田口方法漫谈之一

田口方法漫谈
之一：科学的质量定义是田口方法之源
在论坛上一直有一个话题：质量事故究竟是谁的责任？用休哈特质量思想判别，好的产品是生产出来的，不是检验出来的，这样质检人员可松一口气了。
而田口先生认为，优质产品首先是设计方法科学，然后才能生产出优质产品。
产品设计三个步骤：（1）系统设计，这方面一直是美国占优势，无法动摇。（因为这涉及专业性强，这一般是工程师的工作。（2）参数设计：寻找最佳参数组合。（3）容差设计。对于波动大但对质量特性值影响小的零部件用廉价品，提高整机的性价比。
欧美设计是同样三个步骤，但为何日本产品总体质量水平在世界前列呢？关键是田口方法对质量的定义有颠覆性的创新，这是真正的源。对质量的.定义科学化了，才会有科学的设计方法，然后才是好的制造手段。
（一） 好的质量是符合用户需求的质量标准，而不仅仅符合国标、部标。比如《质量机能展开技术QFD》就是怎样把用户的心声转化为产品开发设计的质量特性值。例如某报纸专用纸张厂，其售价不低而销量极好。其奥秘是了解了印刷报纸最重要的品质是抗拉力，他们纸张抗拉力比其它厂家显著高。
（二） 好的质量必须在内外因干扰大时波动小的稳健性。而传统DOE认为偏离目标值最小的均值水平是最佳方案。产品总体质量特性值一般呈正态分布，有均值和方差两个参数。所以田口方法认为参数选优要分二步走：第一步用S/N信噪比寻找出因素波动大而质量特性波动小的非线性关系的因素水平，即稳健性设计。该方案组合其均值水平如果偏离目标值可暂时忽略的。第二步再利用灵敏度找出对质量特性值均值敏感的因素（同时又不增加质量特性值的波动），把均值调正至目标值。《田口方法实战技术》中有个好案例：有一电路设计输出均值110V电压，当放大功能有20%波动时，用低增益三极管输出均值110V，但有正负5V的波动。如用高增益的三极管时，虽然输出均值125V偏离目标值，但仅有正负2V的波动。田口方法认为这高增益水平是可选方案，而传统DOE只会选均值110V的低增益三极管方案，也就是传统DOE不可能找到这种均值偏离15V稳健性设计参数的。传统DOE寻找最优均值组合，田口方法寻找波动最小组合，对质量定义认识的差异，最终造成完全不同的答案。目前学术界对田口方法还有不少异疑，但在稳健性设计上争议是最少的。
（三） 好的质量必须趋近目标值，偏离目标值则产生质量损失，也就是同样是合格品，使用价值是差异很大的。这简单道理过去一直没被学术界认识，包括六西格玛质量管理，也在更高的合格率上下功夫。传统质量认为只有合格品和不合格品，是O/1分布。而田口方法用质量损失曲线表达在目标值处损失为零，到质量特性值功能丧失处，（不是指公差限）最大质量损失就是修复功能的修理费。平均说质量损失和与目标值的距离是二次函数关系。所以参数设计第二步是用对质量特性值均值影响敏感的因素（又同时不会增加质量的波动），把均值调正到目标值处。
上案例高增益方案是用电阻把125V均值调正到110V的目标值，最后的方案是在内外干涉大的使用环境下保持质量特性值方差小，均值又和目标值重合。
（四） 合理公差是社会质量损失最小的公差限，即生产者损失和用户损失要平衡。颠覆了生产厂自订的公差，或国标、部标规定的公差。这一点是企业界对田口方法质疑最多的，但从目前媒体宣传企业应该有社会责任的观点，田口方法是正确的。
（五） 好的质量是性价比高的产品。如某因素的波动对质量特性值波动性和均值水平影响小的，则用价廉零部件。颠覆了优质品必需用优质零部件的传统思想。
（六） 对同一产品不同的设计或生产方案评估优劣田口方法用《质量平均损失》，其理论依质量损失和质量特性值离目标值距离相关，即和目标值的《距离》就是度量质量损失的尺度。所以质量平均损失的数学模型就是质量特性值正态分布与目标值的平均距离。为了免用绝对值符号，用方差表示。这也就是信噪比的数学核心。过去常用的离散系数和目标值和公差合格限都无关联、而合格率、Cp工序能力指数仅和公差合格限有关联，不是直接和目标值相关联，所以都不科学。
小结：DOE田口方法之所以比传统DOE先进，追根溯源是田口先生对质量有了科学的新定义。所以学习田口方法，首先理解其革命性的质量定义。
从设计、生产、销售产业链的利润是呈《微笑曲线》，即生产线利润最低。想提高利润必须向头尾发展。媒体上把中国从生产大国提升到创新大国的“吆喝”声不断，但谈何容易！？美国能成为创新大国的环境是容忍对传统理论和权威的质疑。美国优秀企业任一个员工都能向CEO对技术或管理提出质疑，而且这种举动受到鼓励。在国内可能吗？
而日本主要在参数设计上下功夫，成了他们的秘密武器。台湾在电脑产业的领先也是从纯代工的线内生产，提升到代客设计的水平。所以中国大陆先老老实实从科学的稳健性设计入手，提升中国的产业竞争力和利润率。