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六西格瑪培訓
張馳專欄
系統設計和試驗設計在健壯設計培訓中的作用

發布時間:2018-11-23  來源:張馳   點擊:


系統設計(System Design)和試驗設計(DOE)在健壯設計培訓方法體系中有著十分重要的作用。

一、系統設計

系統設計(System Design)在健壯設計方法體系中有著十分重要的作用。在顧客需求明確后,如何有針對性地開發出技術含金量高、生命力強、適銷對路的產品,從根本上決定了產品的質量,也直接決定了企業的成敗。從產品開發過程來講,科學的系統設計方法用于指導和支持產品的開發,將控制源頭質量。田口博士倡導三次設計,即系統設計、參數設計和容差設計。他創造性地提出了參數設計和容差設計的原理、方法并開展了大規模的實踐,但他沒有提出系統設計的具體方法。長期以來,系統設計是健壯設計的薄弱環節。

20世界90年代以后,在質量學界專家的不懈努力下,業界對系統設計的過程及其一般規律有了深入的理解,提出了一些新的方法,主要有西歐流派的理論、公理化設計和解決創造性問題的理論(TRIZ)等。

西歐流派的理論認為設計是一個映射的過程;功能的實現過程是能量、材料及信息流的轉換;對功能可進行逐層分解;給出了科學的設計流程。公理化設計提出了設計的實質和應遵循的原則。TRIZ方法是蘇聯從1946年開始對數以百萬計的專利文獻加以研究,總計和提煉的技術系統創新規律的體系,在產品的創新方法方面是一個極大的突破。我國航空工業界在與國外合作過程中, 引進和掌握了先進的自頂向下設計方法,通過對自頂向下設計的一般原則與方法的研究,給出了通用的自頂向下設計方法。以上方法各有千秋,從不同方面揭示了系統設計規律,并已應用于工程實踐,產生了良好的效果。


 

二、試驗設計
試驗設計(DOE)是研究如何制定適當試驗方案以便對試驗數據進行有效統計分析的數學理論與方法。試驗設計應遵循三個原則:隨機化,局部控制和重復。隨機化的目的是試驗結果盡量避免受到主客觀系統因素的影響而呈現偏倚性;局部控制是劃分區組,使區組內部盡可能條件一致;重復是為了降低隨機誤差的影響,目的仍在于避免可控的系統性因素的影響。試驗設計大致可以分為四種類型:析因設計、區組設計、回歸設計和均勻設計。析因設計又分為全面實施法和部分實施法。目前應用最廣泛的是一種部分析因試驗設計方法——正交試驗設計。

正交試驗設計就是利用一種規格化的表——正交表來合理地安排試驗,利用數理統計的原理科學地分析試驗結果,處理多因子試驗的科學方法。這種方法的優點是能通過代表性很強的少數次試驗,摸清各個因子對試驗指標的影響情況,確定因子的主次順序,找出較好的生產條件或最優參數組合。正交表是運用組合數學理論在拉丁方和正交拉丁方的基礎上構造的一種表格,它是正交設計的基本工具,具有均衡分散、整齊可比的特性。

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