。在产品设计中，采用容差设计技术，使得质量和成本达到平衡，设计和生产出价廉物美的产品，提高产品的竞争力。 (4)新颖、实用的正交试验设计技术。使用综合误差因素法、动态特性设计等先进技术，用误 差因素模拟各种干扰(如噪声)，使得试验设计更具有工程特色，大大提高试验效率，增加试验设计的科学性，其试验设计出的最优结果在加工过程和顾客环境下都达到最优。采用这种技术可大大节约试验费用。 三、田口方法的功效 田口方法是一门实用性很强的技术，在生产实践中特别是产品开发设计中显示出强大的生命力,其魅力主要表现为： (1)提高产品科技含量，促进技术创新。通过采用田口方法可改变企业一味引进先进设备的状况，增强二次创新能力，进而提高产品开发能力。 (2)可缩短产品开发周期，加速产品更新换代。应用田口方法可在质量管理中提高生产率，收
田口参数实验设计
教学案例一：田口参数实验设计 1 田口方法源起 实验设计是以概率论与数理统计为理论基础，经济地、科学地制定实验方案以便对实验数据进行有效的统计分析的数学理论和方法。其基本思想是英国统计学家R. A. Fisher在进行农田实验时提出的。他在实验中发现，环境条件难于严格控制，随机误差不可忽视，故提出对实验方案必须作合理的安排，使实验数据有合适的数学模型，以减少随机误差的影响，从而提高实验结果的精度和可靠度，这就是实验设计的基本思想。 在三十、四十年代，英、美、苏等国对实验设计法进行了进一步研究，并将其逐步推广到工业生产领域中，在冶金、建筑、纺织、机械、医药等行业都有所应用。二战期间，英美等国在工业试验中采用实验设计法取得了显著效果。战后，日本将其作为管理技术之一从英美引进，对其经济复苏起了促进作用。今天，实验设计已成为日本企业界人士、工程技术人员、研究人员和管理人员必备的一种通用技术。 实验计划法最早是由日本田口玄一（G. Taguchi）博士将其应用到工业界而一举成名的。五十年代，田口玄一博士借鉴实验设计法提出了信噪比实验设计，并逐步发展为以质量损失函数、三次设计为基本思想的田口方法。田口博士最早出书介绍他的理论时用的就是“实验计划法─DOE”，所以一般人惯以实验计划法或DOE来称之。但随着在日本产业界应用的普及，案例与经验的累积，田口博士的理论和工具日渐完备，整个田口的这套方法在日本产业专家学者的努力之下，早已脱离其原始风貌，展现出更新更好的体系化内容。日本以质量工程（Quality Enginerring）称之。但是，严格来讲，田口方法和DOE是不同的东西。田口方法重视各产业的技术，着重快速找到在最低成本时的最佳质量。DOE则重视统计技术，着重符合数学的严谨性。虽然学术界普遍认为田口方法缺少统计的严格性，但该方法还是以其简单实用性广为工业界所应用和推广。先进国家对田口方法越来越重视，并且也已经取得了很好的效果。该方法广泛应用于研发、技术改善、质量提升等部门。 八十年代，田口方法进入美国，得到了普遍关注。如今，实验设计技术的应用领域已经突破了传统的工业过程改进和产品设计范畴，广泛地渗透到商业布局、商品陈列、广告设计及产品包装的应用之中。我国在六十年代就曾对实验设计进行了研究和推广，八十年代又引入了田口方法，取得了一定成效。但实验设计作为一种质量改进的有力武器，还尚未发挥它的全部威力。 2 田口方法基本思想和研究内容 与传统的质量定义不同，田口玄一博士将产品的质量定义为：产品出厂后避免对社会造成损失的特性，可用“质量损失”来对产品质量进行定量描述。质量损失是指产品出厂后“给社会带来的损失”，包括：直接损失，如空气污染、噪声污染等；间接损失，如顾客对产品的不满意以及由此而导致的市场损失、销售损失等。质量特性值偏离目标值越大，损失越大，
1-03 DOE—田口方法(参数设计)
实验设计DOE——田口方法 【课程背景】 实验设计Design Of Experiments, 在质量控制的整个过程中扮演了非常重要的角色，它是我们产品质量提高，工艺流程改善的重要保证。实验设计已广泛运用了从航天业到一般生产制造业的产品质量改善、工艺流程优化甚至已运用到医学界。籍此课程，您将通过对产品质量，工艺参数的量化分析，寻找关键因素，控制与其相关的因素。根据实际需求，学习判别与选择不同的实验设计种类，设计你的实验步骤，发现如何控制各种影响因素，以最少的投入，换取最大的收益，从而使产品质量得以提升，减少差异，降低成本，使工艺流程最优化。 【适合对象】 产品设计工程师、品质工程师、工艺工程师、过程工程师、生产经理、品质经理、6Sigma 黑带、绿带 【课程收益】 通过本课程的培训，可使学员： 了解掌握DOE基本原理 了解和控制影响流程的相关因素 掌握最有效的实验设计方法 掌握六西格码MINITAB软件的运用方法 免费获得MINITAB软件 【课程内容】 1. 实验设计（DOE）概述 1.1 什么是实验设计 1.2 实验设计由来与发展 1.3 品质工程面临的问题 1.4 品质工程理论 1.5 基本术语：因子/水准, 信号/杂讯因子 1.6 实验设计流程 2. 正交实验设计 2.1正交表的构造; 2.2正交表的选择与运用 2.3正交表的灵活运用 2.4正交实验案例演练. 3. 田口方法
3.1 田口的质量哲学观念 3.2 田口损失函数 3.3 三种品质计量方法之比较 3.4 田口方法核心工具——S/N（信噪比） 3.5 田口三次设计：系统设计/参数设计/容差设计 3.6 实例演练1：望小特性田口设计 3.7 实例演练2：望大特性田口设计 3.8 实例演练3：望目特性田口设计 4. 利用MINITAB实现DOE实战演练 4.1. MINITAB应用简介 4.2. 望大特性田口设计 4.3. 望小特性田口设计 4.4. 望目特性田口设计 4.5. 交互作用的田口设计 4.6. 动态田口实验设计 4.7. 全因子实验设计 4.8. 分部因子设计 4.9. 混合设计 4.10.响应曲面设计 5．实验结果的分析与解析 5.1变异数分析(ANOVA); 5.2信噪比分析（S/N比） 6．再现性实验 6.1再现性实验的必要性; 6.2均值估计; 6.3估计均值的置信区间; 6.4再现性实验的决策点. 7．容差设计 7.1容差设计简介 7.2田口损失函数设计公差. 7.3设计因子的公差确定. 8．案例分析