实验设计田口方法.ppt

實驗設計─田口方法 實驗設計簡介 為什麼需要實驗設計 同樣在生產同規格的產品，為什麼有些廠商的良品率就是比較高。 同樣是在生產同類型的產品，為什麼有些人的產品性能以及壽命就是比較好，而成本又比較低呢？This is the Know how 日本工業強盛的原因 日本人在多種製造業，如汽車、鋼鐵、電子和紡織方面，居於領導地位，主要是因為他們能以具競爭力的價格，生產高品質產品。 美國研究後認為而他們致勝的法寶主要有二項： QFD(自顧客要求一直策劃到相應的製造管理要求) 田口方法(實驗設計方法之一，簡單易用，沒有複雜的統計原理) 實驗設計的想法 Y=f(x)的思想 Y=f(x) Y=F(x) 二階段的實驗步驟 田口工程簡介 由田口玄一博士所提出的一套實驗方法，它在工業上較具有實際應用性，是以生產力和成本效益，而非困難的統計為依歸。 廠商現在必須致力於在生產前就使複雜的產品能達到高品質。 減少變異亦即要有較大的再現性和可靠性，而最終目的就是要為製造商和消費者節省更多的成本。 討論題 實驗設計的目的是為了什麼？ 實驗設計是線上品管還是線外品管？ 為什麼線外品管要比線上品管早做呢？ 變異和雜音 雜音因素就是使機能特性，如燃料效率、換檔壓力、磨耗和轉向力等偏離目標值的因素。雜音因素可分為三類： 外部雜音─產品使用時，因使用條件，如溫度、濕度、灰塵等而使機能發生變異，此類條件為外部雜章因素。 內部雜音(劣化)─產品組件的劣化。 產品間雜音─在既定的製造條件下，因條件變異而造成產品間發生差異。 所有品質管制活動的目標就是要生產經得起各種雜音因素考驗的產品。 堅耐性 所有品質管制活動的最終目標就是要生產經得起各種雜音因素考驗的產品。 堅耐性(Robustness)就是產品的機能特性對雜音因素的差異不敏感，不受影響。 堅耐性和雜音間的關係 討論題 當你在讀書時，外界有人在吵，有人在放音樂，請問這些是信號，還是雜音？ 什麼是雜音，可否用比較簡易的方式來表達？ 什麼是堅耐性，如果以此題來表達時？ 正交實驗法導入 一個瓷磚工廠的實驗 在1953年，日本一個中等規模的瓷磚製造公司，花了200萬元，從西德買來一座新的隧道，窯本身有80公尺長，窯內有一部搬運平台車，上面堆疊著幾層瓷磚，沿著軌道緩慢移動，讓瓷磚承受燒烤。 問題是，這些瓷磚尺寸大小的變異，他們發現外層瓷磚，有50%以上超出規格，則正好符合規格。 引起瓷磚尺寸的變異，很明顯地在製程中，是一個雜音因素。 解決問題，使得溫度分佈更均勻，只要重新設計整個窯就可以了，但需要額外再花50萬元，投資相當大。 實驗方法 一次一個因素法 每次只改變一個因子，而其他因子保持固定。 但它的缺點是不能保證結果的再現性，尤其是當有交互作用時。 例如在進行A1和A2的比較時，必須考慮到其他因子，但目前的方法無法達成。 一次一因素的實驗 全因子實驗法 全因子實驗法 這種實驗方法，所有可能的組合都必須加以深究。 但相當耗費時間、金錢，例如 7因子，2水準共須做128次實驗。 13因子，3水準就必須做了1,594,323次實驗，如果每個實驗花3分鐘，每天8小時，一年250個工作天，共須做40年的時間。 正交表(Orthogonal Array) 直交表(正交表) 直交表用於實驗計劃，它的建構，允許每一個因素的效果，可以在數學上，獨立予以評估。 可以有效降低實驗次數，進而節省時間、金錢而且又可以得到相當好的結果。 最佳條件確認 由於缺陷是愈小愈好，所以依此選出的最佳條件為：A1B2C2D1E2F1G2。 確認實驗：將預期的缺陷數和“確認實驗”的結果做比較。 但事實上廠商選得是A1B2C1D1E2F1G2，主要的原因是C(蠟石)要因的價格很貴，但改善的效果又不大，所以選C1(蠟石含量為43%) 討論題 從本案例中，你認為？ 最能提供最完整的實驗數據的是那一個方法 一次一個因子法 全因子法 正交實驗法 正交實驗法有何優點？ 正交實驗配置 直交表和線點圖 傳統的實驗計劃方法是由英國的R.A.Fisher在本世紀初發出來的，該方法包含多種的統計設計技巧，其需要使用比較繁複的統計技巧，所以較少使用在工業界上。 田口方法：由田口玄博士所提出，它刪除許多統計設計的工作，以一種可以直接、經濟的方式一次就可以做許多因素的實驗，所以工業界上較常用。 單因素實驗 所謂單因素實驗方法，即實驗過程中只允許單一因素變動，其餘因素必須保持固定的實驗方法，但單因素實驗法可能之問題如下 將會漏失複合因素的訊息 當因素數很多時將較不真實 無法保證在實際的製造條件中，可獲得實驗結果的再現性 見次頁 一次一因素的實驗 全因素實驗 全因素實驗計劃方法允許在同一時間內檢查多數因素的效果，而在做全因素實驗時所有因素的複合水準都將被檢查。 直交性 在實驗計劃中最主要的一個特性