质量的稳健性优化设计质量的稳健性设计70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。设计中心思想是采用最低廉的元件组装成品质量最好，可靠性最高的整机；采用最宽松的工艺条件加工出质量最好、成本最低、收益最高的产品。其口号是“用三类元件设计制造出一类整机”。在国际市场上占有最大份额的日本电气产品以及美国三大汽车公司等都是在这种设计概念下取得了最好的技术经济效果，在放宽工艺要求，降低制造成本的条件下制造出高品质的产品。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。因而人们将这种方法和理论称之为“田口方法”。据资料介绍，日本数百家公司每年应用田口方法完成10万项左右的实例项目研究，在不增加成本的情况下，大大提高了产品设计和制造质量。田口的稳健性设计方法被日本人作为日本产品打入国际市场并畅销不衰的奥妙之一；是日本经济腾飞的秘诀和成功之道。许多大公司的“设计规程”中明确指出设计人员在设计过程中必须采用田口方法的稳健性优化设计方法，否则在技术评审中难以通过。美国波音公司已采用田口方法成功地进行了飞机尾翼设计。美国航空航天局从94年开始计划用3—4年时间推行田口方法，从对高级领导人进行培训、转变观念入手，并首先在航天飞机燃料储箱设计中应用。美国每年完成的案例在5000个以上。美国应用田口方法节约经费达九百万美元，另外，美国70%以上的工程技术人员了解田口方法。由于世界范围内高技术产业兴起和社会生产力的迅速发展，国际市场竞争的焦点已开始由价格的竞争转向质量设计的竞争。设计竞争的严峻形势迫使每个企业重新考虑其质量经营战略。工业界的质量意识空前提高，开始制定以顾客需求为中心的质量战略和以质量管理为根本内容的经营战略，注重加强研制阶段的质量设计和质量分析。稳健性设计技术不仅可以使企业以最快的开发速度，最低的开发成本，最稳健的开发质量满足顾客的现实需求和潜在需求，从而获得最好的资本增值效益，同时，也是跻身世界及公司的必由之路。田口博士的三次设计方法是利用产品的性能指标同有关的各个参数之间函数关系的计算，优选出好的参数组合，以使产品的性能指标达到最优化质量成本和最低化设计要求。这种方法主要用于可计算性产品的参数设计。三次设计通常有：直接择优——指能够根据某一数量化的指标，直接判别设计条件的优劣，选择优良的设计参数组合；稳定性择优——指在考虑影响产品性能指标各因素都有误差波动的情况下，先选取好的条件和参数组合、使产生的性能指标尽可能稳定在设计的目标值附近，再规划各零部件或参数的波动幅度，使之在保证产品质量的情况下能充分照顾到质量效益。三次设计1、系统设计2、参数设计根据具体情况来决定采用：3、容差设计稳健设计技术的基本原理波动理论选择最有效的输出质量特性选择有效的输出质量特性、可控和噪声因素上游质量特性的重要性技术开发阶段的源头质量确定基本功能的理想功能基本功能稳健性的度量—S/N参数设计中的正交实验技术对瓷砖生产进行试验的案例表1L8正交表因素搭配及试验数据计算与讨论结果计算正交试验设计原理列行号L9(34)表正交表的特性结果计算表头设计正交试验方法的步骤列No.内侧正交表容差设计容差设计的过程容差设计的过程应用实例（机车发动机的连接部件）1质量目标的影响因素及水平列号行号三种噪声因素在L8正交向量中，E、F、G列中的1、2分别代表各噪声因素的第一、第二水平。其余的列只是用来估算各噪声因素之间的相互作用（E×F，E×G，F×G三列）和试验误差分析（e列)。这个正交向量的意义在于确定出对噪声因素最不敏感的可控因素水平。通常噪声因素之间的相互作用不需估算，在此试验中认为这个信息可能很有价值，因此对其进行了估算。正交试验结果列No.优化分析（容差）图1各因素对信噪比的影响图2各因素对质量性能的影响