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DFSS稳健参数设计的7种模型

发布时间:2018-08-09  来源:张驰   点击:

DFSS稳健参数设计的7种模型

稳健参数设计是六西格玛设计越来越重视一种高级试验设计。一般的试验设计对误差的分析比较笼统,全都归为随机误差或试验误差。但在稳健参数设计中,为了能达到产品或过程的稳健性,一定要细致地分析这些变差是如何形成的。产品性能指标除了受可控因子的影响外,还受到噪声因子的影响。首先要明确噪声因子的具体状况,对噪声因子的状况进行细致的分析,然后才能予以准确描述,进而设法在试验中反映这些变差,最后讨论如何通过稳健参数设计来实现控制这些变差的目标。

 
噪声因子进一步分析:噪声因子(noise factor)就是在正常生产过程或使用条件下难以控制的因子,这里不区分“噪声”与“难以控制”。噪声因子可能有很多类型,下面是一些常见的类型。

1、参数的变化
生产过程中的某些要素,由于在试验设计过程中并不发生设置的改变,我们就并未将它们设定为可控因子。在实际工作中,任何参数的控制都不可能完全准确,这就造成了误差。例如,反应罐中的温度很重要,如果要考虑它的变化影响,则我们可将它处理为可控因子;否则可以设定为常量。但实际上它是有波动的,因此一般情况要将温度这个参数的波动看成噪声因子。
 
2、原材料参数的变化
加工成产品的零部件有其名义值(nominal value),但是其实际值与名义值总会有偏离,这就造成了变异。由于原材料参数通常被我们选定作为可控因子。这类误差所形成的噪声因子也常称为“内噪声”。
    
3、环境的变化
环境条件对响应变量也会有直接的影响,而我们通常又未将它们放入可控因子范围内,例如手表运行快慢随温度的变化而波动,电视机的清晰度与输人电压的大小有密切关系,很多生产过程与室内条件有关,例如温度(或湿度)、静电粒子数、输入电压等,要在参数稳健设计中考虑如何使产品对这些环境的变化不敏感。我们称这种使用条件和环境条件的波动为外干扰,也称为“外噪声”。
 
4、载荷因子
是指产品所承受的外部载荷。例如,洗衣机的设计中要考虑洗衣量的变化。汽车要考虑载重量的变化,冰箱要考虑开门次数的变化等。
    
5、单元间差异与空间差异

原料的不同批次、操作工的不同安排、反应炉中不同位置会有不同温度等,这些差异也造成响应变量的波动。
 
6、时间差异
时间差异是指一段较短的时间区间内。上下午的差异、同一周内不同的几天等产生的差异。
 
7、耗损降级
耗损降级是指在一个长时期内,各种条件的缓慢衰变、元器件老化磨损、生物活性降级、材料耗损等导致性能的长期变异。要让系统对此类变异的灵敏度减小。有些试验设计,一般是靠在单元上或在时间上进行重复试验来估计试验误差的大小,试验的最终目的还是针对响应变量本身(例如望大或望小)。而稳健参数设计则把响应变量的变差作为研究对象,寻找并识别出直接影响性能变差的变量,这比原来的要求大大深入了一步,功能也大为扩充了。


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