稳健优化设计的研究现状及发展趋势讲义.pptx

稳健优化设计的研究现状及发展趋势; 我国在六十年代就曾对实验设计进行了研究和推广，八十年代又引入了田口方法，取得了一定成效。但实验设计作为一种质量改进的有力武器，还尚未发挥它的全部威力。 ;;;; 统计资料表明，产品成本的70%一90%是由设计决定的。而设计工作费用所占成本的比例要比制造费用所占成本的比例少得多，通常只占20%。如果采用科学的设计，则可使产品成本降低25%一40%。因此，为了使产品的技术水平高、工艺性能好，成本低，大力加强产品设计过程的质量管理，建立设计开发全过程的质量保证体系，确保产品的设计质量是非常重要的 ;;试验设计在生产/制造过程中的位置：; 统计技术在 生产/制造过程 中的应用是对 过程中输入 的变量 (人,机,料,法,环) 进行有目的地优化, 使输出的结果更加理想. 实验设计 是其中较为有效的一种工程工具.; 传统的可靠性设计、试验验证技术满足不了日益发展的要求。为了获得高质量的产品，已从单纯靠生产过程控制和产品检验(被动的和防御的)保证质量发展到了产品的质量设计(主动的)，从根本上确立产品的优良品质，特别是随着CAD和CAE技术的发展，关于面向质量的设计在一体化产品开发中显示出愈来愈重要的地位。美国国防产品已经开始淡化传统的可靠性做法，从单纯的试验技术变为包括设计、管理、试验等内容的产品质量工程，也称作稳健设计。 ;;;系统设计：应用科学理论和工程知识对产品功能原型进行设计开发，这阶段完成了产品的配置和功能属性； ; 上世纪90年代，设计已成为各发达工业国家关注的热点，把它看作是影响商品竞争力的一个决定性因素。人们总希望用较低的费用设计出高质量的产品，这对技术人员是一种很高的要求，又是一种合理的、应该达到的要求。;; 稳健性(robustness), 也叫鲁棒性，是指因素状况发生微??变差对因变量影响的不敏感性。换句话说，产品性能与某个因素有关，因素状态变化时，产品的性能也随之变化。如果因素状态的变化对产品性能的影响不大，我们就说产品性能对该因素的变化是不敏感的，又称是稳健性的，或说产品性能对该因素的变化具有稳健性。; 稳健设计包含多方面的内容，使用它可以选择在操作环境中执行得更一致的产品或过程。比如： 使产品性能对原材料的改变不灵敏，就能在很多情况下使用价钱便宜的低等级的原材料； 使产品对制造上的变差不灵敏，就能减少劳动成本； 使产品对使用环境的变化不灵敏，就能改善产品的可靠性，并减少操作成本等等。; 上世纪90年代，稳健设计方法作为一种保证产品质量的有效设计方法，已成为各发达工业国家关注的热点，已经在电子、机械等诸多领域得到重视和应用，把它看作是影响商品竞争力的一个决定性因素。为了获得高质量的产品，已从单纯靠生产过程控制和产品检验(被动的和防御的)保证质量发展到了产品的质量设计(主动的)，从根本上确立产品的优良品质，特别是随着CAD和CAE技术的发展，关于面向质量的设计在一体化产品开发中显示出愈来愈重要的地位。 ;;田口方法在美国工业界的广泛的应用; 许多大公司的“设计规程”中明确指出设计人员在设计过程中必须采用田口方法的稳健性优化设计方法，否则在技术评审中难以通过。;;传统稳健设计方法;田口方法的涵义 ; 稳健设计是一种最优化设计方法，它的两个主要工具是信噪比和正交表，用信噪比作为特征数衡量质量，用正交表安排试验、选择最佳的参数组合。;田口方法基本思想和研究内容 ; 质量损失是指产品出厂后“给社会带来的损失”，包括： ; 这一质量定义与传统的质量理解有着大差别。拿索尼公司在美、日两国的分公司的电视机产品的质量进行对比分析 。; 从设计思想上看，日本重视目标值，大部分集中在目标值附近，偏差小；美国重视公差，以