品质工学基础ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,品质工学基础,*,品質工学,基础,20,10,年,3,月,27,日,1,品质工学基础,品质工学会介绍日本,品质工学会,1970,年代，,由田口玄一博士体系化，并提出,1980,年代,价值认识，发展，支持,1990,年代,被公认为技术开发的基本方法,1993,年,5,月,品质工学公开讨论会,设立,1996,年,作为学术团体被正式承认,1998,年,7,月,改名,品质工学会,2,品质工学基础,品质工学会介绍日本,一年一度的事例研究发表大会,3,品质工学基础,品质工学会介绍日本,品质工学相关书籍,部分,4,品质工学基础,品质工学会 代表人物 介绍,矢野 宏,1931,年，生于东京。工学博士,通产省工业技术院研究所力学部长,东京电器通信大学教授,現在，日本規格協会,理事,，,品质工学会长,NMS,研究会,主持,原 和彦,1933,年,生于长野,松下电工 技术部长,現在，関西品質工学研究会 顧問,品質工学会副会長,品質工学会大会実行委員長,5,品质工学基础,品质工学会,2008,年年会的宣言,从局部（企业）的最适化,提升到,全体（地球规模）的最适化,6,品质工学基础,品质工学会,2008,年年会的宣言,7,品质工学基础,品质工学在中国,传播的历史,标准化的历程,出版书籍,咨询教育,8,品质工学基础,1948,年,文部省统计数理研究所,、,日本电信电话公社电器通信,研究所，普林斯顿大学客座教授,1960,年,戴明奖授奖,1962,年,理学博士,1965,年,青山学院大学 理工学部教授,1982,年,日本规格学会参加,1983,年,创立美国,ASI Executive Director1986,年,美国,受奖,、,美国的技术名人堂进入,1993,年,品质工学会会长就任,1993,年,进入美国自动化名人堂,1996,年,修哈特奖授奖,（,美国品质管理学会奖,）,1997,年,进入美国汽车名人堂,现在，品质工学会名誉会长,田口玄一博士紹介,这个人对日本的工业技术发展起到了重要的作用,我这一生的工作用一句话概括就是“提高整个世界的自由的生产性”,-,田口玄一博士,9,品质工学基础,品质工学的任务,品质管理,品质革新,(QI),狭义的品质管理,(QC),品质保证,(QA),工程改善,工程管理,工程检查,品质改善的道具,品质调查的道具,品质维持的道具,品质工学,1.,参数设计（,SN,比）,2.,容许差设计,（损失关系数）,QC,的,7,个道具,SQC,古典的实验计划法,多变量解析,ISO9000,品质试验,出荷检查,10,品质工学基础,学习品质工学,不要 衣来伸手，饭来张口,自发自觉地学习是必须,。,要到大江大河中去游泳,。,只有在实践中才能找到真知,。,11,品质工学基础,什么是品质工学,？,由田口玄衣博士构筑，,是能够有效率的评价系统的机能的偏差,，,使系统最优化的学术体系,。,参数设计,机能性评价,线上品质工学,MT,法,研究开发,制造现场,硬件,软件,12,品质工学基础,品质工学的利用与活用范围,参数设计,与计算机模拟结合,工程条件的最优化,技术开发,技术的稳定性改善,工程费用的减少,机能性评价,选择哪种部品,开发品的稳定性评价,同别的制品比较,线上品质工学,制造工程的浪费减少,制造工程的简略化,品质与成本的平衡,MT,法,不良品的流出防止,指纹识别，脸部识别,企业的预测,身体的诊断,工程的异常诊断,因为是评价的技术，所以使用者的主意非常重要。,13,品质工学基础,田口玄一博士一生开发的工作,、直交表,、,SN,比,、,损失函数,Fm:,発想法,P171,14,品质工学基础,什么是直交表,直交表的开始,18,世纪初瑞士的老年数学者,军官,36,人,士官,9,人,大尉中尉少尉,少尉大尉中尉,中尉少尉大尉,直交表的使用,英国统计学者,15,品质工学基础,已知世界与未知世界,人类的未知世界,人类的已知世界,爱因斯坦的已知世界,你的已知世界,16,品质工学基础,问题的提出,-,多因素的试验问题,例,1,1,为提高某化工产品的转化率，选择了三个有关的因素进行条件试验，反应温度（,A,），反应时间（,B,），用碱量（,C,），并确定了它们的试验范围：,A,：,80-90,B,：,90-153Min,C,：,5-7%,试验目的是搞清楚因素,A,、,B,、,C,对转化率的影响，哪些是主要因素，哪些是次要因素，从而确定最优生产条件，即温度、时间及用碱量各为多少才能使转化率提高。试制定试验方案。,17,品质工学基础,这里，对因素,A,、,B,、,C,在试验范围内分别选取三个水平,A,：,A,1,80,、,A2,85,、,A3,90,B,：,B1,90Min,、,B2,120Min,、,B3,150Min,C,：,C1,5%,、,C2,6%,、,C3,7%,正交试验设计中，因素可以定量的，也可以使定性的。而定量因素各水平间的距离可以相等也可以不等。,18,品质工学基础,最通常的做法：,一因子实验法,（,One,Fact,One,Time),变化一个因素而固定其它因素，如首先固定,B,、,C,于,B1,、,C1,，使,A,变化之，则：,如果得出结果,A3,最好，则固定,A,于,A3,，,C,还是,C1,，使,B,变化，则：,得出结果,B2,最好，则固定,B,于,B2,，,A,于,A2,，使,C,变化，则：,试验结果以,C3,最好。于是得出最佳工艺条件为,A3B2C2,。,A1,B1C1 A2,A3(,好结果,),B1,A3C1 B2(,好结果,),B3,C1,A3B2 C2 (,好结果,),C3,19,品质工学基础,A1 A2 A3,B3,B2,B1,C1,C2,C3,简单比较法的试验点,优点：试验次数少,缺点：,考察的因素水平仅局限于局部区域，不能全面地反映因素的全面情况，找不出影响质量的主要因素，无法再在三水平外继续找更好的配比组合,(,水平,),。,如果不进行重复试验，试验误差就估计不出来，因此无法确定最佳分析条件的精度。,20,品质工学基础,全面实验法：,（,1,）全面实验法：,A1B1C1 A2B1C1 A3B1C1,A1B1C2 A2B1C2 A3B1C2,A1B1C3 A2B1C3 A3B1C3,A1B2C1 A2B2C1 A3B2C1,A1B2C2 A2B2C2 A3B2C2,A1B2C3 A2B2C3 A3B2C3,A1B3C1 A2B3C1 A3B3C1,A1B3C2 A2B3C2 A3B3C2,A1B3C3 A2B3C3 A3B3C3,共有,3,=27,次试验，,如图所示，立方体包含了,27,个节点，分别表示,27,次试验。,A1 A2 A3,B3,B2,B1,C1,C2,C3,21,品质工学基础,全面试验法的优缺点：,优点：对各因素于试验指标之间的关系剖析得比较清楚,缺点：试验次数太多，费时、费事，当因素水平比较多时，试验无法完成。,例如选六个因素，每个因素选五个水平时，全面试验的数目是,5,6,15625,次。,又如绪言里所提到的，,1978,年，七机部由于导弹设计的要求，提出了一个五因素的试验，希望每个因素的水平数要多于,10,，此时靠全面试验法是无法完成的。,22,品质工学基础,正交试验的提出：,考虑兼顾全面试验法和简单比较法的优点，利用根据数学原理制作好的规格化表正交表来设计试验不失为一种上策。,用正交表来安排试验及分析试验结果，这种方法叫做正交试验法。,事实上，正交最优化方法的优点不仅表现在试验的设计上，更表现在对试验结果的处理上。,23,品质工学基础,用正交表安排试验时，对于例,1,1,：,A1 A2 A3,B3,B2,B1,C1,C2,C3,1,2,3,6,5,4,7,8,9,用正交试验法安排试验只需要,9,次试验,24,品质工学基础,直交表的说明,（,L4,）,25,品质工学基础,直交表的说明,（,L4,）,26,品质工学基础,直交表的说明,（,L4,）,27,品质工学基础,直交表的说明,（,L4,）,28,品质工学基础,直交表的说明,（,L4,）,29,品质工学基础,事例紹介,I,NAX,瓷砖实验,(1953),30,品质工学基础,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。,31,品质工学基础,內部瓷磚,外層瓷磚,(,尺寸大小有變異,),上限,下限,尺寸大小,改善前,改善前,外部瓷磚,內部瓷磚,32,品质工学基础,原材料粉碎及混合,成型,燒成,上釉,燒成,控制因素,水准一,(,新案,),水准二,(,現行,),A:,石灰石量,5%,1%,B:,某添加物粗細度,細,粗,C:,蠟石量,43%,53%,D:,蠟石種類,新案組合,現行組合,E:,原材料加料量,1300,公斤,1200,公斤,F:,浪費料回收量,0%,4%,G:,長石量,0%,5%,33,品质工学基础,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。,34,品质工学基础,一次一因素的實驗,實驗次數,A,B,C,D,E,F,G,實驗結果,1,A1,B1,C1,D1,E1,F1,G1,1,2,A2,B1,C1,D1,E1,F1,G1,2,3,A2,B2,C1,D1,E1,F1,G1,3,4,A2,B2,C2,D1,E1,F1,G1,4,5,A2,B2,C2,D2,E1,F1,G1,5,6,A2,B2,C2,D2,E2,F1,G1,6,7,A2,B2,C2,D2,E2,F2,G1,7,8,A2,B2,C2,D2,E2,F2,G2,8,35,品质工学基础,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。,36,品质工学基础,A(64),B(32),C(16),D(8),E(4),F(2),G(1),結果,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,2,3,1,1,1,1,1,2,1,4,1,1,1,1,1,2,2,5,1,1,1,1,2,1,1,6,1,1,1,1,2,1,2,7,1,1,1,1,2,2,1,8,1,1,1,1,2,2,2,9,1,1,1,2,1,1,1,10,1,1,1,2,1,1,2,11,1,1,1,2,1,2,1,12,1,1,1,2,1,2,2,13,1,1,1,2,2,1,1,.,127,2,2,2,2,2,2,1,128,2,2,2,2,2,2,2,37,品质工学基础,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。,38,品质工学基础,次數,A,B,C,D,E,F,G,結果,1,2,3,4,5,6,7,1,1,1,1,1,1,1,1,Y1,2,1,1,1,2,2,2,2,Y2,3,1,2,2,1,1,2,2,Y3,4,1,2,2,2,2,1,1,Y4,5,2,1,2,1,2,1,2,Y5,6,2,1,2,2,1,2,1,Y6,7,2,2,1,1,2,2,1,Y7,8,2,2,1,2,1,1,2,Y8,39,品质工学基础,L8,直交表,A,石,灰,石,量,B,粗細,度,C,蠟,石,量,D,蠟,石,種,類,E,加,料,量,F,浪,費,回,收,G,長,石,量,每百件尺寸缺陷數,A,B,C,D,E,F,G,1,2,3,4,5,6,7,1,2,3,4,5,6,7,1,1,1,1,1,1,1,1,5,粗,43,現,1300,0,0,16,2,1,1,1,2,2,2,2,5,粗,43,新,1200,4,5,17,3,1,2,2,1,1,2,2,5,細,53,現,1300,4,5,12,4,1,2,2,2,2,1,1,5,細,53,新,1200,0,0,6,5,2,1,2,1,2,1,2,1,粗,53,現,1200,0,5,6,6,2,1,2,2,1,2,1,1,粗,53,新,1300,4,0,68,7,2,2,1,1,2,2,1,1,細,43,現,1200,4,0,42,8,2,2,1,2,1,1,2,1,細,43,新,1300,0,5,26,40,品质工学基础,回应表及效果图,要素,第一水准,第二水准,不良總數,不良百分比,不良總數,不良百分比,A:,石灰石量,51/400,12.75,142,35.50,B:,某添加物粗細度,107,26.75,86,21.50,C:,蠟石量,101,25.25,92,23.00,D:,蠟石種類,76,19.00,117,29.25,E:,原材料加料量,122,30.50,71,17.75,F:,浪費料回收量,54,13.50,139,34.75,G:,長石量,132,33.00,61,15.25,41,品质工学基础,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,A1B2C1D1F1G2,，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%),42,品质工学基础,內部瓷磚,外層瓷磚,(,尺寸大小有變異,),上限,下限,尺寸大小,改善前,外部瓷磚,內部瓷磚,改善後,43,品质工学基础,20%,的二等品卖给住宅公团（买不起一等品）,现在二等品没有了，生意也就没有了？,解决很简单,加快生产速度使二等品率回到以前,生产量就增加了,20%,以上,通过偏差的改善达到生产力的提高,故事还没有完,44,品质工学基础,减少误差,向目标平移,品质工学的,2,阶段设计,45,品质工学基础,SN,比,的,説明,SN,比 ：,为了评价技能性的基准,单位是,（,分贝,）,因为相对比较，绝对值就没有意意了,比值的结果比较理想的话即作为基准来评价,46,品质工学基础,TO GET QUALITY,DONT MEASURE IT,QUALITY=,品质,品质特性,MEASURE=,衡量，测量,新评价指标-SN比,47,品质工学基础,用品质来衡量的结果,某个造粒工程的例子,粒子大小的目标值,目数,现状条件下的良品率,可以改善的可控因子,，,实验条件的组合及其实验结果,（,现状条件,）,1,（変更条件,） ,（変更条件,） ,（変更条件,） ,（,新条件,）,良品率有所上升,（,新条件,）,良品率有所上升,！,（,新条件,）,良品率无变化,最适条件的,或者,，,良品率应该有所上升。,用,結果,是,，,只有,！,48,品质工学基础,用品质来衡量的结果,现状条件下的粒度分布是偏离在粒径偏小的方向,。,如果只看到不良率的话，数据的平均值和偏差就不明白了。,看一下粒度的分布,49,品质工学基础,用品质来衡量的结果,（,良品率,40,),（,良品率,80,),；改善有效果,控制因素,A,对粒径的偏差没有改变，但使平均值增大从而改善有效果,50,品质工学基础,用品质来衡量的结果,（,良品率,40,),（,良品率,90,),有改善效果,控制因素,B,也对粒径的偏差没有改变，但使平均值增大从而改善有效果,51,品质工学基础,用品质来衡量的结果,（,良品率,40,),（,良品率,40,),没有改善效果,控制因素,C,对粒径（平均值）扩大的效果比,A,B,都,！,52,品质工学基础,用品质来衡量的结果,2,反而不良率恶化了,！,因为,3,个因素都有使粒径增大的效果，所以分布就过分的偏掉了,。,不良率,不应该作为改善的指标,！,要得到品质 就不要衡量品质,用具有加法性,，,基本机能的,SN,比来评价,。,53,品质工学基础,品質特性,的,分類,54,品质工学基础,理想机能的说明,出力和入力近似的比例关系为,：,入力,M,出力,M,55,品质工学基础,水龙头的机能性,信号因子,：回転角度,：,旋转的,角度（,）,入出力,的理想状态, ： 水量（,l,min,）,1,2,計測特性：,水量,制御因子,材料的性质、厚度、直径,机械的粗细,尺距,誤差因子,右转,/,左转,水道的水压,材料的磨损,劣化,56,品质工学基础,用户的,世界,信号噪音是所有客户的使用条件,!,体系,（,评价的对象,）,出力,（,技测特性,）,对其确实有影响,无影响,客户的要求,噪音,入力,（信 号）,制御因子,设计者的世界,机能性评价的考虑方法,57,品质工学基础,出力,入力,原来的动作,出力,入力,出力,误差因子的抵抗力,比,valuable/valueless,误差因子,误差因子,误差因子,系统,（,制品、设备,）,偏移,品质工学的概念介绍,SN,比,/,机能性,58,品质工学基础,纸带粘性,的演习内容,纸的粘性不够导致市场投诉事件多发,（,在台湾,s,公司的事例,）,，,10,秒間,和老客户交换式样书,在规定指定的地方贴上重,1,公斤的材料，保持十秒钟，不能掉落。,根据式样基准如果没有问题给与评价那么以上的技术检讨就不能完成。,课题,：,根据技能性评价的考虑方法提出关于纸的粘性合理的评价方法,。,信号，,计测,特性，,由,誤差因子,决定的。,把,信号,和计测,特性,的,理想状態,用图表表示,。,计测方法用图解表示,。,長,幅,59,品质工学基础,纸带粘性,的评价,（,机能性评价,-1/2,）,退化,（,5,分钟,、,日后,、,退化试验后,）,涂布对象,（布,塑料,板）,入力（信号因子）：,纸带的宽度,出力：,剥离强度,：,5mm,：,15mm,：,50mm,60,品质工学基础,纸带粘性的评价,（,机能性评价,-,2,/2,）,长度方,向,ax,：,纸带宽,（,mm,）,入出力,的理想状态, ：,剥离强度,（,Kg,）,5,15,50,2, ：,剥离强度,连续数据,0,61,品质工学基础,品质工学的概念介绍,SN,比,/,机能性,比,10,log(,),（）,1,（,）,（）,:,误差数量,:,有效除数,:,比例项的变动,:,误差变动的分散,（）,:,根据误差因子和比例项的交互作用得出误差变动的和的分散,62,品质工学基础,品质工学的概念介绍,SN,比,/,技能性,S,SN,Se,ST,ST,：,系统全部的变动,S,：,比例项的变动,SN,：,根据误差因子,N,和比例项的交互作用得出变动,Se,：,误差变动,ST,S,SN,Se,S,S,（,N,）,Valuable,部,Valueless,部,63,品质工学基础,田口方法,工程设计,田口方法,田口方法步骤,64,品质工学基础,回転軸,回転,别针,纸飞机实验,65,品质工学基础,尺寸设计的注意点,A,B,C,A,B,C,A,B = A0.4,A0.5,A0.6,C = A1.1,A1.3,A1.5,D=A,66,品质工学基础,实验的注意点,尽可能减少实验的误差,（,落下方法,、,实验人员,、,测量人员,）,要注意没有旋转的飞机,67,品质工学基础,当实验结束后,若有再现性,可以运用到批量生产,还可以再优化,中心值得调和,若改善量较少，尽早放弃,68,品质工学基础,当实验结束后,当没有再现性,机能是否定义正确,？,误差因子的选择是否妥当,？,制御因子的水平是否合适,？,计算方法,？,是否有测量误差,？,etc.,从失败中学习,。,69,品质工学基础,品质工学上对品质的定义,品质是产品从工厂出荷后，在社会上引起的损失。,70,品质工学基础,田口语录,一天以上的寿命试验都是浪费,。,只要一个制品就可以进行评价,。,71,品质工学基础,最適条件,初期条件,防水検出開発,（融合試作回数極小化）,誤差加方,不安定,安定,試作試験前見極,(a),(a),荷重,(a),，,(b),，（,c,）,(b),荷重,72,品质工学基础,棒切断条件最適化事例,(1/2),面粗（外観）評価,（最終目的品質評価）,切断消費電力評価,（切断機能安定性評価）,初期条件,最適条件,品質特性,基本機能,基本機能安定,次,73,品质工学基础,棒切断条件最適化事例,(2/2),品質評価（）,分級,分級,外観基準,（不良）,（良品）,効果,（材料費）,（実験週間）,74,品质工学基础,半田現象改善,品質（不良率）測温度安定化改善。,制御因子，設定温度，風量，,N,2,量。,75,品质工学基础,