文档介绍：稳健性设计
Robust Design
目录
什么是稳健性设计
稳健性设计几个基本概念
稳健性设计三个阶段
——三次设计
稳健性设计案例
什么是稳健性设计
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。
自本世纪七十年代,世界上技术先进国家已开始以一种全新
的设计概念取代了传统的设计思想。这种新的设计概念认为: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。
●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。
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。
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1、优良品比率高
2、在向目标值m靠近的同时,方差减小
3、关注信号、减少噪音
此时如何设计?
稳健设计的目的在于,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。
稳健设计认为,产品开发的效益可用企业内部效益和社会损失来
衡量,企业内部效益体现在功能相同条件下的低成本,社会效益
则以产品进入消费领域后给人民带来的影响作为衡量指标。假如,
由于一个产品功能波动偏离了理想目标,给社会带来了损失,我
们就认为它的稳健性设计不好,而田口式的稳健性设计恰能在降
低成本、减少产品波动上发挥作用。
●稳健性设计目的
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。稳健设计不仅提倡充分利用廉价
的元件来设计和制造出高品质的产品,而且使用先进的试验技术
来降低设计试验费用,这也正是稳健设计对传统思想的革命性改
变,为企业增加效益指出了一个新方向。
稳健性设计的功效在于帮助设计人员找到一组最佳的产品或
工艺设计参数,使产品在最低廉的成本条件下(或最宽松的工艺
条件下),达到输出性能最高地稳健性。
●稳健性设计思想
几个基本概念
●稳健性
稳健性(robustness), 也叫鲁棒性,是指因素状况发生微小变
差对因变量影响的不敏感性。换句话说,产品性能与某个因素有
关,因素状态变化时,产品的性能也随之变化。如果因素状态的
变化对产品性能的影响不大,我们就说产品性能对该因素的变化
是不敏感的,又称是稳健性的,或说产品性能对该因素的变化具
有稳健性。
如使产品性能对所用材质变差不灵敏,就能在一些情况下使
用较低廉的或低等级的材料;使产品对制造尺寸变差不灵敏,可
以提高产品的可制造性、降低制造费用;使产品对使用环境变化
不灵敏,就能保证产品使用的可靠性和降低操作费用。