田口試驗(yàn)方法執(zhí)行步驟十課件

1、實(shí)驗(yàn)計(jì)畫 (實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)田口穩(wěn)健設(shè)計(jì))與六標(biāo)準(zhǔn)差簡(jiǎn)介 2010/5/27綱要直交表田口實(shí)驗(yàn)計(jì)畫田口實(shí)驗(yàn)步驟六標(biāo)準(zhǔn)差簡(jiǎn)介案例2010/5/27一、直交表範(fàn)例2010/5/27一、直交表範(fàn)例2010/5/27二、直交表原理表三.直交表排列法直交表之好處:(1)實(shí)驗(yàn)次數(shù)較少。(2)由直交表實(shí)驗(yàn)所獲得之結(jié)論，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)範(fàn)圍都是成立的。(3)具有良好再現(xiàn)性。(4)資料分析簡(jiǎn)單。各因子的效果只要簡(jiǎn)單地計(jì)算一些平均 值即可決定各因子的效果。2010/5/27三、點(diǎn)線圖 例:某個(gè)案有四個(gè)2水準(zhǔn)因子(A、B、C、D)，除主效果 之外，尚要估計(jì)AxB，BxC和BxD等三個(gè)交互作用。 所以實(shí)驗(yàn)的總自由度為7，因此選用L

2、8直交表。 圖一:L8的二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)線圖2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計(jì)1.行合併法(column merging method)例3:將L8 ( 27 )變成L8 (4x24) (1,1,1) 1 (1,2,2) 2 (2,1,2) 3 (2,2,1) 42010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計(jì)1.行合併法(column merging method)以同樣方法，可將L16 (215)(合併前七行)變成L16 ( 8x28) ，且可將L27 (313)(合併前四行)成為L(zhǎng)27(9x39) 。2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計(jì)2.分枝設(shè)計(jì)圖A、B、C、D、E因子各有2水準(zhǔn)，那麼我們可選用

3、L8直交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計(jì)2.分枝設(shè)計(jì)2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計(jì)3.虛設(shè)水準(zhǔn)法 2水準(zhǔn)因子(A)和三個(gè)3水準(zhǔn)因子(B、C、D) A1或A2重複操作以因子中較重要的水準(zhǔn)取代。2010/5/27四、直交表之特殊設(shè)計(jì)4.合成因子法 二個(gè)2水準(zhǔn)因子A和B(假設(shè)無顯著交互作用存在)，則二個(gè) 2水準(zhǔn)因子(A和B)及三個(gè)3水準(zhǔn)因子(C、D、E) ，其三水準(zhǔn)為 (AB)1=A1B1, (AB)2=A1B2和(AB)3=A2B1 圖:合成因子法實(shí)驗(yàn)標(biāo)號(hào) 行1 2 3 4123456789A1B1 C1 D1 E1A1B1 C2 D2 E2A1B1 C3 D3 E3A1

4、B2 C1 D2 E3A1B2 C2 D3 E1A1B2 C3 D1 E2A2B1 C1 D3 E2A2B1 C2 D1 E3A2B1 C3 D2 E12010/5/27(一)Taguchi Methods產(chǎn)品及製程設(shè)計(jì)三階段系統(tǒng)設(shè)計(jì)(System Design)設(shè)計(jì)人員檢視各種可能達(dá)成產(chǎn)品想要機(jī)能之結(jié)構(gòu)或是技術(shù)，其在降低產(chǎn)品靈敏度及製造成本上扮演重要角色參數(shù)設(shè)計(jì)(Parameter Design)主要為最佳化”系統(tǒng)設(shè)計(jì)”，使系統(tǒng)對(duì)雜音因子所造成的敏感度最低，而提高系統(tǒng)的穩(wěn)健性。降低對(duì)於雜音因子的影響，而非排除與控制雜音因子允差設(shè)計(jì)(Tolerance Design)主要為調(diào)整公差範(fàn)圍以最佳化

5、設(shè)計(jì)參數(shù)降低經(jīng)產(chǎn)品性能變化所造成之產(chǎn)品損失，與製造成本間進(jìn)行交換公差因子(如材料)最適值的選擇參數(shù)設(shè)計(jì)之後再執(zhí)行五、田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介(轉(zhuǎn)錄潘浙楠教授講義)2010/5/27(二)製程概念圖五、田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介2010/5/27(三) 雜音(noise)因子的分類 五、田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介2010/5/27(四)參數(shù)設(shè)計(jì) 找出一組可控因子的處理組合，使得品質(zhì)特性達(dá)到理想的機(jī)能,使品質(zhì)特性變異減至最小(敏感度為最低)，即此產(chǎn)品的穩(wěn)定性最高、變異最小、損失最小(成本最小)決定控制因子的值 兩階段最佳化Step 1:降低變異Step 2:調(diào)整平均值至目標(biāo)值五、田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介2010/5/27(五)穩(wěn)健設(shè)

6、計(jì)的原理五、田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介利用品質(zhì)特性與控制因子間的非線性關(guān)係去降低內(nèi)部雜音因子的影響 利用雜音因子與控制因子間的交互作用去降低外部雜音因子或量測(cè)雜音因子的影響 利用信號(hào)雜音比(Signal to Noise ratio ,SN比)功能 (1)SN比可反應(yīng)品質(zhì)特性的變異。 (2)SN比與平均值的調(diào)整無關(guān)，亦即當(dāng)目標(biāo)值有改變時(shí)，仍可用來預(yù)測(cè) 品質(zhì)。 (3)SN比衡量相對(duì)品質(zhì)，因其目的是用來做比較的。 (4)SN比具簡(jiǎn)單、加法性。 其中MSD為偏離目標(biāo)值的均方差2010/5/27五、田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介(六)田口兩階段最佳化程序步驟1：最大化SN比以降低對(duì)雜音的敏感性。在此階段，我們暫時(shí)不理會(huì)平 均

7、值，而選擇能最大化SN比的控制因子水準(zhǔn)。步驟2：調(diào)整平均值到目標(biāo)值上。在此階段，我們選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)整因子(對(duì)SN 比無影響但對(duì)平均值有顯著影響的因子)，將平均值移靠近目標(biāo)值。回應(yīng)圖(response graph)的分析，可將控制因子分成以下四類:對(duì)SN比及平均值都有影響因子。我們選擇能最大化SN比的控制因子水準(zhǔn)。對(duì)SN比有影響，但對(duì)平均值沒有影響的因子。我們選擇能最大化SN比的控制因子水準(zhǔn)。對(duì)SN比沒有影響，但對(duì)平均值有影響的因子，稱為調(diào)整因子。調(diào)整使接近目標(biāo)值。對(duì)SN比及平均值都沒有影響因子。在這些因子中，我們可以從其他方面來考慮他們的最佳水準(zhǔn)，譬如說操作是否容易或成本因素。2010/5/27

8、五、田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介(六)田口兩階段最佳化程序2010/5/27五、田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介(七)外側(cè)直交表與內(nèi)側(cè)直交表的配置直交表的類型內(nèi)側(cè)直交表：配置可控因子外側(cè)直交表：配置雜音因子2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟1.定義問題2. 選擇因子和水準(zhǔn)3. 選擇直交表5. 計(jì)算S/N比 8.結(jié)論與建議4. 實(shí)驗(yàn)與收集資料6.決定最佳參數(shù)水準(zhǔn)組合7.確認(rèn)實(shí)驗(yàn)(一)八大步驟2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(二)步驟 1、21.問題之描述決定要量測(cè)的品質(zhì)特性(反應(yīng)變數(shù))2.因子決定控制因子與雜音因子(以不超過3個(gè)為原則)魚骨圖因子與水準(zhǔn)的決定採用2水準(zhǔn)為主2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法

9、執(zhí)行步驟(三)選擇品質(zhì)特性以降低交互作用 最好是連續(xù)實(shí)數(shù)函數(shù) 最好是各控制因子的單調(diào)函數(shù)(monotonic functions) 最好是與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)適當(dāng)及不適當(dāng)?shù)钠焚|(zhì)特性例子,決定控制因子與雜因子及其水準(zhǔn)(轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(四)步驟 3、4田口建議採用的直交表:L8(27), L12(211) , L18(21311), L32(2149),L36(211313), L54(21325)2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(五)直交表的選擇Step 1：決定因子數(shù)與水準(zhǔn)數(shù)Step 2：考慮是否有交互作用Step 3：計(jì)算總自由-確認(rèn)收集

10、的資料，足夠分析所 要探討的因子Step 4：選擇最適直交表2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(六)步驟 5 資料分析計(jì)算S/N Ratio繪製回應(yīng)圖Main effect plot (mean, S/N Ratio)Interaction plot變異數(shù)分析2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(七) Signal to Noise 田口博士假設(shè): 當(dāng)產(chǎn)品的品質(zhì)特性y開始偏離目標(biāo)值m時(shí), 品質(zhì)損失L是以二次曲線的速度增加 平均品質(zhì)損失可以直接做為一批產(chǎn)品的品質(zhì)指標(biāo)田口博士將平均品質(zhì)損失排除係數(shù)k後, 以對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換、乘以10、並取反號(hào), 並將它們稱為S/N比(信躁比), 做為品質(zhì)的同

11、義字 望小特性(Smaller is Better)望大特性(Larger is Better)(轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 望目特性(Nominal is Better)STATISTICA的望目特性，S/N其計(jì)算公式為望目特性的S/N另一計(jì)算公式為六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(八) 不良之SN計(jì)算出不良數(shù)，再透過不良率轉(zhuǎn)換公式計(jì)算S/N比2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(九)貢獻(xiàn)度百分比貢獻(xiàn)度百分比定義為指出一個(gè)因子降低變異的相對(duì)能力計(jì)算方式誤差的貢獻(xiàn)百分比提供實(shí)驗(yàn)充分性的訊息若error 15%：表示實(shí)驗(yàn)並無忽略掉重要因子若error 15%：表

12、示實(shí)驗(yàn)有些重要因子被忽略，實(shí)驗(yàn)狀況並非很好(轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(十)步驟 6、7 (轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 6. 利用S/N比建立預(yù)測(cè)方程式7. 進(jìn)行確認(rèn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異性大時(shí)增加可控因子增加可控因子的水準(zhǔn)間距離控制因子之間可能有強(qiáng)烈交互作用實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異性雖小但未達(dá)到所要求的品質(zhì)進(jìn)行3水準(zhǔn)的微調(diào)實(shí)驗(yàn)2010/5/27六、田口實(shí)驗(yàn)方法執(zhí)行步驟(十一) 確認(rèn)實(shí)驗(yàn) (Confirmatory Runs)最佳水準(zhǔn)組合重複實(shí)驗(yàn)取得實(shí)驗(yàn)值，計(jì)算實(shí)際值及與預(yù)測(cè)值之差距非顯著因子之較佳水準(zhǔn)進(jìn)行重複實(shí)驗(yàn)Normal Distribution Centered-7-6-

13、5-4-3-2-101234567LSLUSL-6s-5s-4s-3s-2s-1s 0s+1s+2s+3s+4s+5s+6s六標(biāo)準(zhǔn)差的意義平均數(shù)未偏移前之常態(tài)分配圖七、六標(biāo)準(zhǔn)差簡(jiǎn)介Normal Distribution Shifted 1.5s-7-6-5-4-3-2-101234567LSLUSL平均數(shù)偏移1.5標(biāo)準(zhǔn)差之常態(tài)分配圖 策略規(guī)劃子系統(tǒng)資訊回饋系統(tǒng)策略發(fā)展及評(píng)估程序目標(biāo)設(shè)定程序績(jī)效管理系統(tǒng)組織內(nèi)外部環(huán)境組織使命、願(yuàn)景利害相關(guān)者焦點(diǎn)組織成果經(jīng)營(yíng)策略會(huì)議組織策略及目標(biāo)關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo)項(xiàng)目高階領(lǐng)導(dǎo)人專案分類系統(tǒng)專案挑選系統(tǒng)專案規(guī)劃會(huì)議專案題庫六標(biāo)準(zhǔn)差專案題庫其他類別專案專案規(guī)劃子系統(tǒng)問題解決

14、步驟分級(jí)改善手法輔助工具量測(cè)分析系統(tǒng)六標(biāo)準(zhǔn)差專案活動(dòng)流程管理系統(tǒng)教育訓(xùn)練系統(tǒng)人才選用系統(tǒng)獎(jiǎng)懲系統(tǒng)專案審查系統(tǒng)專案溝通系統(tǒng)專案追溯系統(tǒng)知識(shí)管理系統(tǒng)專案成果專案執(zhí)行管理子系統(tǒng)財(cái)務(wù)審查系統(tǒng)未來領(lǐng)導(dǎo)人創(chuàng)造價(jià)值組織文化變革專案成效確認(rèn)子系統(tǒng)六標(biāo)準(zhǔn)差系統(tǒng)架構(gòu)圖(張家富，2003 )六標(biāo)準(zhǔn)差推行組織與人員角色推行組織六標(biāo)準(zhǔn)差推行組織圖執(zhí)行委員會(huì)盟主盟主黑帶黑帶黑帶大黑帶執(zhí)行長(zhǎng)綠帶綠帶綠帶執(zhí)行六標(biāo)準(zhǔn)差的步驟 D-M-A-I-C的五個(gè)步驟：D即是定義(Define)M即評(píng)量(Measure)A即分析(Analyze)I即改善(Improve)C即控制(Control)DMADV代表DFSS (Design Fo

15、r Six Sigma)手法即 定義(Define)量測(cè)(Measure)分析(Analyze)設(shè)計(jì)(Design)驗(yàn)證(Verify)。 六標(biāo)準(zhǔn)差 DMAIC 1/2 定義(Define)：鑑別顧客需求(包括內(nèi)部與外部)並評(píng)估其影響、決定專案之目標(biāo)及範(fàn)圍等，以導(dǎo)正團(tuán)隊(duì)處理問題的正確性。衡量(Measure)：運(yùn)用管理及統(tǒng)計(jì)工具，找出產(chǎn)品或服務(wù)特性 (CTQ ,Critical To Quality) ，掌握對(duì)應(yīng)流程、評(píng)估量測(cè)系統(tǒng)，及製程能力。分析(Analyze)：藉由圖形分析與假設(shè)檢定來評(píng)估與降低變異，並點(diǎn)出流程改善的關(guān)鍵少數(shù)因子。六標(biāo)準(zhǔn)差 DMAIC 2/2改善(Improve)：發(fā)掘出

16、存在於少數(shù)關(guān)鍵因子中的變異關(guān)係，建立作業(yè)容許度，以及有效的衡量系統(tǒng)等。 控制(Control)：決定控制關(guān)鍵少數(shù)因子的能力，並導(dǎo)入流程控制系統(tǒng)。六標(biāo)準(zhǔn)差設(shè)計(jì)(DFSS) DMADV 1/2 定義(Define)：利用專案章程定義需要設(shè)計(jì)之新流程或重?cái)M新設(shè)計(jì)之流程，找出迫切的改善主題與方案。衡量(Measure)：將顧客需求轉(zhuǎn)換為可量測(cè)之關(guān)鍵品質(zhì)特性(CTQs)，並定出其目標(biāo)值、規(guī)格界限等。分析(Analyze)：利用腦力激盪、標(biāo)竿學(xué)習(xí)及TRIZ以獲得設(shè)計(jì)之概念，以選擇一個(gè)高階設(shè)計(jì)以達(dá)成所需要的CTQs 。六標(biāo)準(zhǔn)差設(shè)計(jì)(DFSS) DMADV 2/2設(shè)計(jì)(Design)：由高階設(shè)計(jì)展開至更細(xì)部的

17、設(shè)計(jì)（如穩(wěn)健設(shè)計(jì)、允差設(shè)計(jì)、可靠度設(shè)計(jì)等），考量實(shí)際生產(chǎn)及使用時(shí)，可能存在的變異，徹底地消除或降低該變異。驗(yàn)證(Verify)：藉由測(cè)試及試產(chǎn)，證實(shí)最佳可行的設(shè)計(jì)方法與生產(chǎn)模式並發(fā)展管制計(jì)畫，滿足顧客期望。六標(biāo)準(zhǔn)差 DMAI2C 加入了另外一個(gè)重要的步驟，那就是創(chuàng)新 (Innovate) 2010/5/27八、舉例以張百用標(biāo)準(zhǔn)差與田口方法改善液晶顯示器配向膜印刷均勻逢甲大學(xué)工業(yè)工程與系統(tǒng)管研究所碩士文為例:(轉(zhuǎn)錄呂金河教授講義) 1、了解問題的敘述液晶顯示器（Liquid Crystal Display, LCD）的配向膜（Atomic force microscopic）印刷製程，是用樹脂版

18、將配向膜液體均勻印刷在氧化銦錫（Indium Tin Oxide, ITO）玻璃板上，而在配向膜印刷製程中，普遍存在印刷膜厚變過大的問題，使得LCD顯示時(shí)有殘影像之品質(zhì)常，因此配向膜膜厚均勻?yàn)殛P(guān)鍵品質(zhì)特性配向膜膜厚超出規(guī)格公差，會(huì)使顯示器之色彩飽和足，嚴(yán)重時(shí)甚至無法成像；配向膜膜厚低於規(guī)格時(shí)，會(huì)使色彩彩均，影響顯示品質(zhì)，故為望目型之品質(zhì)特性值研究程樹脂版樹脂版為上述配向膜印刷塗佈法之印刷治具，用樹脂版版材表面密佈細(xì)小凸點(diǎn)構(gòu)成彼此間之含墨空間，藉由液體表面張之原吸附配向膜材，印刷程為將配向膜材經(jīng)稀釋回溫後再加入溶劑稀釋，經(jīng)由滾筒塗佈程序，如圖所示，藉由樹脂版本身表面凸點(diǎn)之帶墨功能，將配向溶劑轉(zhuǎn)印

19、至ITO 玻璃上，再經(jīng)過短暫的預(yù)先烘烤可得到未固化之配向膜薄膜。影響印刷膜厚均勻均之特性要因圖2、選擇因子和水準(zhǔn)(1) 凸點(diǎn)排方式（因子 A）：指樹脂版表面凸點(diǎn)之排方式，方形排與正三角形排，(2) 凸點(diǎn)直徑（因子 B）：指樹脂版表面單點(diǎn)凸點(diǎn)成型之直徑，(3) 曝光能（因子 C）：指樹脂版表面，於曝光成型時(shí)，接收紫外光（Ultraviolet, UV）之能。(4) 曝光時(shí)間（因子 D）：指樹脂版表面，於曝光成型時(shí)，接收紫外光之曝光時(shí)間。(劃底線為現(xiàn)行製程水準(zhǔn))3、選擇適用之直交表直交表選定與因子配置(1)本實(shí)驗(yàn)有一個(gè)二水準(zhǔn)因子和三個(gè)三水準(zhǔn)因子，選用 L18 (21*37)直交表進(jìn)實(shí)驗(yàn)。(2)因子

20、配置：因子 A 為二水準(zhǔn)，放置於第一，因子B、C、D 為三水準(zhǔn)放置於第二至第四，空以e表示4、根據(jù)直交表執(zhí)行實(shí)驗(yàn)收集資料 每組實(shí)驗(yàn)取相同製程條件之4片氧化銦錫（Indium Tin Oxide, ITO）玻璃進(jìn)測(cè)，每片ITO玻璃測(cè)印刷區(qū)塊之上、下、左、右及中間，共5個(gè)測(cè)點(diǎn)之膜厚值，因此，每組實(shí)驗(yàn)可得20個(gè)觀測(cè)值，18種實(shí)驗(yàn)，共得到360筆配向膜印刷膜厚之觀測(cè)值田口方法的STATISTICA程式進(jìn)入STATISTICA模組選項(xiàng)後選 工業(yè)統(tǒng)計(jì)與Six Sigma選 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE) 選 進(jìn)階選田口穩(wěn)健實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)按確定(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)＝M下，在陣列下選適當(dāng)?shù)闹苯槐?如L8、L18、L27等

21、) 按確定點(diǎn)選Generate design選L18按OK按OK若在外側(cè)直交表有replicate 4次，則在新增至設(shè)計(jì)中的空白變數(shù)行數(shù)目鈕將0改為4，以備鍵入實(shí)驗(yàn)觀察值y。若事先已算好SN比，則將空白變數(shù)行數(shù)目鈕將0改1，為得一行空白行，以備鍵入SN比的資料。再按摘要看結(jié)果。(2)分析設(shè)計(jì)點(diǎn)選分析設(shè)計(jì)在問題類型選望大特性、望目特性、望小特性等問題類型(此時(shí)問題類型上方的方框會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)的問題類型的說明) 按變數(shù)在反應(yīng)變數(shù)與獨(dú)立變數(shù)選入適當(dāng)?shù)淖償?shù)(若須計(jì)算 SN比，則反應(yīng)變數(shù)選不止一個(gè)，若SN比已算好，則問題類型要選最大平均SN比值，反應(yīng)變數(shù)只選SN比一個(gè))按確定出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)分析對(duì)話方塊，再做必要的點(diǎn)選。如快速欄的ANOVA，變異數(shù)分析效用欄的效用