1、Chapter 7,指導(dǎo)教授：陳永璋 博士 學(xué)生：林宜亭(93633115),產(chǎn)品與過程設(shè)計(jì)中的品質(zhì) 補(bǔ)充部分,產(chǎn)品壽命週期舉例說明,雪橇設(shè)計(jì) 在1970年代之間，滑雪運(yùn)動(dòng)受歡迎程度達(dá)到顛峰；但是到1980年代時(shí)，滑雪運(yùn)動(dòng)開始退燒，導(dǎo)致雪橇的銷售量下滑；因此雪橇製造商投注更多財(cái)力於產(chǎn)品研發(fā)上，於是滑雪板應(yīng)運(yùn)而生。藉由吸引滑雪板的人群及年輕人的注意，滑雪板的產(chǎn)量穩(wěn)定成長(zhǎng)。雪橇在設(shè)計(jì)科技上的改變讓該市場(chǎng)東山再起。,設(shè)計(jì)可用的產(chǎn)品舉例說明,為何需要?jiǎng)訂T火箭科學(xué)家設(shè)計(jì)高爾夫球？ 羅伯瑟曼是一位火箭科學(xué)家而目前是以設(shè)計(jì)高爾夫球面上的球渦為業(yè)，他解釋球渦的秘訣在於，其須有足夠的深度能在空中旋轉(zhuǎn)，以造成擾流

2、效果，使球能順利突破力障；但是，擾流效果太強(qiáng)又會(huì)對(duì)球造成拖力，使球快速掉落。瑟曼說：最理想的情況，便是為每位球友設(shè)計(jì)適合個(gè)人的球。,的方法舉例說明,以DFM為重心的通用汽車 DFM概念早在1970年代即於美國(guó)開始實(shí)施；今日所有汽車公司普遍均使用DFM方法，通用汽車藉由DFM過程，將所有層級(jí)、不同背景的小組活動(dòng)融合一體，這些多元背景小組即稱為產(chǎn)品發(fā)展小組。在通用汽車，DFM最重要的便是能輕鬆組裝無瑕疵的車輛；而要達(dá)到此目標(biāo)，過程變異則必須維持在最低。DFM的最後一個(gè)步驟，則是確認(rèn)製造能力；設(shè)計(jì)小組發(fā)展一個(gè)工作雛型，以確認(rèn)該設(shè)計(jì)符合所有要求；而從這個(gè)過程中所學(xué)習(xí)的知識(shí)可轉(zhuǎn)移給下一個(gè)車輛開發(fā)計(jì)畫為參

3、考，以確保產(chǎn)品過程不斷地改進(jìn)。,案例福特金牛座,設(shè)計(jì)福特金牛座：為什麼要以品質(zhì)為第一優(yōu)先考量？ 金牛座的故事證明品質(zhì)對(duì)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)與研發(fā)的所有層面來說都非常重要。 金牛座對(duì)福特公司而言不只是一部汽車，它更代表福特汽車能以嶄新的方法製造車子。 金牛座即將上市時(shí)，福特公司宣佈一套新的產(chǎn)品理論概念顧客的設(shè)計(jì)範(fàn)例，下頁(yè)是為帶領(lǐng)金牛座專案過程中心方法的一些基本原則,案例福特金牛座(續(xù)),資深管理者應(yīng)以多項(xiàng)的里程碑、而非日程時(shí)間表來評(píng)量研發(fā)計(jì)畫。 製造零件的供應(yīng)商應(yīng)負(fù)責(zé)雛型零件他們可對(duì)外發(fā)包雛型的生產(chǎn)，但也必須負(fù)責(zé)品質(zhì)、功能、成本及運(yùn)費(fèi)。 必須以製造工具生產(chǎn)試驗(yàn)汽車的零件。 在隨後的設(shè)計(jì)過程中，福特汽車公司

4、也實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的管理理念，包括同步工程、純熟的製造輸入、雛型改進(jìn)及標(biāo)竿學(xué)習(xí)。,2004 Prentice-Hall,Taguchi Design of Experiments 補(bǔ)充-田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),田口玄一 (Genichi Taguchi）,序論及大綱,本補(bǔ)充的重點(diǎn)在於一種專門用來改善產(chǎn)品與製程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方法，也就是田口實(shí)驗(yàn)法，針對(duì)田口實(shí)驗(yàn)法設(shè)計(jì)行為層面與技術(shù)層面進(jìn)行探討。 大綱如下： 一田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 二田口方法的背景基礎(chǔ) 三田口程序 四舉例說明,摘要,田口方法專注於參數(shù)設(shè)計(jì)，藉此為生產(chǎn)產(chǎn)品或服務(wù)指出所需的投入組合。 田口為理想品質(zhì)界定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以減少社會(huì)損失的品質(zhì)水準(zhǔn)。本方法提供不同的模式，來計(jì)

5、算社會(huì)帶來的損失，而這些模式則稱為品質(zhì)損失函數(shù)。 完成田口方法的步驟包括辨識(shí)問題、 腦力激盪、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 、進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 、結(jié)果分析及確認(rèn)操作。,一田口實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),田口方法 田口方法是透過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)來決定參數(shù)，以找出生產(chǎn)產(chǎn)品或服務(wù)的最適輸入組合的標(biāo)準(zhǔn)方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)與處理工程方面是極為重要的工具，它能找出生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品或服務(wù)的最適原料份量。 田口對(duì)設(shè)計(jì)的看法可分為四個(gè)方面： 穩(wěn)健設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、 參數(shù)設(shè)計(jì)及允差設(shè)計(jì),穩(wěn)健設(shè)計(jì),穩(wěn)健設(shè)計(jì) 田口對(duì)穩(wěn)健設(shè)計(jì)的概念是：產(chǎn)品或服務(wù)的設(shè)計(jì)應(yīng)以能維持產(chǎn)品或服務(wù)無瑕疵及高品質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)。 田口創(chuàng)新提出三個(gè)步驟且能達(dá)成穩(wěn)健設(shè)計(jì)的新方法，即(1)概念設(shè)計(jì)、(2)

6、參數(shù)設(shè)計(jì)及(3)允差設(shè)計(jì)。,（）概念設(shè)計(jì),概念設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)所使用的科技過程，其包括過程科技選擇與過程設(shè)計(jì)選擇概念設(shè)計(jì)有助於降低生產(chǎn)成本，並產(chǎn)出更高品質(zhì)的產(chǎn)品。 以影印店為例，概念設(shè)計(jì)包括版面與科技選擇且候選的影印機(jī)須分別測(cè)試，以判定其是否適用。,（）參數(shù)設(shè)計(jì),參數(shù)設(shè)計(jì)係指選擇控制因子，以及決定每個(gè)因子的最適水準(zhǔn)。 控制因子指的是在過程中，管理者能加以控制的參數(shù)，例如顧客服務(wù)代表的受訓(xùn)種類與多寡。若顧客所接受的服務(wù)品質(zhì)取決於顧客服務(wù)代表所受訓(xùn)練的多寡，訓(xùn)練便可視為控制因子，且對(duì)生產(chǎn)成本不會(huì)造成任何影響。 例如，每張紙寬英吋可視為一個(gè)目標(biāo)，而其目的是為了找出最有效率的程序或服務(wù)設(shè)計(jì)。,（）

7、允差設(shè)計(jì),允差設(shè)計(jì)係用來處理發(fā)展中的規(guī)格限制。當(dāng)參數(shù)設(shè)計(jì)在減少變數(shù)後，情況卻未見改善時(shí)，下一步驟便是允差設(shè)計(jì)，但它往往會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本上揚(yáng)。 例如，工程師可能會(huì)選擇性地緊縮某些允差度，並要求使用較高級(jí)的原料。 舉例，烤蛋糕的例子，若使用田口方法，即可找出最適烤蛋糕的溫度與時(shí)間、麵粉、蛋，以及其他原料的用量。參數(shù)便如同原料。,二田口方法的背景基礎(chǔ)-1,歷史由來 田口方法是由田口玄一博士於1980年，首先向貝爾實(shí)驗(yàn)室提出。 從歷史傳承的角度來看，田口方法可說是承襲自蕭德華在統(tǒng)計(jì)品質(zhì)管制，以及戴明在改善日本品質(zhì)方面的工作而來。 田口方法係提供以下條件：判定可控制的產(chǎn)品或服務(wù)因子與程序結(jié)果之間功能關(guān)係的

8、基礎(chǔ)、強(qiáng)化可控制變數(shù)來調(diào)整過程目的的方法檢驗(yàn)程序中隨機(jī)事件與產(chǎn)品或服務(wù)的變異性之關(guān)係的方法。,二田口方法的背景基礎(chǔ)-2,田口品質(zhì)的定義 對(duì)田口而言，理想品質(zhì)是一個(gè)可以用來判定產(chǎn)品或服務(wù)之品質(zhì)層級(jí)的參考點(diǎn)或目標(biāo)值。 亦即當(dāng)產(chǎn)品或服務(wù)在合理操作、且無有害副作用的情況下，計(jì)畫生命週期可表現(xiàn)出其應(yīng)有的功能。,二田口方法的背景基礎(chǔ)-3,品質(zhì)損失函數(shù) 圖7.1中顯示對(duì)產(chǎn)品重要特性的衡量(以A點(diǎn)表示)。依據(jù)傳統(tǒng)理論，如果A是在規(guī)格之內(nèi)便沒有問題；但事實(shí)上，圖中A比較靠近規(guī)格的邊緣，離目標(biāo)的衡量值較遠(yuǎn)，這表示在一段時(shí)間後問題可能會(huì)出現(xiàn)，田口稱該潛在問題為潛在社會(huì)損失 (loss to society)。社會(huì)損

9、失可視為與目標(biāo)值的成本差離。,二田口方法的背景基礎(chǔ)-4,圖7.1 傳統(tǒng)品管程序,Q(c) 報(bào)廢成本,LSL,USL,目標(biāo),A,二田口方法的背景基礎(chǔ)-5,品質(zhì)損失函數(shù) 為了量化社會(huì)損失，田口採(cǎi)用二次損失函數(shù)。圖7.2顯示出任何不同於目標(biāo)6(T = 6)的改變，均會(huì)導(dǎo)致公司的損失。,二田口方法的背景基礎(chǔ)-6,圖7.1 田口二次損失函數(shù),二田口方法的背景基礎(chǔ)-7,使用品質(zhì)損失函數(shù) 品質(zhì)損失函數(shù)(QLF)係著重於因買進(jìn)不符合規(guī)格之產(chǎn)品，而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)或社會(huì)成本，其可能包括維修成本、故障成本、環(huán)境保護(hù)，以及產(chǎn)品運(yùn)作超額成本。 其公式：/;2 (美元/單位) 表示恆定數(shù)。 表示單位維修成本。 表示允差範(fàn)圍。

10、,二田口方法的背景基礎(chǔ)-8,使用品質(zhì)損失函數(shù) 假設(shè)修理汽車暖氣機(jī)所需金額為200美金。在允差為6 0.5mm、 且距目標(biāo)值的離差平方為(1/6)2 的條件下，計(jì)算由於目標(biāo)設(shè)定的離差而導(dǎo)致的品質(zhì)損失函數(shù)。 帶入公式：200/0.52=800 ，而 2 =800*(1/6) 2=22.22 (美元/單位） 因此可知，由於目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的離差而導(dǎo)致的損失是每單位22.22美元。在以這個(gè)成本和其他缺陷比較，便可決定實(shí)施產(chǎn)品設(shè)計(jì)改善的優(yōu)先順序。,三田口程序,1.辨識(shí)問題 2.腦力激盪階段(辨識(shí)因子、因子設(shè) 初 定、可能的交互作用及目標(biāo)) 始 步 3.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(選擇正交表列、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))驟 4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 5.結(jié)果

11、分析 6.確定操作,三田口程序(英文),三田口程序-1,步驟1 : 辨識(shí)問題 首先須辨識(shí)與生產(chǎn)程序或服務(wù)本身有關(guān)的問題。,三田口程序-2,步驟2 : 腦力激盪 腦力激盪可辨識(shí)對(duì)產(chǎn)品與服務(wù)有重大影響的可變因素。 在本階段，所須辨識(shí)的重要可變因素即田口所稱的因子。 其種類包括控制因子(即受到管理階層控制的可變因素)，或訊號(hào)因子(即無法控制的可變因素)。,三田口程序-3,步驟3 : 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)是依據(jù)集體研討會(huì)議中所得之因子、因子水準(zhǔn)及目標(biāo)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。田口方法使用線外實(shí)驗(yàn)作為改進(jìn)品質(zhì)的方法，其與傳統(tǒng)的線上(處理中)品質(zhì)提升方法有所不同。因此在進(jìn)行田口實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是非常重要的一環(huán)。所需的重複次數(shù)

12、也必須事先決定。,三田口程序-4,步驟4 : 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 採(cǎi)用嚴(yán)格統(tǒng)計(jì)方式的田口方法，如變異數(shù)分析(ANOVA)、訊號(hào)與雜音之比率(S/N)及回應(yīng)表(response charts)。 選擇實(shí)驗(yàn)所適用的直交表，其所需根據(jù)集體研討會(huì)議所得的因子個(gè)數(shù)及水準(zhǔn)來決定。 以適當(dāng)?shù)闹匮}次數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，並紀(jì)錄結(jié)果。 計(jì)算每個(gè)因子與水準(zhǔn)的平均成效水準(zhǔn)。 將平均回應(yīng)紀(jì)錄在回應(yīng)表上，以顯示與實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)相符的最適成果。,三田口程序-5,步驟5 : 結(jié)果分析 實(shí)驗(yàn)可用來決定最接定目標(biāo)的因子；基本上，所以因子的最適水準(zhǔn)均須決定。如果兩因子間有明顯的交互作用，則可能有兩種選擇：第一種是忽略交互作用(但本法有風(fēng)險(xiǎn))；另一種是在合

13、理成本的情況下，進(jìn)行完全因子實(shí)驗(yàn)以確定交互作用，而完全因子實(shí)驗(yàn)將測(cè)試變化內(nèi)所有可能的交互作用。,三田口程序-6,步驟6 : 確認(rèn)操作 一旦決定了每一因子的最適水準(zhǔn)後，應(yīng)將因子設(shè)定在最適水準(zhǔn)，並進(jìn)行確認(rèn)實(shí)驗(yàn)以確認(rèn)之前的結(jié)果，否則實(shí)驗(yàn)會(huì)有明顯的錯(cuò)誤。假若結(jié)果與預(yù)期有很大的差異，則可能存在交互影響，因此應(yīng)重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。,四田口實(shí)驗(yàn)法的例子-1,公司背景 位於密蘇里州奧克維斯市的Bronson保險(xiǎn)集團(tuán)，有一群文書人員，專門負(fù)責(zé)將個(gè)人汽車保險(xiǎn)的申請(qǐng)資料輸入電腦系統(tǒng)，每一份申請(qǐng)書均含有大量資料。近期，該公司管理階層認(rèn)為輸入系統(tǒng)內(nèi)的資料有誤，長(zhǎng)期以來，管理階層均將責(zé)任歸咎於文書人員的不夠謹(jǐn)慎小心但開除部分員

14、工之後問題依舊存在。因此公司雇用一位品管專家來研究這個(gè)問題。,四田口實(shí)驗(yàn)法的例子-2,田口實(shí)驗(yàn) 經(jīng)過初步調(diào)查後，品管專家設(shè)計(jì)一個(gè)讓管理階層能易於理解的田口實(shí)驗(yàn)，以求進(jìn)一步了解問題。 利用田口實(shí)驗(yàn)而得出的方法使用者並非高層，而是中高階層的管理者因此，中高階層管理者的支持對(duì)新系統(tǒng)的推動(dòng)與實(shí)施特別重要。,四田口實(shí)驗(yàn)法的例子-3,設(shè)計(jì)田口實(shí)驗(yàn) 此時(shí)所要解決的問題是:導(dǎo)致低劣品質(zhì)的不正榷操作程序，而實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)則是將程序的作用最大化以改善品質(zhì)，也就是選擇能使品質(zhì)瑕疵與社會(huì)成本減至最小的控制因素 。 由集體研討會(huì)議結(jié)果，品管專家選了五個(gè)因子以進(jìn)行田口實(shí)驗(yàn)，如下所示：培訓(xùn)方法、書架的置放位置、申請(qǐng)書的新設(shè)計(jì)、外務(wù)保險(xiǎn)專員及內(nèi)勤保費(fèi)計(jì)算人員填寫申請(qǐng)書的新程序 、工作空間增大。,四田口實(shí)驗(yàn)法的例子-4,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)