品质工学(第三章)

第三章品质损失函数离线品质工学及应用品质品质与品种品质与成本品质损失函数第三章教学目标•掌握品质、品种、成本、损失概念及品质与损失关系；•了解不同特性的品质与损失之间的函数关系的建立；•清楚品质特性偏离目标值，就会造成品质损失，偏离越远，损失越大；•根据目标特性、趋小特性、趋大特性的损失来对其品质作出定量评价。第三章教学要点知识要点掌握程度权重掌握品质损失函数建立三种品质特性的品质损失函数关系并能定量评价其损失大小50％熟悉品质水平利用n件产品的平均品质损失来估算产品的品质水平20％了解品质与成本之关系品质、成本20％了解品质与品种之关系品质、品种10％第三章品质：产品上市后带给社会的损失，但由于功能本身所产生的损失除外品种：产品的花色、款式第三章企业提供多品种高品质产品市场占有率↑效益↑可持续发展产品品质优劣：决定市场占有率影响市场占有率的因素：（1）产品品质的好坏；（2）产品的价格、外观、种类产品开发战略：（1）消费者对产品的需求（2）企业对产品市场进行全面调研与准确定位第三章品质与品种消费者企业品种与品质关系衬衣：每人喜欢衬衫款式不同，可通过各商场销售情况决定生产什么种类衬衣，产品开发战略非常重要品质优劣，颜色、花色品种及流行款式衬衣：何种颜色、带条纹、长袖、短袖若蓝衬衫比白衬衫好卖，不能说蓝衬衫品质好，白衬衫品质差，仅因品种不同而已品种与流行趋势有关系，品质与经济有关系，二者决定市场占有率第三章品质与成本衬衣：花费洗涤、熨烫、水费等费用衬衣买后的费用品质成本二者关系衬衣：材料费、直接劳务费、设备折旧费、失败费等，衬衣买前的费用上市前损失＋上市后损失成本品质第三章品质损失函数构造品质离线品质工学评价品质功能波动经济损失品质损失函数品质特性偏离目标值SN比正交设计品质损失函数品质损失函数：定量表达“经济损失”与“功能波动”函数第三章品质特性（输出特性）目标特性：存在目标值，希望品质特性围绕目标值波动，且波动越小越好。趋小特性：不取负值，希望品质特性越小越好，且波动越小越好。趋大特性：不取负值，希望品质特性越大越好，且波动越小越好。设品质特性为，目标值为，品质损失函数为：ym品质特性第三章消费者消费者总损失)(yL品质损失函数20()(y)Lyky品质特性：y目标值：y0品质损失：L(y)当y≠y0时则L(y)≠0|y-y0|越大，损失越大当y=y0时则L(y)＝0没有品质损失k-质量损失系数由产品的功能界限Δ0和产品丧失功能的损失A0决定，与产品的输出特性y无关第三章20()(y)Lyky功能界限：产品能够正常发挥其功能的临界值目标特性品质损失函数当y≠m时，即造成经济损失，偏差越大损失越大当y=m时，即则损失为零假定:输出特性为y目标值y0=m0my0my输出特性为y品质损失为L(y)在m附近近似表示(y)用泰勒公式展开：()()LyLmym2()()()()()1!2!LmLmLmymym当y=m时，L(y)存在最小值，则：()0Lm()0Lm2()()()2!LmLyym2()()()2!LmLyym2()()Lykym第三章目标特性平均品质损失函数])(1[)(12niimynkyL]})()()[(1{22221mymymynkiσ2与L(y)的关系2)(kyL第三章（σ2-方差）若有n件产品，yi（i=1，2，…，n）为测定值，目标值为m，其平均品质损失函数平均品质损失函数第三章])y1[)y(12niimnkL目标特性比例常数k的求解根据功能界限Δ0和相应的损失A0求k根据公差Δ和相应损失A求k412322,AAkk第三章200200,AkkA产品品质特性值为功能界限时，产品将丧失功能产品品质特性值为公差时，产品为不合格品例1：汽车车门的尺寸为（见图纸），已知门与框的偏差为3，当门与框不合适时损失为，如使车门不漏水的修理费为2000元，求比例常数。例2：某零件若存在偏差时，无论是对安装工程或对消费者来说都会带来麻烦，当该零件功能界限为20不能安装时的损失为20元，当该零件给消费者功能界限是150时的损失为175元，求比例常数。y0Akmmmmk趋小特性品质损失函数假定:输出特性为y目标值y0=0趋小特性为y质量损失为L(y)在0附近近似表示(y)用泰勒公式展开：(0)0L(0)0L2()Lyky第三章2(0)(0)()(0)1!2!LLLyLyy2(0)2!Ly趋小特性平均品质损失函数]1[)(12niiynkyL][1{2n2221yyynkσ2与L(y)的关系2)(kyL第三章趋小特性比例常数k的求解根据功能界限Δ0和相应的损失A0求k根据公差Δ和相应损失A求k412322,AAkk第三章200200,AkkA例3：汽车排出的CO含量为趋小特性，在日本全国0.4亿辆汽车排出的CO气体达到标准排放浓度的1500倍时会使1.2亿人死亡，若汽车排出的CO气体标准浓度均值为m0，当功能界限为1500m0，求相应的损失A0及品质损失函数L(y)。趋大特性品质损失函数假定:输出特性为y目标值y0=∞趋大特性为y质量损失为L(y)在∞附近近似表示(y)用泰勒公式展开：()0L()0L第三章2()1()1()()1!2!LLLyLyy2()12!Ly21()Lyky趋大特性平均品质损失函数σ2与L(y)的关系2)(kyL第三章n2i111L(y)kny)]111(1[222121nniyyynk趋大特性比例常数k的求解根据功能界限Δ0和相应的损失A0求k根据容差Δ和相应损失A求k4123第三章0201Ak200kA21Ak2kA例4：在集成电路配线中，要考虑电线间产生的摩擦大小。该制品在设计寿命期间，当功能界限Δ0=1.5(gf)时，此时的损失A0为130元，求品质损失函数。结束返回品质特性定义质量损失函数曲线质量损失函数表达式比例常数k单件产品n件产品目标特性存在目标值，希望品质特性围绕目标值波动，且波动越小越好。趋小特性不取负值，希望品质特性越小越好，且波动越小越好。趋大特性不取负值，希望品质特性越大越好，且波动越小越好。0A00yLy0mLyyy0Ly2()()Lykym2Lyky21Lyky211()[()]niiLykymn020Ak020Ak211niiLykyn111niiLykny200kA小结：三种质量特性的损失函数例1：解：002020223,2000mmAAymym2已知元，则目标特性Ly2000=3=222.2y-m返回例2：解：220.050.01ymLyymLy返回例3：解：死亡一人的损失为（国民收入×寿命）=200万日元×77.5=1.55亿日元每辆汽车的损失为22220220004.652071500AyLykyyymm返回辆亿日元亿辆亿人人亿日元/4.654.01.2/1.55A0例4：解：返回22002221301.5292.5()ALyyyy第三章小结第三章（1）引入品质损失函数可以定量评价产品质量。不同品质特性可以采用不同的品质损失函数对其品质进行评价，三种品质特性的平均品质损失为：趋小特性：趋大特性：其中：Yi为n个测定值，k为品质损失系数。2．品质是产品经过一段时间的使用后偏离原设计特性值的程度；而品种则是产品满足用户适用性要求的程度，是产品的款式、种类。二者均影响产品的市场占有率，因此，企业在开发新产品时既要考虑产品质量，又不可忽视产品的花色品种。3．成本是产品上市前的损失，品质是产品上市后的损失，成本与品质构成产品的总损失。品质工程学的任务是使其总损失越小越好，即实现成本最低，品质最高。目标特性：])(1[)(12niimYnkYL)1()(12niiYnkYL)11()(12niiYnkYL