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第一章 绪论 1

1.1六西格玛简介 1

1.2六西格玛公差设计的必要性 2

1.3六西格玛公差设计的内涵 4

1.4研究意义和目的 6

1.4.1研究意义 6

1.4.2研究目的 7

1.5研究综述 8

1.5.1前言 8

1.5.2稳健公差设计研究综述 9

1.5.3并行公差设计研究综述 10

1.5.4总结 10

1.6研究问题的提出 11

1.7研究内容 12

1.8本研究的创新之处 14

第二章 六西格玛公差设计的基本理论和方法 17

2.1六西格玛设计 17

2.1.1DFSS 18

2.1.2DFSS流程及主要设计工具 19

2.1.3DFSS与DMAIC的区别 24

2.2并行质量工程 25

2.3DFSS的重要性及其哲理 27

2.4稳健设计 30

2.4.1稳健设计的思想 31

2.4.2稳健设计方法 33

2.5传统的公差设计方法 34

2.5.1极值法 35

2.5.2统计平方公差方法 35

2.5.3六西格玛机械公差设计 36

2.6Taguchi的公差设计 42

2.6.1质量损失函数 43

2.6.2Taguchi的公差确定方法和公差设计的区别 44

2.6.3Taguchi的公差设计 44

2.6.4Taguchi公差设计的不足 47

2.7本章小结 48

第三章 对传统公差设计方法的改进 49

3.1六西格玛机械公差设计实例分析 49

3.1.1六西格玛机械公差设计优化流程 49

3.1.2六西格玛机械公差设计实例分析 50

3.1.3对六西格玛机械公差设计的几点说明 54

3.2对六西格玛机械公差设计的改进 56

3.2.1建立一般尺寸链的统计公差 56

3.2.2结合DOE的六西格玛机械公差设计 57

3.2.3改进的六西格玛机械公差设计的实例分析 61

3.2.4对改进的六西格玛机械公差设计的评价 64

3.3过程能力指数在公差设计中的作用及其形式 65

3.3.1过程能力指数在公差设计中的作用 65

3.3.2过程能力指数的假设条件 66

3.3.3过程能力指数的形式 66

3.3.4如何应用过程能力指数 68

3.4基于变异系数和方差百分比改进的Taguchi公差设计 69

3.4.1设计过程 70

3.4.2实例分析 71

3.4.3改进的Taguchi公差设计流程 75

3.5本章小结 76

第四章 基于RSM双响应的并行公差设计 77

4.1成本函数的开发 78

4.1.1质量损失函数的形式 79

4.1.2总成本函数 80

4.2对并行参数和公差设计的理解 82

4.3各种设计情况的分类 85

4.3.1根据公差表达形式的分类 86

4.3.2根据响应的质量特性确定设计内容 87

4.3.3各种设计情况所采用的质量损失函数形式 88

4.4基于RSM稳健设计方法进行六西格玛公差设计的必要性 88

4.4.1应用RSM的必要性 88

4.4.2应用RSM双响应稳健设计方法的必要性 89

4.5应用RSM来近似转换函数的并行参数和公差设计 93

4.5.1整合函数的构建 94

4.5.2稳健性验证及公差调整 97

4.5.3小结 97

4.6基于RSM方差模型的公差设计方法 98

4.6.1方差分析 98

4.6.2均值的调整策略 99

4.6.3优化模型的开发 102

4.7考虑偏倚的公差设计方法的构建 103

4.7.1考虑偏倚的必要性和优势 103

4.7.2考虑偏倚的优化模型 104

4.8对于望大、望小特性优化模型的构建 105

4.8.1确定过程稳定点的稳健域 105

4.8.2建立望大、望小特性的优化模型 108

4.9公差作为参数时设计方法的研究 109

4.9.1基于RSM方差模型的公差设计方法的开发 109

4.9.2对优化模型1的实例分析 110

4.9.3均值有偏倚时的设计方法 114

4.9.4对望大、望小特性优化模型的建立 120

4.10MSE标准的延伸——考虑预测稳健性 120

4.11基于VM双响应的并行公差设计的技术路线 122

4.11.1六西格玛能力验证 122

4.11.2并行公差设计的步骤和技术路线 122

4.12本章总结 123

第五章 面向噪声因子的并行公差设计 126

5.1产品稳健设计和过程稳健设计 127

5.2对噪声因子的理解 128

5.2.1在公差设计中对噪声因子的解释 128

5.2.2控制和噪声交互作用的重要性 130

5.3包含噪声因子的RSM响应模型的建模策略 131

5.3.1包含噪声因子的RSM响应模型 131

5.3.2均值和方差双响应模型的构建 133

5.3.3双响应模型的分析 134

5.3.4过程方差稳健域的构建 136

5.4基于最小过程方差置信域优化模型的建立 138

5.5面向噪声因子的并行公差设计步骤及技术路线 140

5.6本章总结 141

第六章 实验设计的选择 142

6.1对稳健性的理解 142

6.1.1稳健性定义 142

6.1.2对变异的理解以及减少变异的策略 143

6.1.3对RSM设计稳健性的认识 144

6.2CCDs设计的选择 145

6.2.1CCDs及其主要类别简介 146

6.2.2主要的概念 148

6.2.3对三类设计的评价与比较 150

6.2.4实例分析 152

6.2.5CCC、CCI和CCF异同点的比较和总结 154

6.2.6选择CCDs的指导原则 156

6.3结合表实验设计的选择 156

6.3.1田口内外表和RSM结合表的比较 156

6.3.2适于结合表的混级设计 159

6.4几个稳健性指标 160

6.5望目特性稳健参数设计优化标准的构建 161

6.6本章小结 163

第七章 应用研究 164

7.1整合方法 164

7.1.1问题描述 164

7.1.2模型求解 166

7.2对并行公差设计方法的验证 166

7.2.1验证流程 166

7.2.2模型 167

7.2.3实例分析与验证 168

7.3本章小结 174

结束语 176

参考文献 179

附录 198

研究成果 209