稳健参数设计的7种模型

稳健参数设计是六西格玛设计越来越重视一种先进的实验设计。一般测试设计对误差的分析比较笼统，都是归类为随机误差或者测试误差。但是，在稳健参数设计中，为了实现产品或流程的稳健性，我们必须仔细分析这些变异是如何形成的。除可控因素外，产品性能指标还受到噪声因素的影响。首先要明确噪声因素的具体情况，仔细分析，然后准确描述，然后尽量在实验中反映这些变化。最后讨论了稳健参数设计如何控制这些变化。

噪声因素的进一步分析:噪声因素是在正常生产过程或使用条件下难以控制的因素，没有“噪音”和“难以控制”之分。噪声因素可能有多种类型，以下是一些常见的类型。

1.参数的变化

对于生产过程中的一些要素，我们并没有将其设置为可控因素，因为在实验设计时设置并没有改变。在实际中，任何参数的控制都不可能完全精确，这就导致了误差。比如反应罐的温度就很重要。如果要考虑它的变化影响，可以把它当作可控因素。否则，可以将其设置为常数。但实际上是波动的，所以一般来说，温度的波动应该算是一个噪声因素。

2.原材料参数的变化

加工成产品的零件都有标称值，但实际值总是偏离标称值，这就导致了变异。因为通常选择原材料参数作为可控因素。由这种误差引起的噪声因子通常也称为“内部噪声”。

3.环境的变化

环境条件对响应变量也有直接影响，但我们通常不将其放入可控因素范围，比如手表的运行速度随温度的变化而波动，电视机的清晰度与输入电压密切相关，很多生产过程与室内条件有关，如温度(或湿度)、静电颗粒数、输入电压等。如何使产品对这些环境变化不敏感，是参数稳健设计要考虑的问题。我们把这种使用条件和环境条件的波动称为外部干扰，也称为“外部噪声”。

4.负载系数

指产品所承受的外部载荷。比如洗衣机的设计要考虑洗衣量的变化。要考虑汽车载重的变化和冰箱开门的次数。

5.单位之间的差异和空间差异

原料批次不同，操作人员安排不同，反应器内不同位置温度不同等。这些差异也会导致响应变量的波动。

6.时差

时差是指时间间隔短。上午和下午的差异，同一周的不同日子等等。

7.损耗退化

退化是指在较长时期内，由于各种条件的缓慢衰减、元器件的老化和磨损、生物活性的退化、材料的消耗等引起的性能的长期变异。使得系统对这种变化不太敏感。在一些测试设计中，测试误差一般是通过在单元上或时间上重复测试来估计的，测试的最终目的是针对响应变量本身(如期望大或期望小)。另一方面，稳健参数设计以响应变量的变化为研究对象，寻找并识别直接影响性能变化的变量，比原需求更深了一步，功能大大扩展。