统计试验设计在6σ中的作用4

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,#,统计试验设计在6中的作用,（试验优化设计WORKSHOP）,主讲人：赵君文,制作人：杨元鹏,同组成员：谢鸿 袁文文,引言,6是,取,取得、,维,维系和,最,最大化,商,商业成,功,功的质,量,量管理,方,方法。,6从,与,与执行,工,工艺中,存,存在的,变,变化相,适,适应的,数,数值角,度,度来评,价,价质量,。,。,在6,概,概念中,，,，单,表,表示高,的,的偏差,，,，六个,及,及以上,表,表示低,的,的偏差,。,。,由于有,越,越来越,多,多的文,献,献叙述,其,其基本,原,原理，,实,实施及,在,在质量,领,领域的,作,作用，6作,为,为一种,质,质量改,善,善方法,已,已得到,公,公认。,该文中,，,，简要,讲,讲述6,中所,用,用的主,要,要工具,，,，进而,分,分析统,计,计试验,设,设计的,作,作用，,也,也讨论,未,未来这,种,种重要,统,统计工,具,具的可,能,能发展,。,。,6和,试,试验设,计,计,目前，6,采,采取的,形,形式是,：,：定义,测量,分析,改进,控制,，,，即DMAIC。一,般,般说来,，,，关键,工,工艺特,性,性在工,程,程定义,阶,阶段之,后,后的测,量,量和分,析,析阶段,中,中体现,出,出来；,其,其后的,是,是通过,改,改变工,艺,艺来获,得,得更好,性,性能的,改,改进阶,段,段，最,后,后是监,控,控并保,持,持盈利,的,的控制,阶,阶段。,贯,贯穿这,些,些阶段,的,的主线,是,是统计,思,思维的,应,应用，,在,在这种,思,思维中,，,，测量,的,的数据,必,必不可,少,少。这,可,可从表1中看,出,出，此,表,表总结,了,了与DMAIC相关,的,的主要,工,工具。,DMAIC,表,表格,既然统,计,计试验,设,设计是,改,改进阶,段,段的一,个,个很大,组,组成部,分,分，那,么,么，简,单,单回顾,一,一下其,用,用来提,高,高质量,的,的历史,，,，对我,们,们会很,有,有用。,70多,年,年前，Fisher,为,为使统,计,计学家,有,有效研,究,究复杂,系,系统，,提,提出了,试,试验设,计,计概念,。,。,Shainins,的,的故障,检,检验技,术,术，经,过,过了发,展,展20,多,多年的,发,发展后,，,，由于Box,和,和Hunter多,年,年的努,力,力，在20世,纪,纪70,年,年代开,始,始流行,起,起来,。,。,20世,纪,纪80,年,年代，Box,等,等统计,学,学家开,始,始对Taguchi,方,方法进,行,行研究,，,，这种,方,方法审,察,察和提,高,高实验,设,设计中,的,的精度,和,和功效,。,。20世纪90年,代,代，质,量,量和学,术,术界对Taguchi方法,进,进行了,热,热烈的,争,争论，,直,直到6,的诞,生,生及其,在,在美国,著,著名企,业,业的成,功,功应用,。,。,质量研,究,究,质量的,概,概念可,从,从多个,角,角度定,义,义，但,对,对于从,事,事产品,生,生产和,商,商业的,人,人员来,说,说，给,定,定质量,要,要求可,通,通过一,组,组规格,在,在小范,围,围定义,。,。,例如，,一,一个模,塑,塑件的,尺,尺寸y,可,可能要,求,求分布,在,在SL,和,和SU,之,之间，,即,即用mm来度,量,量的上,极,极限和,下,下极限,。,。而在,另,另一种,情,情况下,，,，y可,能,能是回,应,应用户,投,投诉并,提,提供解,决,决方案,所,所花费,的,的时间,，,，要求,不,不超过SR。,于,于是，,要,要事先,做,做足够,的,的研究,来,来建立SL,SU,SR,。,。,不管用,何,何种物,理,理准测,来,来表示,质,质量和,能,能够满,足,足规格,的,的方法,，,，所有,在,在产品,和,和服务,中,中产生,的,的质量,问,问题，,都,都可归,结,结为一,个,个原因,：,：偏差,。,。,因此，,要,要处理,好,好质量,问,问题，,就,就得对,偏,偏差充,分,分管理,。,。,探测偏,差,差、预,防,防提高,质,质量,1.,传,传统,保,保证质,量,量的方,法,法是测,试,试、检,查,查。,但,但对真,正,正意义,上,上的质,量,量改善,并,并没有,作,作用。,较,较好的,方,方法是,把,把注意,力,力集中,在,在生产,产,产品的,源,源头上,，,，这里,两,两种主,要,要的统,计,计监测,和,和控制,工,工具可,派,派上用,场,场：工,艺,艺能力,分,分析和,工,工艺控,制,制图。,2.,在,在工,艺,艺能力,分,分析中,，,，产品,质,质量特,性,性Y的,测,测量在,一,一般水,平,平和偏,差,差上进,行,行。用,工,工艺能,力,力指标,（,（CPI）来,衡,衡量存,在,在的偏,差,差，如,下,下方方,程,程：,CPI,=,=允许,偏,偏差量,/,/实际,偏,偏差量,(,(1),在正态,分,分布中,，,，如果U位于,离,离最近,规,规格极,限,限的适,当,当距离,之,之内，,那,那么就,认,认为满,足,足要求,。,。这种,情,情形下,，,，CPI可用,下,下式计,算,算：,CPI,=,=Min(-SL)/3,(Su-)/3,(,(2,),),CPI,值,值用来,判,判断工,艺,艺是否,可,可继续,进,进行。,在,在,时代,以,以前，,至,至少要,求,求1.33的,量,量才可,说,说明超,出,出规范,。,。,图1.,工,工艺,能,能力分,析,析,另一种,预,预防偏,差,差的方,法,法采取,统,统计工,艺,艺控制,图,图的形,式,式，来,监,监控工,艺,艺行为,。,。工艺,控,控制图,是,是必要,的,的，因,为,为只要,存,存在和，,不,不满意,的,的工艺,行,行为和,随,随之的,缺,缺陷产,品,品就有,可,可能出,现,现。因,此,此，工,艺,艺能力,分,分析和,控,控制图,分,分别从,静,静态和,动,动态角,度,度研究,工,工艺行,为,为，提,供,供了预,防,防产品,缺,缺陷的,机,机理。,积极干,预,预提高,质,质量,1.,简,简,单,单的工,艺,艺能力,分,分析或,绘,绘制控,制,制图不,能,能得到,明,明显的,改,改善方,法,法，因,为,为这种,被,被动的,分,分析是,在,在输出,端,端观察,的,的。,2.,必,必须,认,认识到,按,按照某,些,些准则,即,即使输,出,出是满,意,意的,例如,，,，按照,控,控制图,得,得到结,论,论“在,满,满意控,制,制之下,”,”,仍,仍然不,表,表明这,种,种工艺,现,现在处,于,于它能,达,达到的,最,最好状,态,态;就,拿,拿显示,在,在满意,的,的控制,之,之下p,图来,说,说吧，,教,教科书,式,式的程,序,序不干,涉,涉工艺,，,，这实,际,际上忽,略,略了工,艺,艺生产,在,在有不,合,合格产,品,品情况,下,下仍在,进,进行的,事,事实。,这,这种产,品,品的值,为,为控制,图,图中心,线,线的值,。,。什么,也,也不作,意,意味着,没,没有可,能,能改进,。,。,3.,如,如果,输,输出不,理,理想，,那,那么只,有,有对工,艺,艺输入,进,进行改,变,变才有,可,可能得,到,到改善,。,。如图2所示,，,，其中xi=1,2,k 表,示,示诸如,温,温度，,压,压力，,流,流速和,材,材料种,类,类等可,控,控因素,，,，称它,们,们为因,子,子。要,对,对因子,调,调整和,优,优化，,就,就必须,理,理解输,入,入输,出,出关系,：,：,=fc(x1,x2,xk)(3),(其中是函数,关,关系式,中,中给定xi值,的,的预期,响,响应),。,。,图二.,工,工艺,中,中的因,子,子和响,应,应,4.更,合,合乎实,际,际的工,艺,艺结构,图,图如图,三,三所示,，,，当把y视作,由,由确定,组,组分和可能,组,组分e,合,合成时,，,，噪音,的,的效应,可,可通过y的变,化,化显示,出,出来。e是一,个,个噪音,因,因子函,数,数:,y=+e,(,(4,),),其中，,e=fn,(,(n1,n2,nk)(5),5.由,于,于很多,工,工艺很,复,复杂或,我,我们对,之,之了解,甚,甚少，,从,从而不,能,能用科,技,技第一,原,原则去,分,分析，,那,那么就,必,必须用,试,试验技,术,术建立,等,等式（3）,。,。20,世,世纪20年代,，,，R.A.Fisher等,人,人建立,起,起一般,称,称之为,试,试验设,计,计的原,则,则和程,序,序，这,使,使研究,者,者们可,以,以高效,率,率的研,究,究“黑,匣,匣子”,。,。,图三.,有,有噪,音,音的响,应,应,6.在,后,后来的,发,发展中,，,，试验,设,设计在,很,很多方,面,面都得,到,到了应,用,用，如,因,因素筛,选,选（即,在,在众多,因,因素中,找,找出几,个,个重要,的,的），,工,工艺过,程,程描述,（,（如得,出,出转换,函,函数，,即,即以上,等,等式（3）形,式,式的输,入,入输,出,出数学,模,模型，,和,和工艺,性,性能优,化,化（例,如,如，通,过,过响应,面,面方法,的,的应用,）,）。,7.试,验,验设计,之,之所以,有,有用是,因,因为：,它以改,变,变对工,艺,艺和产,品,品的操,作,作来获,得,得更佳,性,性能，,而,而不是,只,只维持,现,现状，,因,因此，,它,它正是,改,改进需,要,要的工,具,具。,实际试,验,验程序,以,以已建,立,立的数,学,学关系,为,为基础,。,。,它要求,以,以最少,试,试验来,获,获得一,定,定量信,息,息，或,者,者反过,来,来说，,要,要求从,一,一定量,的,的数据,中,中获得,最,最多信,息,息，这,样,样就节,省,省了试,验,验资源,和,和时间,。,。,数据易,于,于分析,和,和直观,解,解释。,现,现在由,于,于有了,很,很多软,件,件包，,数,数据分,析,析已大,大,大便利,了,了。,它不要,求,求对所,研,研究学,科,科有背,景,景知识,，,，尽管,这,这种知,识,识有时,对,对阐明,实,实际试,验,验设计,可,可能有,用,用。,由试验,设,设计研,究,究得到,的,的结果,可,可以通,过,过再次,试,试验得,到,到证实,，,，而且,不,不需要,任,任何开,销,销就可,得,得到改,进,进。因,此,此，试,验,验设计,避,避免了,昂,昂贵的,技,技术解,决,决方案,。,。,在六西,格,格玛中,，,，试验,设,设计在,证,证实原,因,因结,果,果关系,和,和找出,在,在研究,中,中少数,几,几个至,关,关重要,的,的因素,方,方面特,别,别有用,。,。在六,西,西格玛,中,中，多,变,变量研,究,究也用,于,于识别,出,出工艺,变,变量，,其,其效应,可,可以通,过,过做经,设,设计的,试,试验来,证,证实。,六西格,玛,玛的结,构,构,可以说Taguchi把试,验,验设计,思,思想带,给,给了工,程,程师和,管,管理者,们,们而不,是,是统计,学,学家。,然,然而，,这,这个在,质,质量运,动,动方面,意,意义重,大,大又颇,有,有争议,的,的阶段,却,却被20世纪90年,代,代后期,发,发展起,来,来的六,西,西格玛,抢,抢了风,头,头。当,时,时六西,格,格玛在Motorola,AlliedSignal,GeneralElectric等,公,公司都,已,已取得,佳,佳绩。,从,从技术,角,角度来,说,说，西,格,格玛数,是,是产品,质,质量变,化,化量的,表,表示。,6意,味,味着少,于,于百万,分,分之二,的,的缺陷,率,率。,六西格,玛,玛在20世纪80年,代,代起源,于,于Motorola,公,公司，MikelHarry是,最,最有名,的,的倡导,者,者，它,已,已经发,展,展成追,求,求消除,几,几乎每,一,一个产,品,品，工,艺,艺和交,易,易中的,缺,缺陷。,六,六西格,