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說到穩(wěn)健設(shè)計應(yīng)該歸屬現(xiàn)在很熱的質(zhì)量工程吧,現(xiàn)在各大制造業(yè)都在講六西格瑪工程,一些IT高科技企業(yè)摩托羅拉,他們在校園摩托營就有專門的六西格瑪工程,而且很多大公司的員工培訓(xùn)都要接受這個六西格瑪?shù)呐嘤?xùn)課程.可見質(zhì)量工程在現(xiàn)在企業(yè)中的重要性.
所謂穩(wěn)健英文講robustness,就是大家在很多論文里可以看到的這個魯棒性,簡單來講產(chǎn)品性能與某個因素有關(guān),當(dāng)該因素發(fā)生微小的變化時,產(chǎn)品的性能也要隨之變化,如果這種變化很小,則認為該產(chǎn)品性能對該因素的變化是不敏感的,也就是穩(wěn)健的,或者說產(chǎn)品性能對該因素的變化具有穩(wěn)健性(robustness).實際上任何一種產(chǎn)品都有一些因素會影響其質(zhì)量,對待這些因素呢當(dāng)然有不同的態(tài)度,一種就是削減這種因素的影響,但這種方法實際操作上基本上不可能或者花費的代價太大了,第二種態(tài)度就是說盡量搞清因素和產(chǎn)品性能之間的關(guān)系,盡量減少這些因素的影響,使產(chǎn)品性能對這種因素的變化不十分的敏感.根據(jù)后者的思想呢,在這些年來就發(fā)展一種面向產(chǎn)品質(zhì)量的提高性能的穩(wěn)健性的新的工程方法就是穩(wěn)健設(shè)計.
下面簡單講講穩(wěn)健設(shè)計的基本原理和方法.
若產(chǎn)品質(zhì)量的好壞用質(zhì)量特性值接近于目標(biāo)值的程度來評定,則可以認為功能特性越接近目標(biāo)值質(zhì)量就越好,偏離目標(biāo)值越遠質(zhì)量就越差,質(zhì)量指標(biāo)的期望值和方差就是評定質(zhì)量好壞的重要指標(biāo),一般認為致力減少方差波動稱為穩(wěn)健設(shè)計和分析.穩(wěn)健設(shè)計第一個目的就是要達到使產(chǎn)品質(zhì)量特性的均值盡可能地達到目標(biāo)
值,第二個目的就是要各種干擾因素引起的功能特性波動的方差盡可能的小.要達到穩(wěn)健設(shè)計的第一個目的主要方法有:
(1)通過產(chǎn)品的方案設(shè)計(概念設(shè)計),改變輸入輸出之間的關(guān)系,使其功能特性盡可能 地接近目標(biāo)值.
(2)通過參數(shù)設(shè)計調(diào)整設(shè)計變量的名義尺寸,使輸出均值達到目標(biāo)值.(這個是計算機技術(shù)可以達到)
要達到穩(wěn)健設(shè)計的第二個目的,主要方法有:
(1)通過減少名義尺寸的方差,從而可以縮小輸出特性的方差,但是這種方法以為著要大大提高產(chǎn)品的制造成本,而這卻是制造商所不愿意的.
(2)利用非顯形效應(yīng),通過合理的選擇參數(shù)在非線形曲線上的工作點或者中心值,可以使質(zhì)量特性值的波動縮小.簡單來講,若某產(chǎn)品的輸出特性值y與某一個參數(shù)x1的關(guān)系是非線形關(guān)系,為了減少x1變化對y的影響我們把x1調(diào)到了x2的位置,而質(zhì)量特性值y對x2在其附近的變化不敏感,但是這種調(diào)整帶來了另外一個問題就是輸出特性值也發(fā)生了變動,為了抵消這種變化,我們可以找一個與輸出特性成線形關(guān)系的參數(shù)z,只要把z從z1調(diào)到z2位置就很容易補償這種偏移量.(這個可以通過實驗設(shè)計,響應(yīng)面模型方法得到輸出特性和設(shè)計參數(shù)的近似關(guān)系)
在穩(wěn)健設(shè)計里面很重要的方法就是實驗設(shè)計和響應(yīng)面方法,而這些方法的基礎(chǔ)
就是數(shù)理統(tǒng)計方差分析,大家可以參考一些這方面的書,我這里就簡單講講,不涉及到專業(yè)的數(shù)學(xué)問題.而且現(xiàn)在isight軟件的質(zhì)量工程就有很多種的實驗設(shè)計方法和響應(yīng)面模型方法,可以讓我們工程設(shè)計人員擺脫煩瑣的數(shù)學(xué)背景知識.