六西格玛重视的高级试验设计——稳健参数设计

说起实验设计，很多人会想到完全析因设计、部分析因设计、响应面设计等传统方法。然而，随着工艺要求的提高、客户需求多样性的增强和成本压力的增大，这些方法得到的优化方案在实际工作中往往达不到预取的效果。这也是为什么很多推行六西格玛管理的企业，在从传统的六西格玛改进的DMAIC向六西格玛设计DFSS演进的过程中，越来越重视一种先进的实验设计-稳健参数设计的原因。

稳健参数设计(也称稳健设计，简称稳健设计，参数设计)是实际工程问题中一种有价值的统计方法。它通过选择可控因素的横向组合来降低一个系统(或产品或过程)对噪声变化的敏感性，从而达到降低这个系统性能波动的目的。

过程的输入变量(因子)有两种:可控因子和噪声因子。可控因素是指一旦选定其值就保持不变的变量，包括产品或生产过程设计中的设计参数。噪声系数是一个在正常情况下难以控制的变量。在设计参数时，把可控因素的设置作为主要研究对象。同时根据设定的系统变化方法，用噪声因子来表示正常情况下的变化，最后根据我们预定的看大、看小或看目标的目的，选择最佳的设定。

从方法上看，可以采用两种方法:十字排列法(即内外表法)和单排列法(两类因素排列在同一表中)。从建模策略上，我们可以使用两种建模策略:位置和发散建模和响应建模。日本的田口元一博士在参数设计方法方面做出了杰出的贡献。他在设计中引入了信噪比的概念，并以此作为衡量参数组合优劣的尺度。这很有价值。甚至很多文献和软件都调用稳健参数设计/田口设计。

响应变量只是单个变量。在所研究的系统中，这个响应变量有一个特定的最优值，这个最优值是常数。这种响应称为简单响应，这种系统称为简单响应系统。在一个更复杂的系统中，响应变量显然依赖于一个有效的信号因子，这种系统称为信号-响应系统。

在田口方法术语中，简单的响应关系称为静态特性，相应的参数设计问题称为静态参数设计。信号的响应关系称为动态，相应的参数设计问题称为动态参数设计。