面向產品質量的穩(wěn)健設計及應用研究

（江漢大學設計學院，湖北 武漢 430056）

【摘要】：對于穩(wěn)健設計，其是當前一種針對產品質量提升的設計方法，通過該設計方法的應用，其能夠有效提高生產過程中產品的質量，從而保證產品質量性能的穩(wěn)定性，增強企業(yè)的核心競爭力。對于穩(wěn)健設計，其能夠對當前產品生產中的干擾因素進行有效的排除，保證質量波動的穩(wěn)定性。在本文中，作者通過自身多年的工作研究，對穩(wěn)健設計在產品質量保證中的應用進行了簡單的介紹。

【關鍵詞】：穩(wěn)健設計；產品質量；應用

對于產品質量穩(wěn)定性的提高，其對生產過程和生產質量具有非常大的影響，同時也是促進我國產品質量趕超國際先進水平的重要措施，因此，如何提高面向產品質量的穩(wěn)健設計應用水平對我國的企業(yè)發(fā)展來說具有非常重要的實用價值。近些年以來，隨著我國設計領域的不斷完善和發(fā)展，穩(wěn)健設計在各種產品質量保證中的應用也在逐漸增多，其盡力通過提高產品設計的質量穩(wěn)定性來促進企業(yè)的發(fā)展，提高企業(yè)的核心競爭力。對于面向產品質量的穩(wěn)健設計，其主要是通過對影響產品質量的各種因素進行分析，從而降低產品的生產成本和減少產品的生產時間，保證產品的生產質量，這對企業(yè)的發(fā)展具有非常重要的意義。

1 穩(wěn)健設計簡介

1.1 穩(wěn)健設計的概念

對于穩(wěn)健設計，其指的是在進行產品設計的過程中，產品結構參數(shù)等發(fā)生一定的改變時不會對產品的使用性能造成影響的一種設計方法，對于穩(wěn)健設計完成的產品，其在多種因素的干擾下仍然能夠保證成品質量。

1.2 穩(wěn)健設計原理

對于質量特征，其一般情況下是對產品生產質量進行評判的重要數(shù)據(jù)，對于產品的功能性，其同設計的理論情況越接近，則表明產品的質量越好。對于當前的產品質量損失，其有專門的公式對其進行計算，具體公式內容為：

E（L（y））=E（（y-）2）+（-y0）2=σ2y+δ2y，

對于穩(wěn)健設計工作，其主要是為了實現(xiàn)2個目的，一方面是將產品質量的特性平均值盡量向著目標值方向靠攏，另一方面則是盡量降低不同因素造成的產品質量波動方差，這樣能夠更好的保證產品質量。

1.3 文件設計的步驟

對于穩(wěn)健設計工作，其主要分為3步，具體內容為：首先是對產品質量的相關指標進行體系的建立，從而建立對應的設計模型。然后則是對模型中的相關數(shù)據(jù)進行計算，獲得影響產品質量的數(shù)據(jù)參數(shù)，并通過數(shù)據(jù)參數(shù)分析確定產品的質量特性。最后則是根據(jù)穩(wěn)健設計得到最佳的產品質量控制方案，保證產生的生產質量。

2 穩(wěn)健設計現(xiàn)狀研究

對于文件設計的應用，其在當前主要包含三個方面的內容：

首先是對傳統(tǒng)的穩(wěn)健設計方法進行改進，對于這一應用內容，其是由于田口玄一提出來的傳統(tǒng)的穩(wěn)健設計方法在參數(shù)方面存在著較大的缺陷，為了更好的通過穩(wěn)健設計提升產品的生產質量，設計人員不斷對穩(wěn)健設計方法進行改進，像望目特性信噪比修正計算公式，這一實例表明了修正后的計算公式能夠更好的應用在實際工作中，提升穩(wěn)健設計方案的準確性等。然后則是將現(xiàn)代穩(wěn)健設計方法同其他設計方法等進行結合，提升穩(wěn)健設計中產品質量的穩(wěn)定性。下面對常見的結合方法進行了介紹，像穩(wěn)健設計同可靠性設計之間的結合，這一結合方式能夠對文件設計的可靠性進行有效的提升，從而建立對應的穩(wěn)健設計模型，提升穩(wěn)健設計的穩(wěn)定性和準確性。然后是穩(wěn)健設計同模糊數(shù)學方法之間的結合，這一結合方法主要應用為三次設計和模糊理論中的三次模糊設計，在該設計中，其對穩(wěn)健設計中的參數(shù)特性進行了研究，從而通過這些參數(shù)的應用更好的確定穩(wěn)健設計方案。最后則是將穩(wěn)健設計和公理化設計進行結合，這一應用主要是在公理化設計和QFD設計中得到了體現(xiàn)，其通過合理的流程對產品質量進行有效的控制。最后則是穩(wěn)健設計和多學科之間的結合和發(fā)展，對于多學科優(yōu)化設計工作，其包含的內容較多，且涉及到的科學領域非常廣泛，目前為止，多學科優(yōu)化設計已經(jīng)被廣泛應用在汽車等多個領域中。隨著研究的深入，系統(tǒng)總體優(yōu)化等研究逐漸被應用在實際產品的生產中，通過對文件設計中的多個約束條件進行研究，總結了對應的文件性評估多學科優(yōu)化設計內容。

3 穩(wěn)健設計的實際應用

對于穩(wěn)健設計技術，其在我國最早應用在化工生產行業(yè)，通過后期大量的實踐研究證明，這一設計工作不僅能夠有效提高新產品開發(fā)過程中的設計質量，同時還能夠對我國現(xiàn)有的產品質量穩(wěn)定性提高創(chuàng)造良好的條件，保證我國經(jīng)濟的穩(wěn)定增長。

3.1 穩(wěn)健設計在彩色相紙質量改進中的應用研究

對于彩色相紙，其是我國樂凱公司的一種產品之一，在以前的生產中存在著嚴重的質量不穩(wěn)定問題，這大大限制了公司的發(fā)展。為了能夠更好的提高產品生產質量，其在生產過程中逐漸將穩(wěn)健型設計應用在彩色相紙生產過程中的質量控制中，對此，其首先對產品生產中所使用到的系統(tǒng)進行了全面的分析，得知彩色相紙產品質量穩(wěn)定性不高是由于生產過程中使用的品層乳劑的質量穩(wěn)定性較差，因此，在進行產品質量改善時將乳劑配方進行改良，通過穩(wěn)健性設計技術，彩色相紙的產品質量得到了有效的提升。

通過對感光材料進行實踐分析，了解到影響乳劑質量穩(wěn)定性的因素，然后對這些因素進行分析，總結其中的可控因素和誤差因素，通過穩(wěn)健性設計對其中的可控因素進行有效的控制，另外的誤差因素通過綜合分析的方法確定最佳方案，這種方法對產品質量提升起到了有效的作用。通過穩(wěn)健性參數(shù)組合實踐探究，設計對應的生產模型，然后將實驗得到的最佳模型進行實踐分析，總結出穩(wěn)健設計方案。通過這種方法，樂凱公司的彩色相紙產品質量穩(wěn)定性得到了有效的提高。

3.2 連續(xù)法苯深度氯化工藝中穩(wěn)健設計的應用研究

對于二氯苯物質，其在工業(yè)生產中具有非常重要的意義，特別是對于有機物生產，二氯苯起著防蛀和除臭等功能。對于該產品的產量，國外在相當長一段時間內遠超我國國內的產量，為了提高我國自主生產能力，有關部門開發(fā)了連續(xù)法苯深度氯化工藝，這一工藝生產中將穩(wěn)健設計納入其中，有效提高了產品質量的穩(wěn)定性。具體的分析方法同上述內容相似，都是對其中的可控因素進行有效的控制，誤差因素通過大量的實驗數(shù)據(jù)對其進行模型的建立，然后將其投入到實際生產中，確定最佳質量特性數(shù)據(jù)。

4 總結

綜合上述所說，對于產品質量控制中的穩(wěn)健設計工作，其能夠有效提高生產過程中的產品質量。對于大部分的產品生產，其都會受到較多因素的影響，如何提高生產質量穩(wěn)定性控制是當前大部分企業(yè)生產中重點考慮的問題。對于穩(wěn)健性設計，其主要是通過對設計數(shù)據(jù)進行分析，建立對應的模型試驗，最終選擇誤差最小的方案作為生產模型。該設計方法能夠廣泛應用在各個行業(yè)中，對我國的經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展具有非常重要的意義。

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