田口方法, 1(强烈推荐)

1.1歷史回顧（AHistoricalReview）1.2實例：瓷磚製程設計（DesignofTileManufacturingProcess）1.3實例：煞車組件設計（DesignofaBrakeAssembly）1.4田口方法摘要（TaguchiMethodsSummary）第1章田口方法概論TaguchiMethodsOverviewSection1.1,Page1第1.1節歷史回顧AHistoricalReview1.1-1戰後的日本（PostwarJapan）1.1-2田口玄一博士（Dr.GenichiTaguchi）1.1-3美國供應商協會（AmericanSupplierInstitute,ASI）1.1-4英文著作（EnglishPublications）1.1-5台灣（Taiwan）Section1.1,Page21.1-1戰後的日本（PostwarJapan）戰後的日本企業家及學者深深體會到要重建日本的經濟，必須落實「品質」的概念，才能將日本的商品銷售出去。他們開始引進西方的統計學手法，將它應用在品質的改善上。W.EdwardDeming等被禮聘至日本。田口玄一在當時的日本已經是一位蠻有名望的工程師。Section1.1,Page31.1-2田口玄一博士（Dr.GenichiTaguchi）出生於1924年。1949年，日本電話電報公司要進行一個龐大的專案計劃，將全國的通訊系統更新。1950年，他加入日本電話電報公司新成立的電子通訊實驗室，並同時擔任日本企業的顧問。於此期間他逐漸發展出獨特的「品質工程學」。1957-1958年間，田口博士出版了「實驗設計」一書。到1970年代晚期，田口博士的「品質工程學」在日本已經普遍受到肯定。1983年田口博士開始擔任「美國供應商協會」執行總裁。Section1.1,Page41.1-3美國供應商協會（AmericanSupplierInstitute,ASI）1980年代是美國工業的低潮年代。美國人開始思考如何提升產品的品質，開始向日本探索品質的秘密。深入視察過日本工業的美國學者發現，每一家日本公司都在使用一種類似「實驗設計法」的方法在進行品質改良的實驗。這套基本理論源自西方但被西方工業界忽視、在日本加以改良、並應用在日本工業界已有幾十年的品質改善方法立刻被介紹到美國，並被美國工業界稱為「田口方法」（TaguchiMethods）。Section1.1,Page5美國供應商協會1981年，在底特律的一些汽車公司及零組件供應商成立了非營利性的AmericanSupplierInstitute。同年引聘Dr.W.EdwardDeming回美國，並將StatisticalProcessControl
SPC，介紹給工業界。1982年3月，ASI組團赴日本考察，並將田口博士以及他的品質工程學介紹給美國工業界。Section1.1,Page61.1-4英文著作（EnglishPublications）1986-1987年間有幾本田口博士的書籍被翻譯成英文並在美國出版，這些是西方學者研究田口方法的主要橋樑。1987年，ASI將直交表整理出版。1980年，田口博士造訪美國AT&T貝爾實驗室。1989年Dr.MadhavS.Phadke寫了一本介紹田口方法的書。這是第一本由美國人所執筆的田口方法書籍，其內容可以視為美國學者對田口方法的界定。1990年以後，田口博士的許多其它日文著作也陸續被翻譯成英文。2005年，田口博士、SubirChowdhury、及吳玉印先生將田口方法做了總整理，並出版了一本近1700頁的英文巨作。吳玉印先生來自台灣，畢業於成大化工系，他在田口方法的推廣方面（無論是在美國或是在台灣）做了很大的貢獻。Section1.1,Page71.1-5台灣（Taiwan）吳玉印先生曾經將許多田口博士的日文書籍翻譯成中文。在國內，首先負起田口方法推廣工作的是半官方機構「中國生產力中心」。1987年，在ASI的協助下，這個機構成立了「田口式品質工程發行委員會」，並在1990年至1995年期間，陸續將田口博士的日文著作翻譯成中文書。從此田口方法開始被國內工業界廣泛地認識。國內目前有許多公司在應用田口方法，尤其是高科技產業。大學院校普遍開設田口方法或類似的課程。工業界人士也普遍知道田口方法的存在。但是整體而言，工業界對品質提升所投入的精神和資金還是相當有限。Section1-2,Page1第1.2節實例：瓷磚製程設計DesignofTileManufacturingProcess1.2-1問題描述（ProblemDescription）1.2-2品質特性（QualityCharacteristics）1.2-3理想機能（IdealFunction）1.2-4控制因子（ControlFactors）1.2-5控制因子的變動水準（LevelsofControlFactors）1.2-6干擾因子（NoiseFactors）1.2-7實驗直交表（OrthogonalArray）1.2-8實驗記錄表及實驗數據（ExperimentalLog/Data）1.2-9S/N比（S/NRatios）1.2-10因子效應（FactorEffects）Section1-2,Page21.2-11反應表及反應圖（ResponseTable/Graph）1.2-12品質特性的反應表及反應圖1.2-13控制因子的分類（ClassificationofControlFactors）1.2-14製程最佳化（ProcessOptimization）1.2-15確認（Confirmation）1.2-16預測（Prediction）1.2-17確認實驗（ConfirmationExperiments）1.2-18製程改善前後的比較（Comparison）1.2-19後語（Remark）實例：瓷磚製程設計Section1-2,Page31.2-1問題描述（ProblemDescription）外部瓷磚內部瓷磚某瓷磚公司向德國買了一套隧道式燒窯（tunnelkiln），試運轉階段即發現有嚴重的品質問題：瓷磚尺寸變異過大。某一瓷磚，其厚度的規格是10±0.15mm，卻有約40%瓷磚超出公差範圍之外。內部瓷磚因受熱較均勻，厚度變異不大，但是外部瓷磚因受熱較不均勻，厚度變異較大。Section1-2,Page49.49.69.810.010.210.410.6TileThickness(mm)統計數據顯示內部瓷磚大部份符合規格要求，但是外部瓷磚卻大部份不符合規格要求。德國廠商認為必須修改此燒窯的設計，但需要額外的五十萬日元費用。瓷磚公司決定試試新的瓷磚製造配方，希望能降低不良率至可接受的範圍。外部瓷磚厚度分佈內部瓷磚厚度分佈問題描述Section1-2,Page51.2-2品質特性（QualityCharacteristics）工程師打算進行一系列有系統的窯燒實驗、量測每個瓷磚的厚度、再統計不良率。在田口方法的術語中，實驗的量測值或觀察值稱為「品質特性」。本實例中的品質特性為「瓷磚厚度」（單位：mm）。我們以y來代表品質特性。Section1-2,Page61.2-3理想機能（IdealFunction）一個品質特性有其理想值（idealvalue）；理想值又稱為目標值（targetvalue）或標稱值（nominalvalue）。我們以m來代表目標值。在本例中，品質特性y的目標值m=10.0mm，所以我們用下式來代表瓷磚製程的「理想機能」（IdealFunction）：y=m（1.2-1式）此理想機能稱為「望目」（nominal-the-best），此品質特性稱為望目特性。Section1-2,Page7其它類型的理想機能有：望小（smaller-the-better）、望大（larger-the-better）、及動態（dynamic）等。望小可視為目標值是0；望大可視為目標值是無窮大；所謂「動態」則是指目標值是變動的。望目、望小、及望大三種理想機能，因為其目標值是固定的，所以稱為「靜態」（static）的理想機能，其品質特性則稱為靜態品質特性。1.3節（煞車組件設計）是一個動態的例子。第4章（品質計量方法）會更深入討論上述4種基本的理想機能。4.6節（其他理想機能）會介紹其它更複雜形式的理想機能。理想機能Section1-2,Page81.2-4控制因子（ControlFactors）在所有影響品質特性的因子中，他們挑選出影響較大的8個因子。他們想要調整這8個因子，希望能解決目前的品質問題。這些想要在實驗的過程中有系統地變動的設計參數稱為「控制因子」。我們使用英文字母A,B,C,⋯等來代表控制因子。實驗的目的是要決定控制因子的設定值。表1.2-1瓷磚製程控制因子子因子說明原設計值A石灰石（limestone）含量1%B壽山石（agalmatolite）含量53%C壽山石種類S-typeD燒粉（chamotte）含量1%E添加物粒徑StandardF窯燒程序Type-2G長石含量4%H黏土（clay）種類K+GSection1-2,Page9控制因子的選擇常常是工程師面對的挑戰之一。控制因子的選擇除了有賴工程師的經驗外，必要的話可以先進行「篩選實驗」（screenexperiments）。在所有影響到品質特性的因子中，工程師必須能區分出「控制因子」與「干擾因子」（noisefactors）。控制因子是在生產線上可以設定的製程參數，而干擾因子是在生產線上無法設定的。簡單地說，工程師可以決定其設定值的因子稱為控制因子，而工程師無法控制的因子稱為干擾因子。控制因子Section1-2,Page101.2-5控制因子的變動水準（LevelsofControlFactors）表1.2-2瓷磚製程程控制因子水水準表因子說明Level1Level2Level3A石灰石（limestone）含量5%1%B壽山石（agalmatolite）含量43%53%63%C壽山石種類M-typeS-typeT-typeD燒粉（chamotte）含量0%1%3%E添加物粒徑SmallerStandardLargerF窯燒程序Type-1Type-2Type-3G長石含量7%4%0%H黏土（clay）種類K-typeK+GG-type註：陰影部份（Levvel2）為原設計值工程師需要進行一系列的實驗來了解這8個控制因子對瓷磚厚度的影響。基本步驟是：有系統地去變動這8個因子、實際去進行窯燒、再做資料分析。Section1-2,Page111.2-6干擾因子（NoiseFactors）工程師無法控制的因子稱為干擾因子。用另一種說法，在一定的控制因子組合下，造成品質特性（瓷磚厚度）變異的因子稱為干擾因子。譬如環境溼度、原料的來源等都是可能的干擾因子。本實例中，「瓷磚在台車的位置」是唯一考慮的干擾因子，其它的干擾因子被認為不是那麼重要。實驗的目的在找出一組製程配方，使得瓷磚厚度能儘量分佈在10.00±0.15mm內。工程師們選擇了台車不同位置的瓷磚來量測其尺寸，每組實驗共量測7片瓷磚。Section1-2,Page12實驗的目的是要決定各控制因子的水準，使得品質特性的平均值達到目標值，而且不良品越少越好，亦即變異越少越好。一個變異很小的製程稱為穩健製程（robustprocess）。為了設計一個穩健的製程，我們必須讓干擾因子在各組實驗中發揮其影響力，並且觀察干擾因子對品質特性影響程度。工程師希望能決定出一組控制因子組合，使得干擾因子對品質特性的影響是最低的。以上「穩健製程設計」（robustprocessdesign）的觀念是田口品質設計方法最核心的教條，我們會在本書中一再強調這個觀念。干擾因子Section1-2,Page13如果8個控制因子所有變動水準的組合都要做實驗的話，則一共需要4374（21×37）次實驗。他們利用了田口博士所設計的一個稱為L18的「直交表」（表1.2-3），只須進行18組實驗。直交表提供了有系統地、而且有效率地變動控