高
1.2. 应用领域、目的、特点
二战之后，日本的田口玄一博士，将试验设计方法应用于改进产品和系统质 量，并研究开发出“田口品质工程方法”，简称田口方法。从而提升了日本产品 品质及日本产业界的研发设计能力，成为日本战后质量管理及设计开发的核心工 具。
田口方法具有很强的抗干扰能力，因此又称为“稳健参数设计”——通过 调整可控因子的水平,来降低或弱化噪音对Y的影响, 从而提高设计方案的抗干扰 能力.
田口方法的优势: 通过调整可控因子的水平,来降低或弱化噪音对Y的影响, 从而提高设计方案
的抗干扰能力.
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1.9. 田口方法中正交表的特点
试验观察值
实验次数成倍数增加: 9*8 = 72 次
一次游程（设置）重复了8次，在重复试验每一次对噪音a,b,c,d的水平有调整，—— 会造成 Nhomakorabea件间的变异。
对于噪音的识别分类，还可以有更多的分类，只要有益于改进，就应该做深入地分析！
噪音是量产过程“人、机、料、法、环”的非可控部分；它不是人为的破坏或不遵守，不 是硬件资源故障，不是违背管理要求的非批准供方物料，不是原材料的彻底不合格等。它 是过程要素在批准准备或批准（作为PPAP的前提条件或已经PPAP）条件下（即许可的量 产条件下）的非受控波动。如：资格（拟）认可的两个班次的操作者；（拟）批准两家合 格供应商供应的同一材料号或不同批号；（拟）批准的两种测量方法；（拟）批准的常规 生产环境；（拟）批准的协变量（非受控的连续变量）-如：环境温度等等
正交表具有正交性，导致对试验结果有“均衡分散，整齐可比”的特点，有 利于计算回归方程。因此，虽然是局部试验（使用了全部试验的一部分），但 仍有可靠的代表性。 ➢ 信噪比 —— 评价品质优劣的基础
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1.8. 正交表
如：
正交表：全部试验：81次，使用了具有正交性的 9次试验代表。
试验次数
因子个数
A B CD
1.2. 应用领域、目的、特点
DOE种类
筛选设计
- Plackett-Burman - “定义筛选”法
部分因子设计
- 2k - 2水平裂区
全因子设计
- 2k - 多水平
混料设计
- 单纯质点 - 单纯格点 - 极端顶点
田口设计
响应曲面设计
- 中心复合 - Box-Hehnken
适用因子数
主要目的
6个以上 选别重要因子
1962年田口博士获得戴明个人奖。
6
1.2. 应用领域、目的、特点
➢ 定义：“质量是产品出厂后给社会带来的损失”。 ➢ 质量不是检验出来的，质量必须设计到产品中去； ➢ 质量的目标是： “最小化与目标值的偏差，且能免于噪音的影响”；
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1.3. 田口关于参数分类
对于一个产品或者制程，我们可以用参数图来表示。如图2-3所示，其中 y表示此过程输出的产品或制程的品质特性（响应值）。影响y的参数可分为 可控因子、噪音因子和信号因子三类。
8
1.4.可控因子与噪音
可控因子： 可控因子是工程师能够控制和调整的因素及过程参数，如反应温度、
时间、压力、材料种类……等等/ 噪音：
有许多参数非为设计工程师所能控制的因子，即随机误差，田口称其 为噪音，田口博士将噪音归纳为外部噪音、内部噪音和零件间变异三类。
噪音
外部噪音 内部噪音 零件间变异
9
1.5. 噪音
11
1.6. 分析噪音的目的
通过技术设定、资源投资等可以把“噪音”转化为“可控因子”； 通过管理/训练，可以预防故障和错误，可以缩小噪音的干扰程度（即波动范围）。
作业描述1
人工装配 --工艺要求： 由作业者将A件按从下往 上的顺序装配到B件上。
可控因子
“从下往上的顺序”
（为了保证100%可加顺序限 位防错）
4~10
选别重要因子
1~5
因子与Y的关系
2~10 2~20 2~10
2~13
2~3
组分与Y的关系
寻找因子的 最佳条件组合
设定因子的 最佳条件
5
作用
区分主效应
主效应和 部分交互作用
所有主效应和 交互作用 (线性效果）
组分/工艺条件 的优化
设计或工序 参数优化
反应变量的 预测模型 (曲线效果）
效果
低 现在工序 知识状态
DOE课程 5
（共6次课程 – 包括：基础知识/PB/全因子设计/部分因子设计/田口方法/响应曲面/混料设计）
田口实验设计
（课程重点：静态稳健性设计 ）
课程安排
1.DOE基础知识 2. 静态田口实验设计 – 案例1 3. 静态田口实验设计 – 案例2 4. 动态田口实验设计
2
DOE基础知识
3
1.1 DOE基础知识回顾
外部噪音
由于环境因素与使用条件的变化或变异，如温度、湿度、位置、粉尘、 电压、电磁干扰、震动以及操作者人为错误等。
内部噪音
产品在库存和使用过程中，产品本身的零件、材料会随着时间的推移发生 质量变化。例如： ➢ 绝缘材料的老化 ➢ 零件在使用过程中的磨损、蠕变等……
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1.5. 噪音
零件间的变异
➢ 由于构成产品的材料、零件存在变异， ➢ 制程中由于操作、设备、工艺参数的变化 ➢ 以及环境因素的变化形成的变异，
1
1
1
1
1
2
1
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2
1
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1.9. 田口方法中正交表的特点
田口方法建立实验计划也是使用正交表,所不同的是,使用 内表+外表——乘 积表。 ➢ 将可控因子安排在——内表 (控制表） ➢ 将噪音因子安排在——外表 (噪音表) 同时考虑可控因子及噪音对响应的影响, 是田口方法的特点.
噪音
1.员工装配中的手法变差。
作业描述2
人工装配 --工艺要求： 无 由作业者将A件装配到B件 上。
可控因子
噪音
1. 员工装配中的顺序变差。 2. 员工装配中的手法变。
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1.6. 分析噪音的目的
产品性能指标除了受可控因子的影响外，还受到噪音的影响。但传统的试 验设计对误差的分析比较笼统，全部归为随机误差（实验误差）。-- 全因子/ 部分因子设计中的区组、协变量是拆分噪音的方式。
但是在稳健设计中，为了达到产品或过程的稳定性，必须仔细的分析这些 误差是如何形成的。首先要识别噪音的具体状况，进行仔细的分析并加以描述， 进而设法在试验中反映这些变差，才能通过稳健设计的策略实现“抗干扰”的 目的。
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1.7. 正交表与信噪比
正交表和信噪比是田口方法的重要基础及工具。 ➢ 正交表 —— 建立试验计划的基础。 见《基础知识理解》课程。