品質工程 章前導讀 壹、品質損常函數的型式 貳、直交表 參、參數設計 肆、參數設計案例分析 伍、參數設計應用實例 品質管理 Chapter 13 品質工程

章前導讀 1/2 品管活動可依在生產線上或線外分為線上品管(on-line quality control)和線外品管(off-line quality control)。 田口玄一(Genichi Taguchi ,1949)提出品質工程(quality engineering)的原理與方法，以在產品設計的階段改善品質。 品質工程又稱田口方法，其主要在決定使品質變異小且對不可控因子的影響不敏感的產品參數組合，因此在西方國家又稱為穩建設計(robust design)。 田口將品質工程分為三個階段分別為：(1)系統設計(2)參數設計(3)允差設計 品質管理 Chapter 13 品質工程

章前導讀 2/2 線上品管： 指在生產線上所做的品管活動，如以SPC中的管制圖監控製程或分析改善製程變異的品管活動。 線外品管： 指在生產線外所做的品管活動，如以實驗設計或田口(或稱品質工程) 方法，設計產品品質或設計製程生產條件；或以可靠度方法分析產品的可靠度等。 品質管理 Chapter 13 品質工程

壹、品質損失函數的型式 1/2 望目特性與損失函數 產品品質特性值愈接近目標值愈好，當品質特性值等於目標值時，損失為 0 ；當品質特性值偏離目標值愈遠，則品質損失愈大，其二次損失函數如式(13.1)和圖(13.1)。 L = k ( Y  T )2 (13-1) 品質管理 Chapter 13 品質工程

品質損失函數的型式 2/2 圖 13.1　望目特性的二次損失函數 品質管理 Chapter 13 品質工程

望小特性與損失函數 1/2 產品品質特性值越小越好，當品質特性值為 0 時，損失為 0； 當品質特性值越大時損失愈大，其二次損失函數如式(13-2)和圖(13.2)。 L = k Y 2 (13-2) 品質管理 Chapter 13 品質工程

望小特性與損失函數 2/2 圖 13.2　望小特性的二次損失函數 品質管理 Chapter 13 品質工程

望大特性與損失函數 1/2 產品品質值特性質愈大愈好，當品質特性值愈大時損失愈小，品質特性值愈小時損失愈大，其二次損失函數如式(13.3)和圖(13.3)。 　　　 (13-3) 品質管理 Chapter 13 品質工程

望大特性與損失函數 2/2 圖 13.3　望大特性的二次損失函數 品質管理 Chapter 13 品質工程

平均品質損失的估計 前述三種品質特性的平均品質損失，若以樣本組內的n 個數據估計則可表示如下： 品質管理 Chapter 13 品質工程

望目特性 估計的每單位平均品質損失為 (13-4) (13-5) 品質管理 Chapter 13 品質工程

望小特性 估計的每單位平均品質損失為 (13-6) (13-7) 品質管理 Chapter 13 品質工程

望大特性 估計的每單位平均品質損失為 (13-8) 品質管理 Chapter 13 品質工程

貳、直交表 1/3 直交表(orthogonal array)：是實驗設計中的部分因子設計(fractional factorial design)。 應用田口參數設計，要選用適當的直交表配置實驗和據以執行實驗，再決定可達到品質穩定的各因子的最佳水準組合。 直交表的種類很多，田口列出18個基本直交表，Phade(1989)稱為標準直交表(standard orthogonal arrays)。 品質管理 Chapter 13 品質工程

直交表 2/3 使用直交表時，因子間若不存在交互作用，則可隨機將因子配置於表中， 若因子間存在交互作用，則應先將有交互作用的因子配置於直交表內，然後再配置其他無交互作用的因子，才不會發生因子和交互作用配置在同一行的衝突。 品質管理 Chapter 13 品質工程

直交表 3/3 表 13.1 LS(27)直交表 實驗編號 1 2 3 4 5 6 7 8 品質管理 Chapter 13 品質工程

參、參數設計 1/3 造成產品品質特性偏離目標值之可能因子，可分為 可控因子(controllable factors) 信號因子(signal factors) 不可控因子（uncontrollable factors 或稱雜音因子noise factors） 田口方法中的參數設計是要決定影響產品或製程的可控因子之水準組合，使其對雜音因子的影響不敏感，而達到齊一和穩健的品質及最低的品質損失。 品質管理 Chapter 13 品質工程

參數設計 2/3 圖 13.6　產品／製程之因子圖 品質管理 Chapter 13 品質工程

參數設計 3/3 改善後分配 改善前分配 圖 13.7　由參數設計降低品質特性的變異 品質管理 Chapter 13 品質工程

雜音因子的種類 外部雜音(external noise) 使產品產生變異的外部雜音有產品的使用環境或操作條件。 內部雜音(internal noise) 產品本身的品質因產品的長時間使用而有衰退或劣化的情形。 產品間的變異 產品和產品間的變異是由於製程中不可避免的不確定因子所導致。 品質管理 Chapter 13 品質工程

矩陣實驗 1/2 參數設計實驗由以下合併組成。 內側直交表(inner orthogonal array) 「行」放置可控因子 「列」則表示所放置的可控因子的水準組合 外側直交表(outer orthogonal array) 「行」放置雜音因子 「列」則表示雜音因子的水準組合 品質管理 Chapter 13 品質工程

矩陣實驗 2/2 所有實驗數據都獲得後，依品質特性是望大、望目或望小。 將觀測值轉換成信號雜音比(signal to noise ratio，SN 比)，並計算在不同可控因子之水準組合下的SN比值， 接著，決定使SN比值最大的最適可控因子的水準組合。 在此最適可控因子之水準組合下所製造的產品品質特性值變異最小。 品質管理 Chapter 13 品質工程

信號雜音比 SN比是用以衡量設計的產品品質優劣的一種統 計量。 理想的SN比應具備下列特性(Fowlkes and Crereling, 1995)： SN比可反應品質特性的變異 SN比和品質特性的平均值的調整無關 SN比用以衡量相對的品質 SN比具簡單性和加法性 品質管理 Chapter 13 品質工程

望目特性 品質特性為望目特性的特徵是： 品質特性是連續且非負值 品質特性的目標值是不為零的有限值 有調整因子，用以降低品質特性之平均值與目標值之偏差 望目特性之SN比為 品質管理 Chapter 13 品質工程

望小特性 品質特性為望小特性的特徵是： 品質特性是連續且非負值 品質特性的目標值是零 沒有調整因子 望小特性的目標是要同時將品質特性之平均值和變異數最小化 望小特性之SN比為 品質管理 Chapter 13 品質工程

望大特性 品質特性為望大特性的特徵是： 品質特性是連續且非負值 品質特性的目標值是無限大 沒有調整因子 望大特性之SN比為 品質管理 Chapter 13 品質工程