1950年代日本品質工程專家田口玄一(Genichi Taguchi)博士所創 品質工程的方法，在日本迅速普及，由於成效良好，甚受國際品質界 人 士 的 重 視 ， 1980 年 代 歐 美 品 管 界 稱 其 為 田 口 方 法 (Taguchi’s Method)。經由1950年代到1960年代初期的研究工作，田口博士發展 出穩健設計的理論，並在很多產品的開發上有成功的案例。
田口博士把品質定義為「產品自出廠送至客戶手上，對社會所產 生的損失。」由此定義可知，田口博士在品質上強調「顧客導向」的 觀念，這與過去「製造導向」，形成強烈的對比(黎正中,1993)。另外，
田口博士結合技術與統計方法，使產品設計和製造過程能達到最佳條 件，而迅速改進成本與品質。經由確認實驗可保證由實驗室得到的最 適條件在製程上或顧客手上仍是最適的。
田口式品質工程主要包括「生產線外品質管制」與「生產線上品 質管制」兩個系統，如圖2-1 所示。「生產線外品質管制」是田口博 士為提高研究開發的效率與品質的正確評價，求得合理且使生產者與 消費者雙方均為最小損失的允差範圍與品質水準等品質工程的重要 課題，將直交表、參數設計、S/N 比等引入產業界之開發及生產設計，
並予注入主動、積極精神之品質工程。製程最佳化的三個步驟：系統
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設計、參數設計、允差設計。而其中的參數設計是田口方法中一個 達成高品質且低成本的重要步驟。另外田口方法中的一個重點是使用 直交表，可以減少實驗的次數，藉以來減低因實驗所需的時間與成 本。「生產線上品質管制」則包括對製程施行製程診斷與調整、預測 與修正、測試與措施等三種工程之設計。
田口博士並將成本納入品質工程設計中，透過對損失函數最佳點
（最小損失值）之工程模型的執行，而達成製程品質成本的最適點（最 合理化）。產品經由研究開發階段乃至試作完成，雖有生產線外品質 管制諸工程的嚴密設計，產品上線生產後，其品質特性仍不免因製程 中4M（人員、機器、原材料、方法）而有變異性發生，仍頇假生產 線上品質管制施以管制，藉以達到品質及損失成本之最合理化（鄧世 輝，1987）。
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圖2.1田口品質工程結構圖
(資料來源：徐世輝著，品質管理，1998)
2.1.1 損失函數
田口博士對品質的評價是以損失為基礎，亦即以成本的考慮為基 本原則。由於利用損失（即成本）來做產品品質的評價，故較以往的 不良率或是製程能力係數等，較容易了解及接受。現在以損失函數來 說明利用品質改善用來降低成本的看法。田口博士利用泰勒展開式來 定義品質損失函數，說明如下（Phadke,1989）：
假設L(y)為品質特性值y之損失函數。
y 為品質特性值（如長度、濃度、密度、寬度等）。
m 為品質特性之目標值。
先 將 L(y) 以 目 標 值 為 中 心 利 用 泰 勒 展 開 式 展 開 為 (2-1) 式 ：
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性（the smaller-the better：STB）、望大特性（the larger-the better：
LTB）及望目特性（the nominal-the better：NTB）(陳耀茂,1998)。
表2.1為簡略的說明：
表2.1 品質特性說明
品質特性 說明
望小特性 若品質特性值具有一個規格上限（Upper Specification Limit；USL），
且為非負數值，其值愈小愈好的特性稱之為望小品質特性。此類的 品質特性諸如污染程度，缺陷數。
望大特性 若品質特性值具有一個規格下限（Lower Specification Limit；LSL），
且為非負數值，其值愈大愈好的特性稱之為望大品質特性。此類品 質特性如系統的壽命、單位時間的生產量。
望目特性 此類品質特性通常有一個理想的目標值，且規格上限與規格下限，
在此目標值的兩側。當產品的特性值偏離此一目標值時，產品的功 能就會發生退化。此類品質特性如尺寸特性。
S/N 比的推算，是將損失函數直接取對數值轉換而得，依據不同 的品質特性，有不同的轉換公式。田口以S/N 比替代品質損失函數，
作為產品績效衡衡量的準則，主要在於減少交互作用的產生，增強穩 健設計中，加法性（additive model）模式的成立。將各類品質特性之 損失函數與S/N 比公式，整理成表2.2(Phadke, 1989)所示：
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表2.2 品質特性與損失函數
2.1.3 影響產品或製程績效的因子
Phadke & Dehnad(1987）提出一個影響產品或製程績效的參數 圖，如圖2.2。由圖知，可將影響產品或製程績效的因子歸納為：
圖2.2產品/製程參數圖
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(一) 不可控制因子（uncontrollable factor；或稱雜音因子）
雜音因子為設計人員所不能控制的因子，因子的水準在實際操作 時很難控制，或必頇花費非常昂貴的代價去控制。雜音因子可分為下 列三類：
(1) 外部雜音（external noise）
會隨使用條件或環境的變化，而干擾產品的機能。如溫度、濕度、灰 塵及人的差異等。
(2) 內部雜音（internal noise）
當某產品在儲存期間發生劣化或是使用期間造成磨損而發生變化，從 而使其無法達到該有的機能。
(3) 單位間的變異（unit-to-unit variation）
雖然規格值一定，但是在製程中無法避免的會造成每件產品之特性值 不一致，而其中原因並不明確。
(二) 可控制因子（controllable factor）
此為設計人員為達到產品品質績效，根據本身之工程經驗和知 識，對於易於調整控制之因子，依其對品質特性平均值及變異數影響 的情形，將可控制因子分為下列三類：
(1) 控制因子（control factor）
此類因子為對產品品質變異具有顯著影響的因子，透過最佳控制因子
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水準的選擇，使產品品質機能對雜音因子的干擾有最小之敏感性，以 降低產品變異性。
(2) 信號因子（signal factor）
對品質特性平均值具有影響的因子，通常由使用者或操作者根據目標 值的需求而設定，如風扇轉速通訊系統0、1 轉換。
(3) 調整因子（adjustment factor）
在參數設計最佳化中，由於為了降低產品變異，有可能會導致產品品 質平均值偏離目標值。此時，我們選擇對變異沒有顯著影響的因子，
但對產品品質特性平均值有顯著影響的因子，為調整因子，調整產品 品質特性之平均值至目標值上，以使產品品質損失降至最低。
2.1.4 穩健設計
穩健設計是一套找出可控因子最適水準的方法，使得產品或製程 對雜音因子不敏感。穩健設計的基本原理為最小化變異來源的影響，
而非以除掉變異來源的方式來改善產品或製程最適化。它包含了八個 步驟，而這八個步驟又可歸納為三大階段，茲說明如下：（Phadke，
1989）
第一階段 規劃實驗
第一步驟：辨認主要機能、副作用，和失效狀況。
第二步驟：辨認雜音因子及評估品質損失的測試條件。
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第三步驟：辨認要被觀察的品質特性和要被最適化的目標函數。
第四步驟：辨認可控因子及它們的水準。
第五步驟：設計矩陣實驗及定義資料分析程序。
第二階段 執行實驗
第六步驟：執行矩陣實驗。
第三階段 分析與驗證實驗結果
第七步驟：分析資料，決定可控因子的最適水準，及預測在最適水準 組合之下的表現。
第八步驟：實施驗證實驗並計劃未來。