品质工程

产品质量工程试图通过尽可能稳健地设计产品、流程和系统来实现这一目标。 这意味着它们应该对它们在实践中将暴露的干扰（噪声）尽可能不敏感。

质量工程用于质量管理和六西格码。

产品质量工程不是将要求的公差视为在生产过程中要观察的极限值，而是将与目标值的每一次偏差（即使在公差范围内）都评估为导致具体经济损失的错误。 使用所谓的损失函数，将这种财务损失建模为产品质量工程的一部分。 在数学上，损失函数代表一条抛物线。这意味着模型假设偏离目标值两倍大会导致四倍高的财务损失。 当实现的价值与目标价值完全一致时，财务损失就会最小化。

田口的损失概念不仅限于制造商因生产不良产品而遭受的经济损失。 相反，损失函数模拟了当消费者使用其特性不符合其目标值的产品时社会所遭受的损失。 尽量减少对社会的损失而不是对自己公司的损失的想法代表了对传统思维的突破。

L ( y ) = K ( y − T ) 2 {displaystyle L(y)=K(y-T)^{2}}

L {displaystyle L} = 退化，y {displaystyle y} = 实际测量值，T {displaystyle T} = 目标值，K {displaystyle K} = 与目标值偏差相关的估计货币价值

按照田口的建议，所谓的信号干扰比被用作衡量设置点值周围散布的量度，这对应于电信技术的信噪比（田口曾在这方面工作过）。仿照。 对于这个也写了短信噪比。

S N = 10 log 10 ⁡ ( Y ¯ 2 s 2 )

其中 S  = 信号的影响， N  = 干扰变量（“噪声”）的影响， Y ¯ = 目标的平均值变量和 s = 标准偏差

由于信噪比包含目标变量的平均值 Y ¯ ，它也依赖于它的平均值。 这对于标准偏差因物理关系而与平均值同步增加的参数是有意义的。 但是，如果只对标准偏差感兴趣，而不管平均值如何，稳健性度量足以评估过程或系统，而不是 S/N 比。 然后使用以下公式计算稳健性：

鲁棒性 = 10 log 10 ⁡ ( 1 s 2 )

这些 S/N 公式适用于具有指定目标值的特征。 田口对理想情况下应具有尽可能大或尽可能小的值的特征使用其他 S/N 计算公式。

田口将开发过程分为三个步骤：

• 系统设计
• 参数设计
• 公差设计

他还将这三个步骤描述为离线质量控制。 这些步骤中的每一个都有其自己的功能：

在系统设计中，设计者决定构建什么样的系统，比如使用什么技术，由什么组件组成系统等等。

参数设计是关于优化所有设计参数（控制变量、因素），使系统对干扰尽可能不敏感。 这意味着为各种参数确定了理想的目标值。 为此，使用了统计测试计划方法。

系统参数的公差在公差设计中定义。 统计测试计划方法也用于此目的。 目的是根据参数对系统功能的实际影响来设置容差。 如果显示某个因素对功能没有太大影响，则设置宽容差。 这节省了制造成本。

田口实验计划本质上是部分因素计划功能因子设计），即并非所有可能的因子水平组合都经过，而只是经过精确选择的子集。 参考著作中列出的所谓正交阵列用于创建测试计划。

用于参数优化的田口设计通常涉及内场和外场； 内场是控制变量（工程师可以自由设计的设计参数），外场是扰动变量（环境因素等，在实践中不可避免地会发生不可控的波动，从而影响关于过程结果）。

外部字段通常比内部数组小得多。 例如，如果外部阵列包括四次试运行，则每个内部阵列试验都必须运行四次，一次用于外部阵列中提供的干扰水平的每个组合。

目标是找到控制变量级别的组合，其中干扰变量的影响最小化，同时保持所需的设定值。

测试分三个步骤进行评估，考虑到这样一个事实，即调整设定值通常比最小化分散更容易实现：

• 确定对信噪比影响最 大的因素。
• 将这些因素设置为确保最 大程度地抗干扰（最小化分散）的水平。
• 使用对信噪比影响很小或没有影响的其余因素，将平均值调整为目标值。