控制因子和噪声因子

田口设计有两种类型的因子:控制因子和噪声因子。
控制因子
控制因子是您可以控制的过程或设计参数。
例如,设备设置、用于制造产品的材料或产品设计特性都可以是控制因子。
噪声因子
噪声因子是在生产期间很难控制或控制成本很高的过程或设计参数。
例如,环境温度或湿度就是噪声因子。
假设一家糕点混料生产商想要优化不同条件下的糕点味道。生产商希望确定能减少噪声因子对糕点味道影响的控制因子。
  • 处于生产商控制下的控制因子包括糕点混料的成分。
  • 不在生产商控制下的噪声因子包括客户制作糕点时的空气温度和湿度。

使用噪声因子确定最优控制因子设置

在田口设计中,噪声因子是导致系统或产品的性能发生变异,但无法在生产或产品使用过程中控制的因子。不过,您可以在试验中控制或模拟噪声因子。您应该选择表示响应将保持稳健的条件范围的噪声因子水平。

常见的噪声因子类型包括:
外部:
环境因素、客户使用等
生产变异
部件间变异
产品退化
因为使用和环境作用而导致的性能下降

在试验期间,您操纵噪声因子迫使变异发生,然后从结果中找出可使过程或产品对噪声因子引起的变异具有抵抗力或能保持稳健的最佳控制因子设置。控制因子是可以受到控制的设计和过程参数。

例如,某打印机制造商想优化打印机的性能。一个噪声因子是不同的纸张类型。在试验期间,该制造商检验了几种纸张类型,以确定可减小纸张类型对打印机性能影响的控制因子。

组合噪声因子是一种策略,其中将各个噪声因子水平分组为您期望其产生响应极值的组合。由于估计单个噪声因子的效应并不是主要目标,因此组合是一种减少检验数量的有效方法。例如,如果有三个噪声因子,每个都有两个水平,就可以有八个不同的设置组合进行检验。但是,您可以将这些噪声因子组合成两个总体设置 – 在一个设置中,噪声因子水平将增大响应值,而在另一个设置中,噪声因子水平将减小响应值。

什么是信号因子?

信号因子是一个具有一定范围设置的因子,它在使用期间受到用户的控制。信号因子在动态田口设计中存在,但在静态田口设计中不存在。在动态响应设计中,质量特征作用于一系列值,目的是改进输入信号因子与输出响应之间的关系。在静态响应设计中,相关的质量特征具有固定水平。

例如,减速量是刹车性能的度量。信号因子是刹车踏板的压下程度。当驾驶员向下踩刹车踏板时,减速度就会不断增大。踏板压下的程度对减速度具有显著效应。由于不存在最优的踏板压下设置,因此将其作为控制因子进行检验不符合逻辑。不过,工程师需要设计一个刹车系统,通过刹车踏板压下的范围产生最有效且可变数量最小的减速度。

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