-把质量设计进产品里面去； -量化分析并确定产品的最佳参数和合理容差； -用质量损失和经济性角度进行质量设计； -实现低成本、高质量的设计效果。
三个阶段
参数设计
决定系统中各参数的选择，使产品的性能既能达到目标 值，又使它在各种条件下波动小
系统设计
对产品进行整个系统和整个结构的设计 主要由专业技术人员完成
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。
质量损失函数
产品功能波动客观存在，有功能波动就会造成社会损失。所 谓质量损失函数是指定量表述产品功能波动与社会损失之间关系 的函数。
当产品特性值y与目标值m不相等时，就认为造成了质量损失。
L(y)=k(y-m)² 其中L（y）为质量损失函数，m—目标值
外噪声
由于环境因素和使用条件的波动或变化，引起质量特性值 的波动。例如，温度、湿度、位置等。
内噪声
由于在储存或使用过程中，随着时间的推移，发生材料变 质、劣化现象而引起质量特性值的波动。例如，电器产品 绝缘材料的老化等。
质量的变异性
那个设计更好？
1
产品的质量特性指标往往会有差异
即使完全相同的生产条件，由于种种
稳健性设计是田口玄一创立的质量工程观中的一个分支， 由田口玄一发展而成，因此通常被人们称之为田口方法(Taguchi Method)。
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。
稳健性设计基本认识
传统的设计思想认为：只有质量最好的元器件 （零部件）才能组装成质量最好的整机；只有 最严格的工艺条件才能制造出质量最好的产品 。总之，成本越高，产品的质量越好，可靠性 越高。
稳健性设计
Robust Design
老李 宇宙学院
CONT ENT
0 什么是稳健性设计 1 0 稳健性设计的几个基本概念 2 0 稳健性设计的三个阶段 3 0 稳健性设计案例 4
01
什么是稳健性设计
稳健性设计起源
田口玄一
稳健性设计起源
稳健性设计是日本著名的质量管理专家田口玄一博士于 70年代初创立的质量管理新技术。这是一种最新颖、科学、有 效的稳健性优化设计方法。该理论和方法不仅受到日本同时也 受到欧美各国应用统计学家、质量管理专家、工程设计专家和 企业人士关注，并在工程实际中得到了广泛应用。
······
THANK YOU VERY MUCH
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基础
核心
经济化
容差设计
要使产品性能接近目标值，元件的公差应是多少为宜
04
稳健性设计案例
设计案例
1.低噪声轮胎花纹节距参数的稳健性设计 2.汽车刹车系统的稳健性设计 3.汽车风扇离合器进行优化稳健性设计 4.电感电路参数的稳健性设计 5.汽车空气质量优化的稳健性设计 6.汽车气缸内气压（待选参数）的稳健性设计 7.固体火箭发动机优化的稳健性设计
K—比例常数 y—产品输出特性 当y=m时，L（y）=0。
质量损失函数
2.平均损失函数
E(L)=E(y-m)=E{[y-E(y)]+[E(y)-m]} =E[y-E(y)]+E[E(y)-m] =σ²+δ ²
μ=E(y)是y的均值，即产品的生产中心值。 δ =m-μ 是生产中心值与目标值的漂移量。 E=(y-μ)²是质量特性值的方差，反映产品间的差异。
1
传统设计思想
稳健性设计概念认为：使用最昂贵的高等级、 一致性最好的元器件并不一定能组装出稳健性 最好的整机，成本最高，并不一定质量最好。 产品抗干扰能力的强弱主要取决于各种设计参 数（因素）的搭配。设计参数搭配不同，输出 性能的波动大小不同，平均值也不同。
2
稳健性设计概念
稳健性设计基本认识
3
稳健性设计目的
η=μ²/σ²
望大特性信噪比
所谓望大特性是希望质量特性越大越好（理想值为无穷 大），且波动越小越好。则其倒数1/y则为望小质量特性， 损失函数L (y)=1/y2，平均损失为E(1/y2)。
03
稳健性设计的三个阶段
思考
1
解决问题
2
解决方案
3
应用价值
-如何实现低成本、高质量的设计？
-通过选择系统参数的最佳组合，尽量减小内外部和产品间的干扰，使质量 特性波动最小； -选择低质量等级的元件，实现质量最好的整机； -根据各参数波动对产品质量特性贡献的大小，从经济性角度确定最合理的 容差大小。
2
干扰因素的存在，其产品也会表现出
不完全相同的质量特性
同一产品在不同的环境中使用，或者
3
在寿命周期内的不同时刻，其质量特
性都会有差异
质量损失函数
1.田口的质量观
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。
望小特性信噪比
所谓望小特性是希望质量特性越小越好（理想值为零），且波动越小越好。相 当于取目标值m=0，损失函数L(y)=y2，平均损失为E(y2)。由于E(y2)=μ²+σ²因 此此时平均损失函数要求特性指标平均值μ小，且波动程度σ²小。
η=1/(μ²+σ²)
望目特性信噪比
所谓望目特性是指存在一个固定目标，希望质量特性值围 绕目标值波动，且波动越小越好。稳健性设计阶段致力于 减小σ²，从相对误差角度考虑，希望μ/σ等价于μ²/σ²越大 越好。
02
稳健性设计的几个基ห้องสมุดไป่ตู้概念
几个基本概念
质量的变异性
信噪比
质量噪声
质量损失函数
质量噪声
质量噪声（干扰）——噪声因子
引起质量特性值波动的原因，称为质量噪声， 也叫噪声因子，是不能被设计者控制的因子。
产品间噪声
在相同生产条件下，生产制造出来的一批产品，由于人、 机、料、法、环的变化，引起质量特性值的波动。
稳健性设计的目的在于，使所设计的产品质量 稳定、波动小，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。
4
稳健性设计思想
稳健设计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。
高质量的产品应该使漂移量和标准差都小。
信噪比
信噪比是稳健性设计中用以度量产品质量特性的稳健性指标， 是测量质量的一种尺度。 信噪比是信号量与噪音的比率，信噪比越大表示产品越稳健。
η = S/N 式中，S是信号功率，N是噪声功率。 所谓信噪比（S/N）是用来描述抵抗内外干扰因素所引起的质 量波动的能力，或叫产品的稳定性或稳健性。