产品稳健设计高级应用-DOE培训课件-V1.0.pptx
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产品稳健设计高级应用田口(TaguchiMethod)DOE,编制:
阳红卫2015610,什么是稳健设计?
2,目录,稳健设计的基本步骤,稳健设计的综合噪声法,动态稳健设计,什么是稳健设计?
3,稳健设计的基本步骤,稳健设计的综合噪声法,动态稳健设计,4,什么是稳健设计?
DOE名字解释:
DOEIsshortforDesignOfExperimentDOE中文实验设计田口DOE由日本的田口玄一发明的通过一系列实验策划,找出影响达到目标的主要因素,从而寻找最佳组合的优化方法。
5,什么是稳健设计?
创新与设计最有效工具;,把质量设计到产品中;,不掌握DOE的工程师只能算半个工程师!
田口玄一,6,什么是稳健设计?
1.1日本一瓷砖公司案例引发的思考,问题:
生产的瓷砖大小尺寸不一,波动很大,即标准差大;,对策:
1、筛选,将尺寸不合格的瓷砖挑选出来(增加很多成本);,2、重新设计和建造一个窑,使窑内温度分布均匀(需投资50万美元);,3、用稳健设计方法,找到一个原料配比,只要把粘土中灰石的比例1%提高5%就可大幅降低瓷砖尺寸的波动,而灰石是很便宜的原料。
7,什么是稳健设计?
1.2从质量损失函数看质量,案例:
索尼牌电视机有两个产地,日本与美国,两地工厂生产的索尼电视机是使用同一设计方案和相同的生产线,连使用的产品说明书也一样。
按设计方案规定,电视的彩色浓度Y的目标值为M,容差为5,当Y在公差范围(M-5,M+5)内,判该机的彩色浓度合格,否则判为不合格。
两地工厂都是这样检验产品的,可到七十年代后期,美国消费者购买日产索尼电视机的热情却高于美产索尼电视机,这是什么原因呢?
8,什么是稳健设计?
有什么启法呢?
9,什么是稳健设计?
门柱理论,10,什么是稳健设计?
从门柱理论可以看出,产品损失有两种方式:
门柱之外;门柱内但接近门柱;,为什么会有质量损失?
如何减少产品损失?
11,什么是稳健设计?
12,什么是稳健设计?
13,什么是稳健设计?
稳健性设计,灵敏性设计,确定可控因子X水平,减小波动。
选择合适的调节因子(只影响Y的大小,而不影响波动),使Y接近目标值。
14,什么是稳健设计?
1.3一个简单的案例分析,要设计一个电源电路,它能把交流110V变为直流电115V。
工程中已有成熟的电路可使用,但其中有两个电子元器件的参数有待确定,一个是电阻(因子A)的阻值(单位:
欧姆),另一个是晶体管的电流放大倍数(记为因子B),为了寻找合适的参数搭配,特对因子A与B各选五个水平,并安排11次试验,其因子水平与试验结果列于下表:
因子A与B的水平与试验结果,15,什么是稳健设计?
通过以上试验知道3组组合能达到要求,那到底选哪一组好呢?
1、寻找波动源:
引起输出电压Y波动的原因是什么?
市场买到的标以200欧姆的电阻,常有10%的波动,即阻值常在180到220欧姆之间;,晶体管的实际放大倍数围绕标称值有更大的波动,常有50%的波动,标以放大倍数为500的晶体管,其实际放大倍数常在250750倍之间;,由于元器件参数的这种波动是人们难以控制的,又与元器件的标称值不是一回事,故称此种元器件参数的波动为噪声因子,分别记为A和B,即:
A:
电阻标称值有10%的波动;B:
晶体管放大倍数的标称值有50%的波动。
16,什么是稳健设计?
2、直观分析:
17,什么是稳健设计?
3、方案分析:
在噪音A和B的干扰下,取其最大的干扰,形成如下的噪声因子水平表,并安排3个正交试验:
结论:
比较三个样本方差,以组别3最小,故此参数组合可使输出电压波动最小。
稳健设计之中隐含的是什么?
大创意,18,什么是稳健设计?
稳健设计研究的是如何减小波动的问题;,解决问题的方式不是直接针对波动源(不易控制)采取措施,而是通过调整可控因素的水平达到抵抗波动源的影响;,什么是稳健设计?
19,稳健设计的基本步骤,稳健设计的基本步骤,稳健设计的综合噪声法,动态稳健设计,一个案例引发的思考,从质量损失函数看质量,一个简化的稳健设计案例,20,稳健设计的步骤,因子分类,可控吗?
可控因子水平表,噪音因子水平表,内表设计,外表设计,进行试验,计算SN(信噪比),计算平均值,稳健、灵敏设计,确定最佳搭配,设计验证,第一步:
因子分类,第二步:
内外表设计,第三步:
进行试验,第四步:
计算统计指标,第五步:
统计分析,第六步:
确定最优搭配,21,稳健设计的步骤,2.1因子分类,因子,可控因子,噪音因子,外部噪音,零件间噪音,内部噪音,22,稳健设计的步骤,2.1因子分类,当你在读书时,外界有人在吵,有人在放音乐,请问这是信号还是噪音?
什么是噪音,可否用比较简易的方式来表达?
什么是稳健性?
举例说明Motorola对讲机、美国洗发精,23,稳健设计的步骤,2.1因子分类,某家公司做了一部分的收音机,行销世界各国:
在发达国家其反应收讯效果相当良好,但不发达国家其反应收讯效果不好,请问这是什么噪音?
在进行产品测试时,发现一百台产品中,有些收讯效果好,有些收讯效果差,请问这是什么噪音?
产品使用了一段时间后,收讯效果变差,发现是里面的某个零部件寿命匹配不佳造成的,请问这是什么噪音?
24,稳健设计的步骤,2.2内外表设计:
内表设计:
把诸可控因子放在一张正交表上,此表称为内表,内表一般为三水平。
外表设计:
把诸噪音因子放在另一张正交表上,此表称为外表,外表一般为两水平。
25,稳健设计的步骤,2.3计算统计指标:
双指标,描述波动,描述均值,信噪比(SN),均值(Ybar),26,稳健设计的步骤,2.5统计分析:
统计分析,稳健性设计,灵敏性设计,分析信噪比,分析均值,分析方法,直观分析,方差分析,线性拟合,27,应用实例,我司现有研究空气净化器产品,此产品属于全新开发,无以往借鉴经验,现后装市场上产品种类繁多,外观、安装位置、风量大小及出风方向等也是多种多样,到底哪种好?
应该如何开发、设计?
28,应用实例(空气净化器),29,应用实例(空气净化器),30,应用实例(空气净化器),31,应用实例(空气净化器),空气净化器田口分析结论:
1、空气净化器的效率影响因子权重排名:
位置(37.7%)出风方向(31.4%)风量(31%);2、空气净化器的最佳位置是:
整车中部;3、空气净化器的最优出风方向是:
前出风;4、空气净化器的风量与效率关系为:
非线性正比例关系;,THANKS!
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