第二章 文獻回顧
2.8 田口品質工程
2.8.1 田口實驗法
田口玄一（Genichi Taguchi）博士於 1950 年，將實驗設計改良並倡 導開發使用直交表與變異數分析，其中的特點係從工程的角度解決問 題，冺用少量次數的實驗，得到有用的統計數據，進而分析及製程參數 與產品之間的關係，降低生產的成本並縮短產品開發時間，而與傳統的
實驗計畫法相比，田口實驗法所具備的效率較高。
田 口 實 驗 法 先 以 直 交 表 作 為 實 驗 規 劃 ， 然 後 加 上 信 號 雜 音 比 (singal-noise ratio，S/N 比)分析實驗數據。藉由直交表進行實驗並找出製 程參數之水準對產品品質特性的影響。將產品品質特性以信號雜音比來 找出最佳的製程參數組合。也就是說冺用控制參數因子和噪音因子間的 交互作用影響下，來達到品質穩健的目的，因此日本人將田口博士所使 用的方法稱為品質工程(quality engineering)或穩健設計(robust dseign)，而 歐 美 各 國 在 1980 年 代 開 始 接 受 此 方 法 而 稱 為 田 口 方 法 (Taguchi’s Method)。[34]
2.8.2 品質特性
品質工程必頇選定適合之量測品質特性作為產品實驗設計的重要依 據，而品質工程特性依照資料的目標可分為三類：
1. 計量特性（Measure Characteristic）：能以連續尺度測量者。
A. 望目特性（Nominal-the-better）：品質特性以某一特性數值為 目標。
B. 望小特性（Smaller-the-better）：品質特性值越小則產品功能 特性越好，且為非負值。
C. 望大特性（Larger-the-better）：品質特性值越大則產品功能特 性越好
2. 計數特性（Attribute Characteristic）：不以連續尺度量測，但能按 不連續分級尺度分類。
3. 動態特性：系統的輸入及輸出結果會影響系統的品質特性。
2.8.3 因子參數分類
在實驗或製程中，會影響產品品質特性值或反應的參數，可分為三種 因子：
1. 控制因子(Control factor)：
在設計或製造上選取用以改善穩健性的因子， 實驗設計者可自由選 擇設計各因子的水準，並且藉由調整水準數值改善產品品質特性，以求 得最適之特性值。控制因子可設定為二到三個水準，設定時為了能夠使 實驗的涵蓋範圍增大，可以將水準間的距離加大，更可冹冸因子對品質 特性的影響，提高實驗準確率。
2. 信號因子(Signal factor)：
信號因子之水準由實驗設計者或控制者調整，而可獲得產品反應值的 因子，而信號因子僅在討論動態的品質特性才考慮使用，如收音機的音 量可由音量旋鈕來控制輸出音量之大小。靜態品質特性則無此因子。
3. 雜音因子(Noise factor)：
於實驗過程或製程中，實驗設計者無法控制且會使產品品質特性改變 的因子，稱為雜音因子。雜音因子需要耗費大量的成本來控制，避免影 響到產品的品質特性。可分為(1)產品零件於使用期間因劣化所造成產品 品質特性低下的內部雜音因子，(2)產品使用因外在環境條件造成產品品 質特性出現變異的外部雜音因子，(3)重複實驗出現產品間的不同變異。
2.8.4 信號雜音比
三、望目特性之 S/N 比計算公式
望目特性
0 y
非零表 2.8 兩個水準排列所需的實驗次數表
次數 A B C 結果
1 1 1 1 y1
2 1 1 2 y2
3 1 2 1 y3
4 1 2 2 y4
5 2 1 1 y5
6 2 1 2 y6
7 2 2 1 y7
8 2 2 2 y8
表 2.9 使用 L4（23）直交表所需之實驗次數表
次數 A B C 結果
1 1 1 1 y1
2 1 2 2 y2
3 2 1 2 y3
4 2 2 1 y4
直交表的型態分為兩水準系列、三水準系列、主效果行及混合型。
1. 兩水準系列有：L4（23）、L8（27）、L16（215）
2. 三水準系列有：L9（34）、L27（313）
3. 主效果型：L12（211）
4. 混合型：L9（21 X 33）、L36（211 X 312）
在眾多的直交表中各因素間存在交互作用，所以當要作因素間的變更 時，應當注意因素間的交互作用，盡量減少實驗的誤差。
2.8.6 數據解析與分析
經過實驗後取到不同特性值，根據我們所需的品質特性（望小或望大 特性）進行 S/N 比計算。計算後製作 S/N 比輔助表與輔助圖，找出最適 因素與水準值與重要因素排序。
找到最適因素與水準此時再進行一次『確認實驗』，主要是確認 所選的最適條件是否具有再現性。通常都使用『半要因推定』作為最適 條件的推估，若有再現性則可認為此最適條件能在市場（工廠）中，達 到品質目標。一般不使用全要因推定，因為全要因推估的的值太過理想，
對品質工程並無太大助益。
田口方法中，當推估現行條件與最適條件之增益值與實際確認實 驗中現行與最適條件之增益值，兩者差異越小，表示其再現性越高。其 差值超過 30％以上，即代表實驗再現性不佳。若推估與確認實驗增益值 之差小於 30％以下，此最適條件在量產的工廠中，其目標品質能夠再現。
2.8.7 變異數分析
變異數分析（Analysis of Variance,ANOVA）主要是運用統計的方法來 冹斷每個因素對實驗的影響，進而瞭解哪些因素主要影響實驗的成果。
變異數分析如表 2.10
表 2.10 變異數分析表