品質(zhì)設(shè)計(jì)之實(shí)驗(yàn)計(jì)畫(huà)法1.1何謂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是.ppt

此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,1,第一章 品質(zhì)設(shè)計(jì)之實(shí)驗(yàn)計(jì)畫(huà)法 1.1 何謂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一門(mén)探討實(shí)驗(yàn)進(jìn)行方式及其實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)值解析法以提高情報(bào)獲得效率、使實(shí)驗(yàn)成本最低的學(xué)問(wèn)。 此一利用事前的、有計(jì)劃的、考慮週詳?shù)馁Y料蒐集程序是由1920年代英國(guó)人Ronald A. Fisher所創(chuàng)始的。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)傳入美國(guó)後，開(kāi)始大部份是使用於農(nóng)業(yè)與生物實(shí)驗(yàn)方面。直到第二次世界大戰(zhàn)發(fā)生，工業(yè)製品的品質(zhì)管制開(kāi)始被重視後，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就成為品質(zhì)管制上一重要的方法。後來(lái)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)傳到日本後，日本工業(yè)隨著品質(zhì)管制的實(shí)施，但是工業(yè)方面的實(shí)驗(yàn)會(huì)比農(nóng)業(yè)、生物實(shí)驗(yàn)方面有更複雜的的內(nèi)容，例如較多的控制因子及時(shí)間的限制等。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,2,1950年代田口玄一(Taguchi Genichi)博士倡導(dǎo)使用直交表的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，並領(lǐng)導(dǎo)一群研究人員開(kāi)發(fā)各種直交表、點(diǎn)線(xiàn)圖、應(yīng)用技巧及解析方法。此方法由於對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果再現(xiàn)性高，配置實(shí)驗(yàn)的伸縮性大，實(shí)驗(yàn)次數(shù)少，實(shí)驗(yàn)配置容易與解析方法簡(jiǎn)便等理由與益處，因此在日本迅速的普及。日本人將田口博士的學(xué)問(wèn)稱(chēng)為品質(zhì)工程(Quality Engineering)，歐美各國(guó)在1980年代開(kāi)始接受此方法而稱(chēng)之為田口方法(Taguchis Method)。 為什麼要學(xué)習(xí)要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)？我們可以從以下調(diào)查圖表可以看出未來(lái)品質(zhì)改進(jìn)上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)用的程度。(資料來(lái)源：Keki R. Bhote之World Class Quality一書(shū)),統(tǒng)計(jì)品質(zhì)管制對(duì)於品質(zhì)改善的貢獻(xiàn)率 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)於品質(zhì)改善的貢獻(xiàn)率,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,3,內(nèi)容：(1)特性值的合理化改良目的的特性。 (2)要因的配置法利用直交表及其他修改配置的方法。 (3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的解析法SN比(信號(hào)雜音比) (a)和工程平均T之間的差，只計(jì)算約一半的大要因。 (b)根據(jù)折扣係數(shù)法。 (c)作變異數(shù)分析，只採(cǎi)用變異比是2以上的。 (d)作變異數(shù)分析，F(xiàn)檢定之後只考慮推定有意義的,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,4,1.2 品質(zhì)機(jī)能的變異與其損失 我們?nèi)粘Ｙ?gòu)買(mǎi)產(chǎn)品，當(dāng)然希望買(mǎi)到的是好產(chǎn)品，而對(duì)於好產(chǎn)品，如果忽略?xún)r(jià)錢(qián)問(wèn)題，僅就品質(zhì)方面而討論： 第一：希望所買(mǎi)到的產(chǎn)品，其性能能夠達(dá)到說(shuō)明書(shū)上面所示的，該產(chǎn)品 在各種環(huán)境條件下使用，均能達(dá)到其性能，而不會(huì)因環(huán)境條件有 所變異。 第二：就是產(chǎn)品的性能要能夠耐久、壽命越長(zhǎng)越好。 第三：產(chǎn)品間的變異小，即產(chǎn)品間的品質(zhì)特性要均勻。別人用了某產(chǎn)品 非常好而告知你，你去購(gòu)買(mǎi)時(shí)當(dāng)然希望與有人所購(gòu)買(mǎi)的一樣好。 然而要達(dá)到上述三個(gè)好產(chǎn)品所應(yīng)具備的條件，就必須克服下列三種影響產(chǎn)品性能的雜音(Noise)：外部雜音、內(nèi)部雜音和產(chǎn)品間的雜音。我們?cè)谠O(shè)計(jì)一個(gè)新產(chǎn)品或新製造過(guò)程的時(shí)候，最重要的就是怎麼樣設(shè)計(jì)，才能使其對(duì)各種雜音不受影響，而且價(jià)格便宜。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,5,不論是最終產(chǎn)品或是零件與材料，其目的特性中存有目標(biāo)值，也存在著決定合格、不合格的允差。一但制定規(guī)格，則不合規(guī)格的產(chǎn)品就會(huì)被廢棄或修理而造成損失，所以若產(chǎn)生不合規(guī)格的產(chǎn)品，就會(huì)發(fā)生增加成本的問(wèn)題。何謂損失？由誰(shuí)負(fù)擔(dān)？ 因?yàn)槠焚|(zhì)管制的最終目的乃是希望所有的產(chǎn)品皆能不受環(huán)境、人員等外在因素的影響，使其機(jī)能特性皆能達(dá)到所期望的目標(biāo)值。因?yàn)橐坏┊a(chǎn)品特性值與目標(biāo)值有差異，便極可能有損失的發(fā)生。通常，我們將損失視為產(chǎn)品出廠(chǎng)前的額外製造成本。當(dāng)產(chǎn)品交易後，若其特性值超出廠(chǎng)商或顧客的規(guī)格，自然會(huì)有退貨的損失，所以出廠(chǎng)後的損失或品質(zhì)成本則由社會(huì)、顧客來(lái)負(fù)擔(dān)；一旦顧客停止負(fù)擔(dān)，製造商就沒(méi)有生意可做了。而即使產(chǎn)品特性值在規(guī)格界限內(nèi)未遭致退貨，但於保固期內(nèi)任何維修費(fèi)用皆仍需由製造廠(chǎng)商負(fù)擔(dān)。但若故障太過(guò)頻繁，使用者勢(shì)必會(huì)對(duì)此產(chǎn)品或品牌留下不良印象，所以製造商還是不免要間接的為顧客的負(fù)面反應(yīng)結(jié)果承擔(dān)費(fèi)用，甚而告知親友，造成商譽(yù)的損失及長(zhǎng)期市場(chǎng)佔(zhàn)有率的逐漸減少。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,6,以下所列幾項(xiàng)成本是難以掌握和計(jì)算的：(1)退貨(2)保證成本(3)顧客抱怨與和不滿(mǎn)(4)顧客所花費(fèi)的時(shí)間和金錢(qián)(5)市場(chǎng)佔(zhàn)有率的可能損失。 我們想想最後一項(xiàng)觀(guān)點(diǎn)為市場(chǎng)佔(zhàn)有率和成長(zhǎng)。生產(chǎn)的目的在追求不斷的成長(zhǎng)，而真正的成長(zhǎng)來(lái)自市場(chǎng)以及整個(gè)社會(huì)。成長(zhǎng)的關(guān)連在於品質(zhì)、成本和顧客是否為滿(mǎn)意。顧客購(gòu)買(mǎi)你的產(chǎn)品所花費(fèi)的金錢(qián)，以及因品質(zhì)不良所導(dǎo)致的損失，最後還是反應(yīng)到製造者身上。一旦顧客肯定了你的產(chǎn)品的品質(zhì)，你所獲得的回報(bào)將是無(wú)數(shù)倍的。 在田口式品質(zhì)工程的領(lǐng)域中，並不認(rèn)同現(xiàn)今企業(yè)間普遍認(rèn)為“只要做出符合規(guī)格內(nèi)的產(chǎn)品即可”的想法，它由損失函數(shù)的觀(guān)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)製造出與規(guī)格中心相近的產(chǎn)品的重要性。,望目特性的損失函數(shù),此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,7,因此，田口玄一博士將品質(zhì)定義為： 所謂品質(zhì)，指產(chǎn)品出廠(chǎng)後帶給社會(huì)的損失，但是不包括機(jī)能所引起的損失。 機(jī)能所引起的損失：就機(jī)能本身而言，不管對(duì)社會(huì)有多大的損失，減少其損失則並不是品質(zhì)管制的問(wèn)題。 例如酒具有香味及使人會(huì)醉的機(jī)能，然而酒醉後會(huì)引起事故或打架而引起的損失不少?？墒莵K不可以因?yàn)榫谱頃?huì)誤事而將酒中會(huì)使人醉的機(jī)能改變。因?yàn)橐灰试S社會(huì)具有何種機(jī)能的產(chǎn)品，那是法律及文化的問(wèn)題而不是技術(shù)的問(wèn)題。 其他例如麻藥、電視機(jī)等。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,8,對(duì)於品質(zhì)損失的定義，可以限定以下兩項(xiàng)： (1)因機(jī)能變異所引起的損失。 例如機(jī)器故障、產(chǎn)品功能不良所引起的維修損失。 機(jī)能變異的原因可分成3種： (a)外部雜音(Outer Noise) (環(huán)境的差別)：即環(huán)境條件影響產(chǎn)品性能的因素， 例如使用時(shí)不同的溫度、濕度、灰塵、輸入電壓等環(huán)境條件的變異所引起 的產(chǎn)品機(jī)能變異。 例如產(chǎn)品在正常的環(huán)境下可以發(fā)揮其機(jī)能，但在高溫或高濕的環(huán)境下，就 無(wú)法正常運(yùn)作，此即為環(huán)境的變異。 (b)內(nèi)部雜音(Inner Noise)(劣化)：因使用的構(gòu)成零件、零組件有初期變異； 使用期間中，又因零組件之零件劣化等衍生的變異使得產(chǎn)品偏離了原有要 求的特性值。這種零件的差異及產(chǎn)品退化、劣化所引起的產(chǎn)品機(jī)能變異稱(chēng) 為內(nèi)部雜音。 例如某產(chǎn)品起初使用機(jī)能良好，但使用一段時(shí)間後，會(huì)產(chǎn)生漏電的現(xiàn)象， 這就是產(chǎn)品劣化所引起的機(jī)能變異。 (c)產(chǎn)品間的雜音(Between Product Noise)：製造工程之變異所衍生的產(chǎn)品變 異，即產(chǎn)品與產(chǎn)品間品質(zhì)的變異。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,9,以下數(shù)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明影響使用的雜音因素： 電冰箱和冰箱內(nèi)溫度控制器有關(guān)的雜音因素有 外部雜音：冰箱門(mén)開(kāi)關(guān)的次數(shù)，存放食物的量及放入食物的溫度等。 內(nèi)部雜音：冷媒的量，冷媒的外漏，機(jī)械零件的磨耗。 汽車(chē)和汽車(chē)剎車(chē)距離有關(guān)的雜音因素有 外部雜音：水泥路面或?yàn)r青路面，路面的乾或溼，車(chē)內(nèi)的人數(shù)。 內(nèi)部雜音：剎車(chē)皮磨擦係數(shù)的變化及剎車(chē)油量的變化，剎車(chē)油的外漏。 照片沖洗沖洗過(guò)程的重要雜音因素有 外部雜音：同時(shí)進(jìn)行沖洗的照片張數(shù)及暗房裡照明狀況。 內(nèi)部雜音：沖洗時(shí)間的變異及隨著底片沖洗張數(shù)的累積增加，化學(xué)物反應(yīng) 程度的變化。 影響製程變異的雜音因素 外部雜音：製造環(huán)境，製程的負(fù)荷，原料的變異與作業(yè)員的誤失。 內(nèi)部雜音：製程的不一致性，如製程生產(chǎn)條件控制的變異，生產(chǎn)條件劣化， 如炸油的品質(zhì)隨生產(chǎn)數(shù)量而逐漸劣化。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,10,(2)因弊害項(xiàng)目(也含使用成本)所引起的損失。 例如以手機(jī)為例，以其不論在任何環(huán)境下，即使經(jīng)過(guò)任何碰撞與阻擾均能清晰的收到信息，可以說(shuō)是機(jī)能品質(zhì)完美的手機(jī)。但是若此手機(jī)非常耗電，對(duì)於與機(jī)能無(wú)關(guān)的弊害項(xiàng)目而言，是品質(zhì)不好的手機(jī)。 所以，所謂好品質(zhì)的產(chǎn)品應(yīng)該是指原來(lái)應(yīng)有的機(jī)能沒(méi)有變異，而且包含 使用成本等弊害項(xiàng)目的損失很少才是。 我們?cè)谠O(shè)計(jì)一個(gè)新產(chǎn)品或新製造過(guò)程的時(shí)候，最重要的就是怎麼樣設(shè)計(jì)， 才能使其對(duì)各種雜音不受影響，而且價(jià)格便宜。 為因應(yīng)變異，品質(zhì)工程中有Off-Line及On-Line兩種對(duì)策。在Off-Line對(duì)策中，有參數(shù)設(shè)計(jì)與允差設(shè)計(jì)，並且使用了實(shí)驗(yàn)計(jì)畫(huà)法。研究是否可以經(jīng)由設(shè)計(jì)的方法、決定使用的零件或系統(tǒng)要素等參數(shù)水準(zhǔn)值，減低外部雜音或內(nèi)部雜音的影響之方法，即是參數(shù)設(shè)計(jì)。換言之，即使有各種雜音原因，需使其影響減少，也就是說(shuō)，為了得到穩(wěn)健的品質(zhì)品質(zhì)，必須有效地求得設(shè)計(jì)上的參數(shù)。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,11,生產(chǎn)線(xiàn)上的品質(zhì)管制即是在每天的生產(chǎn)工作上做好品質(zhì)管制的工作，以期產(chǎn)品變異之最小化，其管制方法與生產(chǎn)線(xiàn)外的品質(zhì)管制方法不同，包括製程診斷與調(diào)整(Diagnosis and Adjustment of Process)、預(yù)測(cè)與修正(Forecasting and Correction)、測(cè)試與處置(Measurement and Disposition)三者。生產(chǎn)線(xiàn)外的品質(zhì)管制即是以實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)及製造過(guò)程的設(shè)計(jì)。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,12,田口品質(zhì)工程與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)計(jì)畫(huà)法最大的差別如下： (1)對(duì)於變異數(shù)分析主要是利用SN比的計(jì)算。 (2)明確地區(qū)別出品質(zhì)設(shè)計(jì)時(shí)不可欠缺的內(nèi)側(cè)與外側(cè)配置。 (3)不比較直接取得的特性值之平均值，而是以比較用來(lái)測(cè)量變 異的SN比為中心。 (4)在直交表的使用說(shuō)明上，不採(cǎi)用由1因子實(shí)驗(yàn)，2因子實(shí)驗(yàn)， 漸漸增加因子數(shù)，最後再配置到直交表的方法。因此，一開(kāi) 始便採(cǎi)用直交表的配置，並省略了二元配置等多元配置的說(shuō) 明。 (5)原則上使用混合型的直交表，只有在混合型直交表無(wú)法配置 時(shí)，才利用有點(diǎn)線(xiàn)圖的直交表。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,13,當(dāng)有品質(zhì)上的問(wèn)題時(shí)，我們應(yīng)採(cǎi)取哪一種措施來(lái)解決？ (一)、原因的消除(Removal of Causes) 當(dāng)品質(zhì)有問(wèn)題時(shí)，就應(yīng)先找出造成原因到底是在哪裡，原因找到了， 再將原因去掉，則以後就不會(huì)再發(fā)生了。但是這有時(shí)是很困難的，因 為消除原因是要花很多錢(qián)的。 (二)、消除原因的影響(Removal of the Effect of Causes) 原因讓它存在再設(shè)法消除它對(duì)品質(zhì)的影響。例如，我們要從供應(yīng)商處 購(gòu)買(mǎi)低級(jí)的原(材)料來(lái)節(jié)省成本，但是便宜的原(材)料將使產(chǎn)品的品質(zhì) 降低，雖然我們知道產(chǎn)品品質(zhì)不好的原因，主要是因?yàn)樵?材)料不好的 原因，但是如果要消除原因就必須使用高級(jí)的原(材)料，其費(fèi)用是昂貴 的，所以原因的消除，往往是很貴而做不到的。田口方法的核心就是 將原因的影響去掉，以改善品質(zhì)並節(jié)省成本。所以品質(zhì)管制最重要的 就是價(jià)錢(qián)，如何來(lái)降低價(jià)錢(qián)，這是我們的工作，我們?nèi)绾斡帽阋说牟?料、便宜的原料，而能做出好的產(chǎn)品，這是田口參數(shù)設(shè)計(jì)的最重要一 點(diǎn)，即如何用粗級(jí)的原、材料做出高級(jí)產(chǎn)品，而且價(jià)格又便宜。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,14,(三)、如何找出不正常的情形 此與後述之第四、五同屬On-Line QC。平常我們?cè)谏a(chǎn)過(guò)程上面，希望 不正常的時(shí)候能及早發(fā)現(xiàn)，及早解決，因此我們要做定期檢查，定時(shí)取 樣品做檢查，檢查結(jié)果假如不正常的話(huà)，就要把機(jī)器下來(lái)，更正後再開(kāi) 始作業(yè)，然而要多久才對(duì)製程檢查一次呢？管制圖並沒(méi)有告訴我們，管 制圖上所告訴我們的乃是一次要取幾個(gè)樣品，如何計(jì)算其平均值及其管 制範(fàn)圍，如何發(fā)現(xiàn)製程已經(jīng)異常，至於經(jīng)濟(jì)方面的觀(guān)點(diǎn)則顯得模糊。田 口方法一個(gè)很重要的觀(guān)念，就是把品質(zhì)與金錢(qián)連起來(lái)。生產(chǎn)線(xiàn)上品質(zhì)管 制就是把每天要做的檢查，用多少頻率來(lái)做，必須用錢(qián)來(lái)計(jì)算，這是一 個(gè)很多因素的函數(shù)。 (四)、預(yù)測(cè) 預(yù)測(cè)乃於生產(chǎn)線(xiàn)上抽取一個(gè)樣品以得到產(chǎn)品品質(zhì)的水準(zhǔn)，然後要預(yù)測(cè)以 後的品質(zhì)是如何，再對(duì)控制因子水準(zhǔn)加以調(diào)節(jié)。例如，有一個(gè)樣品，檢 查出來(lái)其品質(zhì)離開(kāi)了中心線(xiàn)(目標(biāo)值)較多，然而要多出多少才要調(diào)節(jié)， 調(diào)節(jié)的話(huà)要調(diào)節(jié)多少，這些都有其管制界限，而這些管制界限與管制圖 的管制界限求法不一樣，其管制界限是與金錢(qián)連結(jié)起來(lái)而算出來(lái)的。 (五)、檢查 檢查以後，不好的就丟棄或修理，好的就賣(mài)出去了。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,15,產(chǎn)品設(shè)計(jì)有三階段如下： (1)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(System Design) (2)參數(shù)設(shè)計(jì)(Parameter Design) (3)公差設(shè)計(jì)(Tolerance Design)。 田口方法的精華在於參數(shù)設(shè)計(jì)的階段。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)即是平常談到產(chǎn)品設(shè)計(jì)首先想到的內(nèi)容，譬如設(shè)計(jì)一新的輪胎，設(shè)計(jì)一新的引擎，設(shè)計(jì)一新的電路等，均屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)之後，還要再做參數(shù)設(shè)計(jì)。 參數(shù)設(shè)計(jì)(亦稱(chēng)為穩(wěn)健設(shè)計(jì))乃使用最便宜的原材料，以達(dá)到產(chǎn)品的性能得以在各種情況下保持均勻，而且能夠維持長(zhǎng)久耐用，該去掉原因影響的設(shè)計(jì)。此係實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法的最高度應(yīng)用，亦係田口方法的精華。 公差設(shè)計(jì)是當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)之後，對(duì)於產(chǎn)品品質(zhì)尚未能符合滿(mǎn)意度，希望其品質(zhì)上能再進(jìn)一步改進(jìn)，此時(shí)就需借助於高級(jí)原、材料，或更高級(jí)、更精密的機(jī)器設(shè)備來(lái)完成，以達(dá)到產(chǎn)品品質(zhì)性能得以符合需求者，稱(chēng)之為公差設(shè)計(jì)。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,16,在設(shè)計(jì)的程序中，參數(shù)設(shè)計(jì)是獲得穩(wěn)定及可靠的產(chǎn)品或製程的最重要階段，欲達(dá)此目的，就必須重用實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，以去除原因(雜音)對(duì)產(chǎn)品機(jī)能的影響。 參數(shù)設(shè)計(jì)即如何減少變異，調(diào)節(jié)平均值的問(wèn)題。在參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)要做兩件事：一為減少變異，一為調(diào)節(jié)平均值到目標(biāo)值(指有目標(biāo)值時(shí))。 但當(dāng)無(wú)目標(biāo)值時(shí)，則品質(zhì)特性可分為越小越好(Smaller the Better)與越大越好(Bigger the Better)兩種。品質(zhì)特性越小越好(望小特性)者，此時(shí)的目標(biāo)值應(yīng)定為零；品質(zhì)特性越大越好(望大特性)者，此時(shí)的目標(biāo)值為無(wú)限大。 參數(shù)設(shè)計(jì)可以藉助信號(hào)雜音比(Signal to Noise Ratio，簡(jiǎn)稱(chēng)SN比)的計(jì)算，而設(shè)計(jì)出最佳因子水準(zhǔn)組合。SN比係將平均值與變異數(shù)同時(shí)考慮之評(píng)判指標(biāo)，當(dāng)SN比愈大時(shí)，表示品質(zhì)特性值變異愈小，乃屬愈佳情形,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,17,在進(jìn)入田口式實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法之前，首先介紹一些名詞： (1) 品質(zhì)特性值(Quality Characteristics)： 又稱(chēng)為應(yīng)變數(shù)(Dependent Variable)，也就是我們想要探討解決的問(wèn)題。 (2) 因子(Factor)： 又稱(chēng)為自變數(shù)(Independent Variable)，也就是會(huì)影響品質(zhì)特性值的一些(設(shè) 計(jì)或製程)參數(shù)。 因子的分類(lèi)： 穩(wěn)健性之改善研究中所使用的因子，依其功能可區(qū)分為如下兩種。一 種是評(píng)價(jià)特性值之穩(wěn)健性時(shí)，用以求取SN比的因子，另一種則是用以比 較SN比優(yōu)劣的因子。 在望小特性、望大特性中，為求得SN比必須考慮誤差因子(雜音因子)。 望目特性中求得SN比必須考慮信號(hào)因子及誤差因子(也有不考慮 信號(hào)因子的情形，此時(shí)只剩誤差因子)。用以比較SN比的因子則有控制 因子與標(biāo)示因子。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,18,因子的分類(lèi)： (a)控制因子：這是一種為選擇穩(wěn)健性最優(yōu)條件而使用的因子。換言之，在設(shè)計(jì)上及製造上選取用以改善穩(wěn)健性的因子都是控制因子。 例如在改善黏著強(qiáng)度時(shí)，決定何種接著劑較好？A牌？B牌？.？、應(yīng)塗佈幾次較適當(dāng)？1次？2次？.？等黏著方法的所有因子，即是控制因子。 (b)標(biāo)示因子：標(biāo)示因子與控制因子一樣，同樣具有技術(shù)性意義，但其又無(wú)法像控制因子一樣來(lái)選擇最佳水準(zhǔn)使用的因子。例如在射出成型中，不同位置之尺寸收縮量仍會(huì)不同，而位置就是標(biāo)示因子。所謂的SN比較佳，包含了不易受使用條件等影響的狀況，這意味著有許多時(shí)候，可以把標(biāo)示因子當(dāng)做誤差因子。 (c)信號(hào)因子：信號(hào)因子是為評(píng)價(jià)SN比之信號(hào)S的因子，亦即使用者可經(jīng)由調(diào)整信號(hào)因子，使產(chǎn)品之品質(zhì)特性值改變。例如風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速設(shè)定可以改變風(fēng)量的大小，則風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速設(shè)定即為信號(hào)因子。 (d)雜音因子：所謂的雜音因子是指內(nèi)亂、外亂等所有造成變異的原因。所謂內(nèi)亂是使用的零件不符合規(guī)格的中心，使用時(shí)又因劣化而使零件偏離了原有的特性。外亂則是指使用環(huán)境等。對(duì)於參數(shù)值不易控制或須花費(fèi)高成本來(lái)控制的參數(shù)亦屬於雜音因子。例如電力公司之電壓會(huì)跳電，對(duì)工廠(chǎng)本身而言卻無(wú)法控制電壓之穩(wěn)定。 因子大致上分成如上數(shù)種，至於每個(gè)因子如何分類(lèi)，則又因?qū)嶒?yàn)的目的而有所不同。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,19,(3) 水準(zhǔn)(Level)： 因子(參數(shù))的數(shù)量值；在不同的水準(zhǔn)下是否品質(zhì)特性值會(huì)受因子的影響。 (4) 自由度(Degree of Freedom)： 所謂自由度即是欲得知所需之結(jié)果，所需提供資訊量的最少個(gè)數(shù)。當(dāng)資訊量小於此自由度時(shí)，自然無(wú)法獲知所需結(jié)果；而當(dāng)資訊量大於此自由度時(shí)，亦未必能保證能確切獲知此結(jié)果，因其資訊量間可能存在著重覆或相互關(guān)聯(lián)的情形。因此，若要以此最少個(gè)數(shù)的資訊量，獲知此結(jié)果，則這些資訊量必須是相互獨(dú)立的。 針對(duì)不同的對(duì)象，自由度有其不同的定義。如以因子而言，自由度乃是針對(duì)其最佳水準(zhǔn)所需提供資訊量的最少資訊；但對(duì)交互作用而而言，則是判定是否有交互作用存在所需提供資訊量的最少個(gè)數(shù)。 (5) (水準(zhǔn))效果(Effect)： 因子第i個(gè)水準(zhǔn)的效果定義為：該水準(zhǔn)之觀(guān)測(cè)值的平均值與總平均值的差異，又稱(chēng)為因子的主效果(Main Effect)。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,20,(6) 交互作用(Interaction)： 若某一因子各水準(zhǔn)效果的關(guān)係會(huì)因?yàn)榱硪灰蜃拥乃疁?zhǔn)條件不同而有所改變時(shí)，我們稱(chēng)此兩因子之間存在著交互作用。若因子之間存在著交互作用時(shí)，其組合水準(zhǔn)的效果將異於各別因子水準(zhǔn)效果之和，亦即，水準(zhǔn)效果間不具有加成性。此時(shí)，便無(wú)法以單因子實(shí)驗(yàn)法(將因子分開(kāi)，個(gè)別處理找出其最佳水準(zhǔn))，找出最佳之水準(zhǔn)組合，必須對(duì)所有可能的水準(zhǔn)組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，才能找出最佳之組合水準(zhǔn)。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,21,例題1.1： 某影響產(chǎn)品強(qiáng)度最大的兩個(gè)因子分別為溫度和催化劑含量?，F(xiàn)進(jìn)行以下，藉以了解兩因子(溫度和催化劑含量)間的關(guān)係。以溫度為A因子，取140為A1水準(zhǔn)、160為A2水準(zhǔn)，而以催化劑含量為B因子，取1%為B1水準(zhǔn)、2%B2水準(zhǔn)。然後分別對(duì)A1B1、A1B2、A2B1、A2B2等四種組合分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所得之?dāng)?shù)據(jù)如下： 我們可以分析： A因子之A1、A2水準(zhǔn)，在B為B1水準(zhǔn)時(shí)，A2之強(qiáng)度較A1大0.5，而在B為B2水準(zhǔn)時(shí)，A2之強(qiáng)度亦較A1大0.5，亦即在A因子中兩水準(zhǔn)效果的關(guān)係並未因?yàn)锽因子之水準(zhǔn)不同，而有所改變，因此我們可以判定A、B因子之間不存在著交互作用。 因此當(dāng)兩因子之間不存在交互作用時(shí)，組合水準(zhǔn)之效果便具有加成性，亦即組合水準(zhǔn)之效果可由個(gè)別水準(zhǔn)之效果相加而得。例如A2B2之強(qiáng)度A1B1之強(qiáng)度A2與A1強(qiáng)度之差B2與B1強(qiáng)度之差 4.0(4.54.0)(5.04.0)5.5 此外亦可將其數(shù)據(jù)繪製成反應(yīng)圖1.1，由圖可知當(dāng)兩因子之間無(wú)交互作用存在時(shí)，圖形之兩線(xiàn)段有平行的關(guān)係。,圖1.1,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,22,例題1.2： 若數(shù)據(jù)改為： 我們可以分析： A因子之A1、A2水準(zhǔn)，在B為B1水準(zhǔn)時(shí)，A2之強(qiáng)度較A1大1.5，但在B為B2水準(zhǔn)時(shí)，A1之強(qiáng)度卻較A2大0.5，亦即在A因子中兩水準(zhǔn)效果的關(guān)係會(huì)在B因子之水準(zhǔn)不同時(shí)，有完全相反的改變，因此我們可以判定A、B因子之間存在著交互作用。 此時(shí)無(wú)法根據(jù)單因子實(shí)驗(yàn)法來(lái)找出最佳水準(zhǔn)組合，因?yàn)楦饕蜃又罴阉疁?zhǔn)組合下，未必所得的組合水準(zhǔn)效果是最佳的。 我們先固定A因子於A1水準(zhǔn)，結(jié)果B2之強(qiáng)度5.0較B1之4.0大，故判定B因子中B2水準(zhǔn)較佳。 再固定B因子於B2水準(zhǔn)，結(jié)果A1之強(qiáng)度5.0較A2之4.5大，故判定最佳水準(zhǔn)組合為A1B2水準(zhǔn)。 但事實(shí)上，最佳水準(zhǔn)組合為A2B1水準(zhǔn)。 此外，亦將其數(shù)據(jù)繪製成反應(yīng)圖1.2，由圖可知當(dāng)兩因子之間有交互作用存在時(shí)，圖形之兩線(xiàn)段有交叉的關(guān)係。,圖1.2,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,23,例題1.3： 如果數(shù)據(jù)改為： 我們可以分析： A因子之A1、A2水準(zhǔn)，在B為B1水準(zhǔn)時(shí)，A2之強(qiáng)度較A1大1.5，但在B為B2水準(zhǔn)時(shí)，A2之強(qiáng)度卻較A1大1.0，亦即在A因子中兩水準(zhǔn)效果的關(guān)係會(huì)在B因子之水準(zhǔn)不同時(shí)，有稍微的改變，但是我們卻無(wú)法立即判定A、B因子之間是否存在著交互作用。 因子單獨(dú)的水準(zhǔn)效果稱(chēng)為主效果(Main Effect)，交互作用的效果稱(chēng)為交互作用效果(Interaction Effect)，主效果與交互作用效果總稱(chēng)為要因效果(Factorial Effect)。,圖1.3,A1 A2,B1,B2,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,24,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要按照下面的步驟進(jìn)行： (1)實(shí)驗(yàn)的目的與內(nèi)容。如提高哪些品質(zhì)或減低成本等，目的可以有許多項(xiàng)目，但必須要明確化。 (2)特性值的決定：望小特性、望大特性、望目特性。特性值應(yīng)自技術(shù)觀(guān)點(diǎn)來(lái)檢討，使其有單調(diào) 性或加法性。田口玄一博士曾說(shuō)在其顧問(wèn)工作中花將近80%的時(shí)間是在如何定義品質(zhì)特性上， 因此可知特性值選擇的重要性。 (3)因子的選定。利用4M1E特性要因圖(魚(yú)骨圖)，提出與目的可能有關(guān)的所有因子；在不影響實(shí) 驗(yàn)次數(shù)之增加下，應(yīng)該也將與目的本身無(wú)關(guān)，但對(duì)其他特性值可能有影響的因子提出來(lái)，如 此可對(duì)這些要因效果得到充份正確的結(jié)論。 (4)因子水準(zhǔn)的決定(2水準(zhǔn)、3水準(zhǔn))。對(duì)於明顯地比現(xiàn)行水準(zhǔn)不好的水準(zhǔn)或不佳的因子間之水準(zhǔn)組 合，不應(yīng)該作實(shí)驗(yàn)。然後決定變更因子水準(zhǔn)所花費(fèi)的時(shí)間和金錢(qián)來(lái)決定因子的水準(zhǔn)。 (5)實(shí)驗(yàn)數(shù)的決定。選擇適當(dāng)?shù)闹苯槐?，配置最理想的?shí)驗(yàn)，以提高實(shí)驗(yàn)的效率。 (6)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。對(duì)實(shí)驗(yàn)是否按照所配置的方法實(shí)施，對(duì)於因子水準(zhǔn)的控制是否準(zhǔn)確等等隨機(jī)化、 實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)驗(yàn)作法的管理亦是重點(diǎn)。 (7) 資料的解析。選擇效率高並且解析容易之解析方法。 (8) 最佳條件的決定。推測(cè)最佳水準(zhǔn)組合的數(shù)值。 (9) 再現(xiàn)性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。按照最佳條件做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,25,1.5 品質(zhì)特性值的分類(lèi) 品質(zhì)特性值可以依資料的性質(zhì)與資料的目標(biāo)來(lái)分類(lèi)。依資料的性質(zhì)分類(lèi)，我們可應(yīng)用適當(dāng)?shù)慕馕鍪址ㄗ龇治?；依資料的目標(biāo)分類(lèi)，我們能選擇最佳條件，因此瞭解特性值對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)非常的重要。 依資料的性質(zhì)，品質(zhì)特性值可分為二類(lèi)： (1)計(jì)數(shù)特性值：不能以連續(xù)尺度量測(cè)，只能計(jì)算個(gè)數(shù)之特性值。計(jì)數(shù)特性值又可分為： (a)單純計(jì)數(shù)值：良品數(shù)、缺點(diǎn)數(shù)、電影院進(jìn)場(chǎng)人數(shù)、銷(xiāo)售個(gè)數(shù)、交通事故數(shù)等可以 數(shù)的資料稱(chēng)為單純計(jì)數(shù)值。 (b)計(jì)數(shù)分類(lèi)值：將已知總數(shù)的資料分類(lèi)，各類(lèi)中的個(gè)數(shù)即稱(chēng)為計(jì)數(shù)分類(lèi)值。依分類(lèi) 的性質(zhì)又可分為： 順序分類(lèi)值：例如將全班學(xué)生的成績(jī)分為甲、乙、丙、丁四類(lèi)。 純分類(lèi)值：例如將全班分為東部、西部、南部、北部、中部五類(lèi)學(xué)生。 (c)多計(jì)數(shù)值：總數(shù)不能預(yù)知的資料分類(lèi)，各種中的個(gè)數(shù)即為多計(jì)數(shù)值。依分類(lèi)的特 性又可分為： 順序多計(jì)數(shù)值：例如將每天浪費(fèi)的鋁帶分長(zhǎng)、中、短三類(lèi)。 純多計(jì)數(shù)值：例如將瓷片的破裂分為垂直破裂、非垂直破裂、橫向整齊斷裂、橫 向垂直斷裂、橫向非整齊斷裂、邊緣破裂、碎裂。這些破裂情況沒(méi) 有順序的嚴(yán)重性，可能是代表著不同原因造成的結(jié)果。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,26,(2) 計(jì)量特性值：能以連續(xù)尺度量測(cè)。計(jì)量特性值又可分為： (a)單純計(jì)量值：這是常遇到的資料。重量、長(zhǎng)度、時(shí)間、硬度、單位時(shí)間的收縮量、 抗張力等皆是單純計(jì)選值。 (b)計(jì)量分類(lèi)值：將資料分類(lèi)後各類(lèi)用百分比表示，各組百分比和為1。例如將某工 廠(chǎng)一天的噪音分為 =50分貝以下 =50分貝至100分貝以下 =100分貝以上 將一天時(shí)間得的噪音落在、三類(lèi)的時(shí)間百分比。 (c) 多計(jì)量值：將資料分組後各組皆是單純計(jì)量值，但各組的合計(jì)量不是定數(shù)。例 如，將一棵蘋(píng)果樹(shù)所採(cǎi)的蘋(píng)果分為一級(jí)品、二級(jí)品、三級(jí)品三組，每一組都有 其重量，此稱(chēng)為多計(jì)量值。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,27,依資料的目標(biāo)，特性值可分為三類(lèi)： (a)望小特性值：非負(fù)數(shù)值且其值越小越好的特性稱(chēng)為望小特性值。如磨耗、 缺點(diǎn)數(shù)、收縮等即為望小特性值，其理想值為0。若有負(fù)數(shù) 值，理想值為0也不能稱(chēng)為望小特性。 (b)望大特性值：非負(fù)數(shù)值且其值越太越好的特性稱(chēng)為望大特性值。如壽命、 燃料效率、拉張強(qiáng)度等即為望大特性值。 (c) 望目特性值：以某一特定數(shù)值為目標(biāo)，不希望特性值比此目標(biāo)小或大稱(chēng)之 為望目特性值。例如間隙、尺寸等。在望目特性中、有所 謂動(dòng)態(tài)特性，即其特定數(shù)值之目標(biāo)經(jīng)常改變，必須適當(dāng)?shù)?操作以達(dá)要求。如汽車(chē)的自動(dòng)換檔的機(jī)能特性值在當(dāng)引擎 速度改變，排檔也跟著變換、下移、上移或保留在原齒。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,28,1.6 損失函數(shù)的由來(lái)與概念 損失函數(shù)L(y)是將品質(zhì)與金錢(qián)結(jié)合起來(lái)的函數(shù)，品質(zhì)好，則損失就少。對(duì)一個(gè)目標(biāo)值是m的品質(zhì)特性，假設(shè)其特性值為y，當(dāng)ym時(shí)可知產(chǎn)品的損失是最小的，故將損失當(dāng)成零，即L(m)0，在數(shù)學(xué)上此點(diǎn)的斜率為零，也就是L(m)0。品質(zhì)特性值y比目標(biāo)值m大或小，其損失會(huì)增加且y越偏離m則損失相對(duì)也越大。將損失函數(shù)L(y)在目標(biāo)值m的周?chē)?，以泰勒展開(kāi)式(Tayler)展開(kāi)，則可將損失函數(shù)展開(kāi)如下： 將L(m)0及L(m)0代入上式得到,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,29,由於(ym)3此項(xiàng)相當(dāng)於當(dāng)y m時(shí)會(huì)有特性值越偏離目標(biāo)值反而損失越小之不符合損失函數(shù)之定義的情況，因此不予考慮。又根據(jù)泰勒展開(kāi)極限理論，高階的項(xiàng)目可以省略刪除，所以(ym)4以上的項(xiàng)目可省略。所以損失函數(shù)近似於特性值與目標(biāo)值之差的平方。 L(y),望目特性的損失函數(shù),此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,30,1.7 損失函數(shù)的種類(lèi)與比例常數(shù)k的求法 1.7.1 望目特性的損失函數(shù) 當(dāng)品質(zhì)特性值有設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，無(wú)論何時(shí)何地都能維持此目標(biāo)值為最理想，為了求得損失函數(shù)，必須假設(shè)比例常數(shù)為k。而k值的計(jì)算必須獲得兩個(gè)情報(bào)(1)機(jī)能界限(以0表示)，也就是消費(fèi)者允差(2)失去機(jī)能時(shí)的損失A0，也就是恢復(fù)原有機(jī)能所付出的成本。 所以L(fǎng)(y)k(ym)2 A0k02 因此損失函數(shù)可改成 例題：假設(shè)某零件其目標(biāo)值為100mm，生產(chǎn)者規(guī)格為(97mm , 103mm)，當(dāng)產(chǎn) 品之品質(zhì)特性值y超出此規(guī)格時(shí)，其修理/報(bào)廢成本為$8.0。而消費(fèi)者 之規(guī)格為(80mm , 120mm)，當(dāng)產(chǎn)品之品質(zhì)特性值y超出消費(fèi)者規(guī)格上下 限時(shí)，其平均成本為$200.0。試求(1) 此產(chǎn)品之損失函數(shù)？(2) 此產(chǎn)品之 製造規(guī)格上下限？,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,31,解答：(1) 此產(chǎn)品之品質(zhì)特性屬於望目特性，故其損失函數(shù)為 L(y)k(ym)2 當(dāng)ym20mm時(shí)，其損失平均為$50.0 所以$200.0k(80100)2 k0.5($/mm2) 故此產(chǎn)品之損失函數(shù)為 L(y)0.5(y100)2 (2) 因?yàn)楫a(chǎn)品品質(zhì)特性值超出製造規(guī)格時(shí)的修理/報(bào)廢成本 為$8.0。所以應(yīng)將製造規(guī)格定在 L(y)k(ym)2 $80.5(y100)2 所以y(1004 , 1004)(96 , 104),此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,32,損失函數(shù) 是指對(duì)單一產(chǎn)品而言。對(duì)製造多數(shù)產(chǎn)品而言則損 失函數(shù)為 這是因?yàn)閚個(gè)產(chǎn)品其總損失， 所以平均損失為 又MSD(Mean Square Deviation)平均偏差平方和 故平均損失函數(shù),此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,33,由上式可知，如果要使得損失值得以降低有三種方法： (1)失去機(jī)能時(shí)的損失A0，這是屬於安全設(shè)計(jì)。 (2)機(jī)能界限0值的變大，也就是消費(fèi)者允差變大，這是屬於參 數(shù)設(shè)計(jì)。 (3)降低MSD，也就是 (a)設(shè)法減少(平均值越接近目標(biāo)值)或 (b)減少2(產(chǎn)品間的變異越小越好)。這是屬於生產(chǎn)工程設(shè)計(jì)與 管理者的責(zé)任。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,34,1.7.2 望小特性的損失函數(shù) 當(dāng)品質(zhì)特性為望小特性時(shí)，表示非負(fù)數(shù)值且其值越小越好的品質(zhì)特性值稱(chēng)之為望小特性。如磨損(耗)量、劣化、有害成份、真圓度、噪音的音壓等即為望小特性，其理想值為“0。若理想值為0，卻仍有負(fù)數(shù)的特性則不稱(chēng)為望小特性，而是以0”為目標(biāo)的望目特性。對(duì)望小特性而言，假設(shè)其特性值為y，當(dāng)y0時(shí)可知產(chǎn)品的損失是最小的，故將損失當(dāng)成零，即L(0)0，在數(shù)學(xué)上此點(diǎn)的斜率為零，也就是L(0)0。 所以損失函數(shù)為： 將L(0)0及L(0)0代入上式得到 相同的y3及以後的項(xiàng)次均忽略不計(jì)而得 L(y)k(ym)2 A0k02 因此損失函數(shù)可改成,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,35,例題：假設(shè)某工廠(chǎng)排放廢氣，若CO含量超過(guò)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)0.5%時(shí)，會(huì)被處以平均 $20,000罰款。試求此排放廢氣之損失函數(shù)？ 相同的，望小特性之損失函數(shù)是指對(duì)單一產(chǎn)品而言。對(duì)製造多數(shù)產(chǎn)品而言則平均損失函數(shù)為,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,36,1.7.3 望大特性的損失函數(shù) 當(dāng)品質(zhì)特性為望大特性時(shí)，表示品質(zhì)特性值越大越好時(shí)，如拉力強(qiáng)度、黏著強(qiáng)度等，我們希望平均值為無(wú)限大，變異數(shù)愈小愈好。其理想值為“。對(duì)望大特性而言，假設(shè)其特性值為y，當(dāng)y時(shí)可知產(chǎn)品的損失是最小的，故將損失當(dāng)成零，即L()0，在數(shù)學(xué)上此點(diǎn)的斜率為零，也就是L()0。所以對(duì)於望大特性之損失函數(shù)只要在無(wú)限大附近之特性值y作泰勒展開(kāi)式可得： 將L()0及L()0代入上式得到 相同的 及以後的項(xiàng)次均忽略不計(jì)而得 當(dāng)y0時(shí)，損失L(y)A0 A0 因此損失函數(shù)可改成,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,37,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,38,例題：假設(shè)某鋼板與鋁板的黏著強(qiáng)度規(guī)格20kgf以上，如果強(qiáng)度小於規(guī)格所 導(dǎo)致的不良品平均損失為$400。試求此黏著強(qiáng)度之損失函數(shù)？ 相同的，望大特性之損失函數(shù)是指對(duì)單一產(chǎn)品而言。對(duì)製造多數(shù)產(chǎn)品而言則平均損失函數(shù)為,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,39,1.8 特性值的種類(lèi)及SN比 在通訊上，SN比之定義為： 因此，田口博士借用此定義，創(chuàng)造成參數(shù)設(shè)計(jì)中使用的SN比。基本上由損失函數(shù)可看出，若調(diào)整品質(zhì)特性之平均值到目標(biāo)值上，可使損失減少，且平均值之調(diào)整甚為容易，故平均值可視為有用的信號(hào)。品質(zhì)特性變異增加，將使損失增大，故變異可視為有害的信號(hào)。所以田口式之SN比為：,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,40,(一)品質(zhì)特性值越小越好時(shí)(望小特性) 非負(fù)數(shù)值且其值越小越好的品質(zhì)特性稱(chēng)之為望小特性。如磨損(耗)量、劣化、有害成份、真圓度、噪音的音壓等即為望小特性，其理想值為“0。若理想值為0，卻仍有負(fù)數(shù)的特性則不稱(chēng)為望小特性，而是以0”為目標(biāo)的望目特性。 在望小特性中，我們希望平均值在零，變異數(shù)愈小愈好，田口建議用下列公式計(jì)算其SN比： 之單位為分貝(decibel),此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,41,(二) 品質(zhì)特性值越大越好時(shí)(望大特性) 品質(zhì)特性值越大越好時(shí)，如拉力強(qiáng)度、黏著強(qiáng)度等，我們希望平均值為無(wú)限大，變異數(shù)愈小愈好。當(dāng)品質(zhì)特性值越大越好時(shí)，乃品質(zhì)特性值越小越好的相反狀況，故田口建議取品質(zhì)特性值的倒數(shù)(1/y)，依下列公式計(jì)算其SN比： 則其值之評(píng)判原則仍同品質(zhì)特性值越小越好時(shí)，以之值較大者為佳。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,42,(三) 品質(zhì)特性有設(shè)定目標(biāo)值時(shí)(望目特性) 當(dāng)品質(zhì)特性有設(shè)定目標(biāo)值時(shí)，無(wú)論何時(shí)何地都能維持此目標(biāo)值為最理想，則分析情況較為複雜，一方面要減少變異，另一方面要調(diào)整平均值。很可惜，此處不若前述品質(zhì)特性值愈小愈好及愈大愈好之情況，沒(méi)有公式可同時(shí)處理減小變異與調(diào)節(jié)平均值之工作，故必須做兩件事，第一，尋找哪個(gè)因子可以減少變異；第二，尋找哪個(gè)因子可以調(diào)整平均值而不影響變異大小。因此，在有目標(biāo)值之參數(shù)設(shè)計(jì)，以謅秸亄妞偃抸u先，即先設(shè)法減少變異，然後再調(diào)整平均值。因?yàn)樾拚w的偏差可以用調(diào)整因子來(lái)修正。 (靈敏度),此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,43,望目特性的參數(shù)設(shè)計(jì) .一般式 所謂的一般式指的所量測(cè)的品質(zhì)特性是全為正值或全為負(fù)值，而此時(shí)的目標(biāo)值其 符號(hào)應(yīng)與特性值同號(hào)。,(靈敏度),此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,44,望目特性的參數(shù)設(shè)計(jì) .特別式 當(dāng)特性值與目標(biāo)值有正號(hào)與負(fù)號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,45,1.9品質(zhì)改善的實(shí)驗(yàn)計(jì)畫(huà) 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)計(jì)畫(huà)法的用途是以平均值的改善為主，但田口式品質(zhì)工程將實(shí)驗(yàn)計(jì)畫(huà)法應(yīng)用於變異少、穩(wěn)健性佳之產(chǎn)品設(shè)計(jì)及改善。 以往實(shí)驗(yàn)計(jì)畫(huà)法也曾被用來(lái)決定設(shè)計(jì)或製造條件以減少變異。例如，在三種添加劑A1、A2、A3(A有3種變化稱(chēng)為A有3個(gè)水準(zhǔn))中，希望找出某塑膠的延展性會(huì)受溫度影響較少的場(chǎng)合，A1、A2、A3各自對(duì)應(yīng)到溫度B1、B2、B3、B4(稱(chēng)B為4水準(zhǔn))的變化，取其延展的數(shù)據(jù)。延展值()隨著溫度而呈直線(xiàn)性的傾向增大時(shí)，隨溫度變化的延展值是否會(huì)因A1、A2、A3而有所不同，此可用所謂的變異數(shù)分析(ANOVA)手法來(lái)加以解析。(B的影響因A的水準(zhǔn)而不同稱(chēng)為交互作用AB)。其結(jié)果是，延展值對(duì)應(yīng)於溫度的變化，會(huì)因A1、A2、A3而明顯不同時(shí)，比較相當(dāng)於溫度的延展值，可由溫度與延展值的圖形來(lái)選擇最佳水準(zhǔn)(如圖1.4所示)。,A1,A2,A3,B1 B2 B3 B4,延展性,溫度,圖1.4,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,46,如果一次研究許多控制因子時(shí)，必須求取交互作用，畫(huà)出複雜的圖形，此是相當(dāng)麻煩的。反之，用SN比當(dāng)作穩(wěn)健性的評(píng)價(jià)特性，不但是找尋良好條件的方法，也可說(shuō)是與損失函數(shù)有直接關(guān)連的合理方法。 在田口式實(shí)驗(yàn)配置時(shí)，為了找尋穩(wěn)健性良好的條件，配置控制因子及標(biāo)示因子當(dāng)作比較SN比的因子(稱(chēng)之為內(nèi)側(cè)的配置)，配置信號(hào)因子及誤差因子當(dāng)作求取SN比的因子(稱(chēng)之為外側(cè)的配置)，將兩者的區(qū)別加以考慮。探討關(guān)於穩(wěn)健性的最適組合時(shí)，控制因子必須與用來(lái)求取SN比的因子分別考慮其配置。配置在內(nèi)側(cè)的因子稱(chēng)為內(nèi)側(cè)因子，配置在外測(cè)的因子稱(chēng)為外側(cè)因子。選取控制因子當(dāng)作內(nèi)側(cè)因子，用來(lái)決定內(nèi)側(cè)的實(shí)驗(yàn)條件，而外側(cè)因子用來(lái)決定數(shù)據(jù)的取法。 控制因子要盡量多取，且其水準(zhǔn)幅越大越好(水準(zhǔn)之間的差距要大於6)，其可以達(dá)到求得較大的顯著差別與貢獻(xiàn)率的目的。標(biāo)示因子一般配置在內(nèi)側(cè)，但是根據(jù)數(shù)據(jù)取得的容易程度，也可以分別放在內(nèi)側(cè)或外側(cè)。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,47,用來(lái)改善品質(zhì)的內(nèi)側(cè)因子與外側(cè)因子之配置的考慮方法將在以後敘述，若內(nèi)側(cè)的配置指定了k個(gè)條件，外側(cè)的配置指定了n個(gè)條件，則實(shí)驗(yàn)必須取得如下表所示的全部kn個(gè)數(shù)據(jù)的組合，稱(chēng)之為內(nèi)側(cè)與外側(cè)的直積。 1 2 . . . . . . . n SN比 1 2 : : k 取得這些數(shù)據(jù)後，評(píng)價(jià)1到k各內(nèi)側(cè)條件之穩(wěn)健性的SN比，可由每一個(gè)的外側(cè)n個(gè)數(shù)據(jù)求得。由所求得的k個(gè)SN比，可以進(jìn)一步追求穩(wěn)健性良好的條件。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,48,第二章 直交表入門(mén) 2.1 直交 實(shí)驗(yàn)計(jì)劃或數(shù)據(jù)解析，直交性質(zhì)扮演著極重要的任務(wù)。要因配置上所謂的直交，就是指對(duì)於某一要因的任一水準(zhǔn)而言，其他要因之全部水準(zhǔn)出現(xiàn)的次數(shù)是相同的。 例如，因子A為2水準(zhǔn)、B為2水準(zhǔn)。A、B的所有組合為： 實(shí)驗(yàn)順序 組合 數(shù)據(jù) No.1 A1B1 y1 No.2 A1B2 y2 No.3 A2B1 y3 No.4 A2B2 y4 等4種 。此處No.1與No.2對(duì)A而言都為第1水準(zhǔn)；對(duì)B而言，則No.1為B1，No.2為B2。因此出現(xiàn)在A1之B的貢獻(xiàn)為零(不受B的影響)。A為第2水準(zhǔn)的No.3、No.4也一樣。另一方面，B在No.1與No.3為第1水準(zhǔn)，No.2、No.4為第2水準(zhǔn)；其A的貢獻(xiàn)為零。如此，在A對(duì)B的貢獻(xiàn)為零，B對(duì)A的貢獻(xiàn)亦為零的場(chǎng)合下，則稱(chēng)A與B為直交。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,49,此處，對(duì)於No.1No.4之組合的實(shí)驗(yàn)值為y1、y2、y3、y4。因?yàn)锳沒(méi)有受到B的影響，所以A在第1水準(zhǔn)的y1、y2及A在第2水準(zhǔn)的y3、y4就可求得A的效果，即：y1y2y3y4；同樣地B的效果可由：y1y2y3y4求得。 此二式中，y1、y2、y3、y4所對(duì)應(yīng)的係數(shù)如下表2.1： A B 數(shù)據(jù) 1 1 1 y1 2 1 -1 y2 3 -1 1 y3 4 -1 -1 y4 表2.1 如上所述，由於多元配置是各要因的所有組合，很明顯的各要因互相處?kù)吨苯粻顟B(tài)。直交表也具有像這樣的條件，亦即對(duì)於某一行的任何一個(gè)水準(zhǔn)，在其他行的全部水準(zhǔn)必定出現(xiàn)相同次數(shù)。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,50,直交表有2水準(zhǔn)系、3水準(zhǔn)系、混合系等。例如，直交表 ，其構(gòu)成如下表所示： 表2.2 直交表 No.稱(chēng)為，實(shí)驗(yàn)號(hào)碼或配置號(hào)碼，共有1至4等4個(gè)號(hào)碼。另一方面，縱行稱(chēng)為直交表之行，對(duì)於任何一行，1與2各出現(xiàn)二次，又任取2行來(lái)看，(1,1)、(1,2)、(2,1)、(2,2)之組合各出現(xiàn)一次，這是很容易確認(rèn)的。任兩行各含有1與2這兩個(gè)數(shù)字，四種組合法(1,1)、(1,2)、(2,1)、(2,2)以同樣的次數(shù)出現(xiàn)的時(shí)候，稱(chēng)這兩行成直交(一般而言，在2水準(zhǔn)系時(shí)為1與2，在3水準(zhǔn)系時(shí)為1至3的數(shù)字所組合，無(wú)論取那兩行(1,1)、(1,2)、(1,3)、(2,1)、(2,2)、(2,3)、(3,1)、(3,2)、(3,3)各出現(xiàn)相同的次數(shù))。讓2水準(zhǔn)之因素對(duì)應(yīng)於3行，則各列表示因子水準(zhǔn)的組合。 表2.2中，第1、2行的內(nèi)容，與表1之A、B對(duì)應(yīng)。將表2中之2換為-1，則第3行成為1、-1、-1、1。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,51,2.2 因子配置 在田口品質(zhì)工程上，為了比較SN比所採(cǎi)取的控制因子，稱(chēng)為內(nèi)側(cè)因子，相對(duì)的，為了求取SN所用的信號(hào)因子及誤差因子稱(chēng)為外側(cè)因子。不論是內(nèi)側(cè)或外側(cè)都可使用直交表，但參數(shù)設(shè)計(jì)大多僅用內(nèi)側(cè)。 2.2.1 多元配置與直交表 以設(shè)計(jì)或改善為目的時(shí)，大多採(cǎi)用很多控制因子。最後決定以怎樣的水準(zhǔn)來(lái)組合，能成為安定性良好的設(shè)計(jì)，關(guān)於此種研究，需要決定內(nèi)側(cè)的設(shè)計(jì)條件就是內(nèi)側(cè)的配置。 例如，設(shè)計(jì)或改善上的對(duì)策因子有A、B、C三種，每一種各採(cǎi)用2個(gè)水準(zhǔn)。即A有2個(gè)水準(zhǔn)、B有2個(gè)水準(zhǔn)、C有2個(gè)水準(zhǔn)。A、B、C之所有的組合有8種： 1. A1B1C1 2. A1B1C2 3. A1B2C1 4. A1B2C2 5. A2B1C1 6. A2B1C2 7. A2B2C1 8. A2B2C2,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,52,對(duì)於三個(gè)因子之所有水準(zhǔn)的組合，其設(shè)計(jì)條件之研究，叫做將內(nèi)側(cè)條件做三元配置。一般而言，有多個(gè)因子之水準(zhǔn)的時(shí)候，其所有的組合叫做多元配置。 然而，為了找尋穩(wěn)健性良好的設(shè)計(jì)條件，所採(cǎi)用之控制因素的數(shù)目很多時(shí)，其配置不採(cǎi)用多元配置，而大多利用直交表。使用直交表配置時(shí)，不是對(duì)所有的組合，而是以直交表所決定之特定的組合條件為對(duì)象，這是其特徵。 如上所述，二水準(zhǔn)之因素有三個(gè)的時(shí)候，其三元配置有8種組合，依照直交表(如表2所示)的組合，只有4種組合成為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。 1. A1B1C1 2. A1B2C2 3. A2B1C2 4. A2B2C1,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,53,2.2.2 混合系直交表的配置 研究穩(wěn)健性時(shí)，推薦使用被稱(chēng)為混合系的L12、L18、L36。其理由將在下一章說(shuō)明。一般在選擇直交表時(shí)，可採(cǎi)用表2.3之建議。 表2.3,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,54,L12中，可以配置11個(gè)2水準(zhǔn)的因子。又，配置因子之水準(zhǔn)以3水準(zhǔn)為準(zhǔn)，且有以下之狀況時(shí)，使用混合系L18的配置較好。 (1)2水準(zhǔn)1因子與3水準(zhǔn)7因子。 (2)6水準(zhǔn)1因子與3水準(zhǔn)6因子。 3水準(zhǔn)之外，有很多2水準(zhǔn)之因子混雜的時(shí)候，使用配置技巧(下一章將說(shuō)明)，就可以把2水準(zhǔn)之2因子，當(dāng)作3水準(zhǔn)之1因子來(lái)處理。所以有許多2水準(zhǔn)的因子混雜的時(shí)候，也可以用L18來(lái)配置。 3水準(zhǔn)的因子過(guò)多而不能適用於L18時(shí)，使用L36較好。L36可以一次處理13個(gè)3水準(zhǔn)的因子。 如上所述，因子或水準(zhǔn)數(shù)的採(cǎi)取方法單純的時(shí)候，雖然說(shuō)是配置，只不過(guò)是使因子的種類(lèi)對(duì)應(yīng)到直交表的行。 但實(shí)際上並不是L12、L18、L36就能做所有的配置。無(wú)論如何想要研究4水準(zhǔn)的因子，或希望盡量減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)等，諸如此類(lèi)的實(shí)際要求都會(huì)出現(xiàn)。這種情形下，就得使用第三章之配置技巧。若水準(zhǔn)數(shù)為2水準(zhǔn)，而因子數(shù)不超過(guò)7個(gè)，則可使用非混合系的2水準(zhǔn)之L8直交表；12個(gè)到15個(gè)因子，則可不變形而使用L16直交表。,此資料來(lái)自 臺(tái)商訊息網(wǎng), 大量管理資料下載,55,第三章 交互作用與直交表的配置技巧 3.1 交互作用的意義 第二章中以直交表L4來(lái)解析，將A、B、C分別配置在第1、2、3行，從L4之No.1到No.4的觀(guān)測(cè)值為y1、y2、y3、y4時(shí)，C所配置的第3行之第1水準(zhǔn)的總和為y1y4，第2水準(zhǔn)之總和為y2y3，然後求出C