产品寿命周期质量分析与控制技术.ppt

产品寿命周期质量分析与控制技术
美国每年完成的案例在5000个以上。美国应用田口方法节约经费达九百万美元，另外，美国70%以上的工程技术人员了解田口方法。
由于世界范围内高技术产业兴起和社会生产力的迅速发展，国际市场竞争的焦点的输出质量特性是进行稳健设计技术关键的第一步，应该根据产品开发过程的不同阶段对产品质量影响的重要程度，将产品质量水平相应的划分：
下游质量
中游质量
上游设质量
源头质量。
上游质量特性的重要性
大多数可控因素已在源头、上游和中游阶段确定，并且难以改变，所以下游质量特性大多是不可控的噪声因素。虽然这些因素不能直接作为有效的输出质量特性，但是可能对设计输出质量特性有重要的影响。
上游质量特性是产品/工艺设计阶段最重要的指标，对于改进和提高某种产品的稳健性是至关重要的，可作为该阶段的有效质量特性。
技术开发阶段的源头质量
技术开发阶段是开发一般的技术，该技术的稳健性可有效地开发一族产品。所以源头质量是该阶段最有效的质量特性。采用该质量特性才能揭示一般技术的基本功能，进而提高研究开发效率，使得小规模实验室试验和研究开发仿真的结果在制造和用户环境中再现。
确定基本功能的理想功能
在选择有效的输出质量特性之后，找出该质量特性与输出质量特性之间的内在规律是稳健设计的关键所在。田口定义了基本功能和反应输入和输出之间的理想状态。
基本功能： 某种技术和产品的能量转换功能，它反映的是该技术和产品输入与输出之间的转换关系。
设：Y为输出质量特性；
X=(x1, x2，…xn)为可控因素；
Z=(z1,，z2,…zn)为噪声因素；
则：输入质量特性
M=(X,Z)
通常基本功能可表示为:
Y = f (x1, x2，…xn，z1,，z2,…zn) = f(M)
基本功能的理想功能
理想功能：无论在任何条件下，基本功能都满足理想关系式：
Y =βM
当基本功能为理想功能时，由于输入和输出是线性关系，所以具有良好的可调整性。在技术开发阶段，当开发了稳健的一般技术 Y之后，可以通过调整β，开发一族稳健的产品。
基本功能的理想功能
基本功能稳健性的度量—S/N
稳健设计的目的是调整技术或产品输入的参数水平，最大限度地减少输出的波动，使得技术功能和产品性能稳健。这种稳健性主要表现为：
Y围绕设计目标值T的波动尽可能小。
一方面要求无论在任何噪声因素的干扰下Y的波动都能最大限度地减小。
输出质量特性Y的方差σ2恰好刻划了Y围绕其期望值E(Y)=μ的波动。
另一方面要求Y尽可能地接近达到设计目标值T。将这种调整的效果称为灵敏度
μ2能够较好的刻划Y的平均状况，可将其视为灵敏度的一种度量。
当Y= β M 时，β2表示调整的灵敏度。
基本功能稳健性的度量—S/N
基本功能的稳健性不仅要求σ2小，而且要求灵敏度高。用η描述这两个指标，即：
当Y=βM 时
基本功能稳健性的度量—S/N
为了获得稳定性好的质量，希望质量特征越接近目标值越好；同时，要求质量特征对噪声干扰抵抗力越强越好，即要求质量特征试验的多次观察值的平均值越接近目标值越好，同时，偏差变化越小越好。由于信噪比S／N函数既考虑到质量特征的平均水平又考虑到其波动范围，因此，用S／N来评价质量水平是比较合理的和全面的，信噪比S／N越大，说明产品质量水平越高。
基本功能稳健性的度量—S/N
田口曾提出70多种不同的信噪比函数表达式，每一种表达式都有其适用的条件和范围，下面描述三种常用的S／N函数。
（1）N型信噪比函数。用于质量特征目标值为一确定值的情况下的试验结果的分析和优选，如尺寸、输出电压等质量特征的设计。
稳健性的度量—信噪比S/N
式中：
yi_——表示观测值，i=1,2,…n采样数。
稳健性的度量—信噪比S/N
（2）B型信噪比函数。用于质量性能目标值的越大越好情况下的试验结果的分析和优选，如强度、寿命等质量特征设计。
稳健性的度量—信噪比S/N
（3） S型信噪比函数。用于质量特征目标值为越小越好情况下的试验结果的分析和优选，如噪声、有害物质、污染等质量特征设计。
稳健性的度量—信噪比S/N
参数设计中的正交实验技术
案例1
对瓷砖生产进行试验的案例
某制陶企业需要改进产品质量，运用正交表进行试验。
试验指标：一百块瓷砖中的不合格品