第十二章 三次设计课件.pptVIP

电子科技大学微电子与固体电子学院;内容提要;12.1三次设计概述; 2.参数设计:系统设计之后,就是要决定系统因素的好参数组合. 在试验项目中,指的是要找到综合效果较好的生产条件。对于可计算性项目,什么叫做好参数组合呢?它主要分成两类: 第一类是“直接择优”项目,优良的参数组合使得产品的性能指标达到优良的状态。 第二类是:稳定性择优”项目,通过优良的参数组合,来提高产品指标的稳定性。 对于可计算性项目,这种参数不是搞试验,而是通过系统设计中已经求出的函数关系,利用正交试验优选法,根据结果来确定系统因素的好参数组合。 3.容差设计:在参数设计决定了系统诸因素的设计值之后,接着进行容差设计。; 在容差设计阶段除了使产品满足容差(公差的一半叫容差)的要求外,对于影响指标大的诸因素(零部件),是应该采用波动幅度小的一级品或二级品????是应该采用波动幅度大的三级品?虽然用高精度的零件会使产品的质量提高(从而质量损失下降,经济收益增加),但是它将使成本上升。若成本上升的金额低于质量损失的金额,那么用高精度的零部件是合算的、可行的。否则是不合算的。因此,在容差设计阶段,要规划零部件的精度等级和产品的质量,成本以及市场等问题。 参数设计是在容差设计的基础,只有搞好了参数设计才有条件搞好容差设计。;一、三次设计定义 三次设计即所谓三阶段设计就是在专业设计的基础上用正交试验方法选择最佳组合和最合理的容差范围,尽量用价格低廉的、低等级的零部件来组装整机的优化设计方法。 三次设计由系统设计(system desing)、参数设计(parameter design)和容差设计(tolerance design)三个阶段组成。 系统设计又叫基础设计,它是设计的基础,是运用系统工程的思想和方法,对产品的结构、性能、寿命、材料等进行综合考虑,以探讨如何最经济、最合理地满足用户要求的整体设计过程。系统设计的设计质量是由设计人员专业技术水平和应用这些专业知识的能力所决定,在此阶段,试验设计方法不起作用.。;二、参数设计的基本步骤 参数设计是在系统设计的基础上,对影响产品输出特性值的各项参数及水平,运用试验设计的技术方法,找出是输出特性值波动最小的最佳参数水平组合的一种优化设计方法。 参数设计就是要找出参数水平的最佳组合,参数设计是质量的优化设计,是设计的重要阶段、核心阶段,稳健设计主要用于这个阶段。 参数设计是一种非线性设计,它主要利用非线性性质减少输出特性的波动,减少质量损失,所用的方法主要就是正交设计法,具体步骤如下: (1)分析、明确问题的要求,选择出因素及水平 (2)选择正交表,按表头设计确定试验方案 (3)具体进行试验,测出需要的特性值 (4)进行数据分析 (5)确定最佳方案 ;三、容差设计 容差设计又叫公差设计,是在参数设计完成之后再进行的一种设计。 容差设计是对产品质量和成本(包括市场情况)进行综合考虑,通过试验设计方法找出各因素重要性的大小,据此给予参数更合理的容差范围。 容差设计的任务是针对主要的误差因素,选择波动值较小的优质元器件、零部件,以减少质量特征值的波动,但这样必定使成本提高,故只有在参数设计未能使内、外干扰充分缩小的情况下,才进行容差设计,一般说来,都要进行容差设计。 在容差设计中,为减少用户的损失,需要计算质量损失,以便对容差设计方案的优劣进行评价。 ;质量损失函数定义为:;找到对应点y０(这里有两点)使L(y０)=A,这时,  Δ０＝｜y０－m｜， (12-1) 就是容差,对任意y,当 ｜y-m|＜Δ０时,L(y)＜Ａ； ｜y-m|＞Δ０时,L(y)＞Ａ； ｜y-m|＝Δ０时,Ｌ（ｙ）＝Ａ． 2目标值m的确定 确定目标值m应兼顾工厂企业与用户双方的利益。一般是综合平衡厂家与用户双方的利益,确定一个合适的m０值,见图12-２。在一张图上,画出质量曲线Q及成本曲线C,再画出两者之和的损失函数L(y),找出L(y)的最小值点m０，这就是要取的目标值,即在目标值ｍ０处,L（ｙ）的值最小。  Ｌ（ｍ０）＝ｍｉｎＬ（ｙ），;容差设计的步骤如下: (1)针对参数设计所确定的最佳参数水平组合,根据专业知识设想出可以选用的低质廉价的元器件,比如可选用三等品,进行试验设计和计算分析; (2)为简化计算,通常都选取和参数设计中相同的因素为误差因素,对任一误差因素设其中心为ｍ,波动的标准差为σ,最理想的情况是取下面的