文档介绍：西北工业大学硕士论文
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西北业大学硕十论文
绪论
研究背景
在工业发展过程中,人们不断寻求与发展各种优化设计方法,在产品的系统
设计中工程师们通常使用的传统优化设计方法只是对设计参数的理论值进行优
化,而没有考虑系统中客观存在的噪声干扰等,因此计算出来的设计参数在理论
上可能是最优的。但是,如何保证实验室的最优策略在制造过程与顾客使用环境
中仍然最优昵如何在顾客使用环境中使产品功能的波动尽可能减少呢参数
设计就是在系统设计的基础上发展起来的一种先进的质量改进技术。它的基本思
想就是通过分析控制因素和噪声因素的效应以及它们之间的交互作用效应,寻找
控制因素的最优水平组合,使得此种水平组合把噪声因素所引起的波动抑制在尽
可能小的范围内,即使得噪声所引起的波动对于产品或系统的性能不敏感,也就
是说是稳健的
参数设计技术也就是众所周知的稳健设计是由日本质量顾问田口玄一于
年提出的质量改进技术,它被作为减少工序、产品中变差的费效研究。尽
管日本人自己对田口的参数设计方法有不同的看法,但许多日木公司以及质量管
理协会广泛地应用了他的方法。年,从大学得到资助
并对美国进行了访问,同时做了关于质量改进思想的专题讲座。他访问了儿家公
司和研究院、所,其中包括贝尔实验室和。在他早期访问过的地方,开始
的反映通常是怀疑的,但他设法引起个别人的兴趣。这些兴趣的逐渐增加,也许
归功于年代初期,对日本实际质量工作者的热情。在贝尔实验室、福特、
和其它地方的一些人及一些组织如美国供应商协会加速了川门思想在工
业中的应用。前两次会议在年召开,山贝尔质量保证中心
组织。这两次会议向统计界宣传了田日思想,对促进一系列的研究起到了重大作
用。而后。和
和,和,。,,
等人分别进行了研究和讨论,使田口的参数设计在工程技术界、」业界与统计界
得到了高度重视与发展。
田口关于质量改进的思想重点放在减少变差上。参数设计是一种实现产品、
生产工序变差减少的费效研究,它被用来要么把质量溶进新产品、新工序中,要
么改进现有产品与工序的质量。月门把研究的产品或序当成个系统,把系统
的输入因素分为控制因素和噪声因素在制造或操作期间的变化引起了代
表系统性能的某一特性的变化,可能有许多的设定,通常从平均的意义上,
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北业人学硕十论文
设定在理想的值土。即设计目标值上对噪声因素变化的反映是迟钝的。参数
设计的基本思想就是通过探索控制因素适当的设定值,使得系统的性能相对于非
控因素的变化是稳健的。因此这种研究称为参数设计。这里的设计术语属于系
统设计而非统计试验设计。由于这个目标使得系统相对于噪声变化是稳健的因
而也称之为稳健设计。
研究的目的、意义及重要性
当购买产品时,顾客考虑的是制造商所生产产品的特点、功能以及价格,然
后顾客期望产品在各种操作条件下达到目标性能,并且不引起任何有害的负作
用,产品性能与目标的偏差导致了质量损失与顾客的不满意。产品过程所处的
环境有三种实验室环境、制造环境和顾客使用环境。稳健设计关心的是如何减
少产品性能的波动,特别是它选择控制因素设计工序参数的值,使得噪声
因素不可控制参数的作用在使用环境中最小。产品和工序的所有设计者关心
的是
如何在顾客环境中使产品功能的波动济的减少
如何保证实验室的最优决策在制造和顾客环境中也是最优的。
所以如何保证这三种坏境下质量的一致性,是工程人员和科学研究人员共同
关注的问题。
因此为了实现稳健设计的目的,的参数设计建议采用试验设计技术来识
别控制因素的设置以获得产品的稳健性能,即包含的正交矩阵“控制矩阵”
或“内矩阵”与包含的正交矩阵“噪声矩阵”或“外矩阵”相互交义而得到
的正交试验设计,并提出了研究中所使用的数据分析技术。控制因素根据正交
表而变化,噪声因素的效应通过“外表”的改变来估计。在每个设定的设计水平
上的响应,不仅表示某提前定义的质量特性的均值,而且代表了该质量特性的方
差。由此田口把均值和方差合并为一个简单的性能度量,即信噪比比,
并对参数设计进行了分类,对每一类都定义了相对应的比。例如,当系统有
固定的理想目标值时,田口用,二、、、、,、。
万然后用来
自交叉噪声表的重复试验数据估计这个度量。用方差分析来估计比,以识别
控制因素的设置水平是否有稳健性能。对于其他的参数设计问题,其思路大致相
同。
田日对参数设计的贡献可