品质工学(第七章).pptVIP

第七章 目标特性三次设计 信噪比 目标特性三次设计 目标特性三次设计 * ＩＣＰ是世纪科技与欧洲顶尖的理工医科学院——伦敦大学帝国学院共同创建的。 教学目标 寻求最佳实验方案，实现产品低成本和高质量 掌握目标特性信噪比设计及三次设计方法 熟悉设计步骤和系统参数的统计分析 离线品质工学及应用 目标特性信噪比 目标特性三次设计 教学目标 离线品质工学及应用 能力目标 知 识 要 点 权 重 掌握目标特性信噪比的计算方法 目标特性的信噪比 30% 掌握目标特性三次设计步骤和方法 目标特性三次设计 30% 掌握目标特性参数设计之方差分析及确定最佳因素组合，实现产品的低成本和高品质 实验数据统计分析 30% 了解目标特性的品质特征 目标特性 10% 教学要点 目标特性 产品的品质特性Y服从正态分布N(μ, σ2)，且存在目标值m。一个理想的参数设计目标，应该是期望μ=m，且方差σ2越小越好。 1. 测定值为非负数据 设有n件产品的测量数据为：Y1、Y2、…、Yn 全波动ST为： 均值波动Sm为： 误差波动Se为： 信噪比η为： 方差Ve为： 2. 测定值为正、负数据 设有n件产品的偏差数据为：Y1、Y2、…、Yn，此时全波动等于误差波动，即 全波动ST为： 方差Ve为： 信噪比η为： 离线品质工学及应用 目标特性三次设计概念图 离线品质工学及应用 系统设计：确定系统，实现功能 参数设计：多因素选优 公差设计：确定最佳参数公差 夜视仪中稳流电路输出电流应恒定不变，针对下图稳流电路，希望输出电流y=120mA。由于干扰影响，输出电流y会产生波动，为了减小输出波动，现对该电路进行三次设计。 目标特性三次设计实例 已知功能界限为10mA 1．系统设计 选择一个电路，实现“稳定输出电流”功能。工程技术人员所选择的夜视仪中的稳流电路如左图所示。 稳流电路图 系统的输出电流Y与输入电压及各元件的关系式为： 式中： R1、R2、R3、R4 - 电阻（Ω） Ec - 电源电压（V） Ube - 晶体管两极电压（V） 对上述电路的要求： 负载电阻：Rfz = 50～80Ω 输出电流：y 应稳定在m= 120mA，且波动越小越好 输出电流公差：Δ=10mA 因此，该特性为目标特性。 2．参数设计 （1）确定可控因素及水平 因 素 水 平 R1(Ω) R2(Ω) R3(Ω) R4(Ω) 1 680 2400 22.0 270 2 1000 3600 27.0 360 3 1500 4700 51.0 470 注：表中第2水平为原设计方案 （2）内设计 选用正交表L9(34)作为内表，将可控因素设计到正交表内，得到的试验方案见下表。 可控因素及水平 因素 试 验 R1（Ω） R2（Ω） R3（Ω） R4（Ω） N1 N2 Yi1 （mA） Yi2 （mA） ηi (dB) Si （dB） R11 （Ω） R23 （Ω） R33 （Ω） R41 （Ω） Ube3 （V） Ec1 (V) R13 （Ω） R21 （Ω） R31 （Ω） R43 (Ω) Ube1 （V） Ec3 (V) 1 1（680） 1（2400） 1（22） 1（270） 612 2640 24.2 243 0.8 17 748 2160 19.8 297 0.6 19 97.50 215.52 4.80 43.22 2 1 2（3600） 2（27） 2（360） 612 3960 29.7 324 0.8 17 748 3240 24.3 396 0.6 19 48.45 121.21 3.46 37.69 3 1 3（4700） 3（51） 3（470） 612 5170 56.1 423 0.8 17 748 4230 45.9 517 0.6 19 16.87 48.55 2.13 29.13 4 2（1000） 1 2 3 900 2640 29.7 423 0.8 17 1100 2160 24.3 517 0.6 19 117.64 238.56 5.84 44.48 5 2 2 3 1 900 3960 56.1 243 0.8 17 1100 3240 45.9 297 0.6 19 40.21 90.84 4.55 35.63 6 2 3 1 2 900 5170 24.2 324 0.8 17 1100 4230 19.8 396 0.6 19 69.86 166.98 3.93 40.67 7 3（1500） 1 3 2 1350 2640 56.1 324 0.8 17 1650 2160 45.9 396 0