根据调查,在日本,大约80%的质量改进,都直接 或间接使用了田口方法.
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田口博士的成就
• 在日本提出 “田口品质工程” • 获得戴明奖 • 主持福特汽车供应者协会 • 主持美国供应者协会 统计学之贡献 • DOE • S/N Ratio
DOE基本概念
控制因子
讯号
制程
误差因子 干扰因子/杂音
响应 品质特性
实验设计主要对试验进行合理安排,以较 小的试验次数、较短的试验周期和较低的 试验成本，获得理想的试验结果以及得出 科学的结论。
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为什么需要DOE
同样在生产同规格的产品，为什么有些厂商良品率 是比较高
同样是在生产同类型的产品，为什么有些厂商的产 品性能以及寿命是比较好，而成本又比较低呢？
日本工业强盛的原因
用Y7与Y6比较18
全因子实验计划法
实验计划当中,考虑全部实验因子所有水准的全部组合!
A
B
C
C1
2
C1
A2
C2
B2
C1
C2
23=8 所有可能的排列组合模式
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七个可变的因素，每个因素两种选择， 用全因素实验法进行筛选，就有128种组合， 如果用小型设备做实验，每个实验做一天， 买上8个实验用的小炉子，同时做八个实验， 8天即可完成，然后在所有128个组合中寻 找产品尺寸变异最小的组合即可
日本人在很多制造业：如汽车、钢铁、电子和纺织方 面，居于领导地位，主要是因为他们能以具有竞争力 的价格，生产高质量的产品
日本人的致胜法宝之一：田口方法
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DOE的历史起源
20世纪20年代由英国学者费舍尔 R.A.Fisher)率先提出:最初在农田试验方面 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
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隧道式烧窑示意图
内部磁砖
外部磁砖
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工程师们决定用不同的配方组合来进行 试验，以寻找最佳的配方条件，具体的思 路是，对现行配方组合中的每一种原料寻 找替代方案，通过实际生产运行筛选能够 化解温度变异的最佳配方，对于熟悉瓷砖 生产工艺的工程师来说，每一种原料的替 代方案其实不难找到
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替代方案表
实验4 A2 B2 C2 D1 E1 F1 G1 Y4
用Y4与Y3比较 C2与C1的效 果
实验5 A2 B2 C2 D2 E1 F1 G1 Y5
用Y5与Y4比较 D2与D1的效 果
实验6 A2 B2 C2 D2 E2 F1 G1 Y6 实验7 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G1 Y7
用Y6与Y5比较 E2与E1的效 果
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一次一因素实验
每次实验与前次相比,只改变一个实验因子的水平!
AB
C
D
E
F
G
结果 结论
实验1 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 Y1
----
实验2 A2 B1 C1 D1 E1 F1 G1 Y2
用Y2与Y1比较 A2与A1的效 果
实验3 A2 B2 C1 D1 E1 F1 G1 Y3
用Y3与Y2比较 B2与B1的效 果
二战后,试验设计法在工业界得到推广与应用
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问题类型与SPC、DOE
问题类型 造成問題的原因
最佳控制条件 解决工具
责任者
T型 明确 明确 管制图 层別法等七手法
操作者
A型 明确
不明
检定/推定 相关回归
SPC DOE 现场主管
X型 不明 不明 DOE
研发人員
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田口方法简介
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，应用田口方法创造出了许多世界 知名品牌。
DOE -田口实验设计方法
Design of Experiments
AQA美国质量认证国际有限公司 亚太中心－－AQA国际管理学院
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课程纲要
一:田口式品质工程概述 二:田口式品质工程名词解释 三:常用的直交表类型 四:田口直交表算法范例说明 五:田口式品质工程应用实例
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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:
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工程师们很清楚，引起产品尺寸变异的原因是 窑内各个不同位置的温度偏差导致的，只要更换 隧道窑的温度控制系统，提高窑内温度的均匀就 能够解决。使得温度分布均匀，需要重新改进整 个窑，需要额外再花50万美元，这在当时是一笔 很大的投资，不到万不得已时谁也不愿意这样做， 大家都希望寻找其他方法来解决，比如通过改变 原料配方，如果能找到对温度不敏感的配方，则 不需投入资金就能够化解温度不均匀而导致的尺 寸变异和超差。
各因子选定了各自的水平之后，其组合被 称为一个处理，或者一次实验。
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可用的实验方案
试误法 凭个人的经验和直觉，选择一组设计参数，直接尝试，如 果结果不能接受，则尝试另外一组参数，如果结果可以接 受，则这组设计参数将被采用－无须任何资料分析
特点: 无系统性，依赖于个人的经验积累 有时效率很高（个人经验丰富时或运气不错时） 大部分时间是浪费人力、物力和资源 即使获得有效参数，也不能传承下去
控制因素 A:石灰石量 B:某添加物粗细度 C:蜡石量 D:蜡石种类 E:原材料加料量 F:浪费料回收量 G:长石量
水准一(新案) 5% 细 43% 新案组合 1300公斤 0% 0%
水准二(现行) 1% 粗 53% 现行组合 1200公斤 4% 5%
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因子水平
为了研究因子对响应的影响，需要用到因 子的两个或者更多不同的数值，这些取值 称之为因子的水平
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天无绝人之路
早在1940年，田口玄一博士就已经巧妙 的利用正交表的对称性原理（有关正交表 的原理将在后述内容中予以说明）发明了 田口式实验计划法，对本案来说，只需8次 实验，就可以得出可靠的结论。
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响应：我们关心的过程输出变量，称之为响应 控制因子：在制程中，会影响产品品质特性之
参数，其参数可自由控制的参数称为控制因 子 。例：材料种类…。 误差因子：在制程中，会影响产品品质特性之 参数，其参数不能或不太能改变的参数称为 误差因子 。例：外界的温度…。
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瓷砖制造案例
1953年，日本一个中等规模的瓷砖制造公司，花了 200万美元，从西德买来一座新的隧道窑，窑本身有80米 长，窑内有一部搬运平台车，上面堆放着十几层瓷砖，沿 着轨道缓慢移动让瓷砖承受烧烤。问题是，这些瓷砖尺寸 大小有变异，他们发现外层瓷砖有50%以上超出规格要求， 内层则正好符合规格要求。