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1、离线品质工学及应用离线品质工学及应用品品 质质品质品质与品种与品种品质品质与成本与成本品质品质损失函数损失函数第三章第三章教学目标教学目标 掌握掌握品质品质、品种品种、成本成本、损失损失概念及品质与概念及品质与损失关系；损失关系； 了解不同特性的了解不同特性的品质品质与损失与损失之间的函数关系之间的函数关系的建立；的建立； 清楚品质特性清楚品质特性偏离目标值偏离目标值，就会造成，就会造成品质损品质损失失，偏离越远，损失越大；，偏离越远，损失越大； 根据目标特性、趋小特性、趋大特性的损失根据目标特性、趋小特性、趋大特性的损失来对其来对其品质品质作出作出定量评价定量评价。第三章第三章教学要点教学要
2、点第三章第三章品质品质：产品上市后带给社会的损失，但由于功能：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本身所产生的损失除外 品种：产品的花色、款式品种：产品的花色、款式 第第三章三章企业提供多品种提供多品种高品质高品质产品产品市场占有率市场占有率效益效益可持续发展可持续发展产品产品品质品质优劣优劣：决定决定市场占有率市场占有率影响市场占有率的因素影响市场占有率的因素：（1 1）产品产品品品质的好坏质的好坏；（2 2）产品的价格、外观、种类产品的价格、外观、种类产品开发战略产品开发战略：（1 1）消费者对产品消费者对产品的的需求需求（2 2）企业对产品市场进行全面调研与准企业对产
3、品市场进行全面调研与准确定位确定位第第三章三章品质与品种 消消 费费 者者 企企 业业品种与品质关系品种与品质关系衬衣：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 类类衬衣衬衣，产品开发战略非常重要，产品开发战略非常重要 品质品质优劣，颜色、花色品种及流行款式优劣，颜色、花色品种及流行款式衬衣衬衣：何种：何种颜色、带条纹颜色、带条纹、长袖、短袖、长袖、短袖 若蓝衬衫比白衬衫好卖，不能说蓝衬衫若蓝衬衫比白衬衫好卖，不能说蓝衬衫品质品质好，白衬衫好，白衬衫品质品质差，仅差，仅因因 品种不同而已品种不同而已品种与流行趋势有关
4、系，品种与流行趋势有关系，品质品质与经济有关系与经济有关系，二者决定市场占有，二者决定市场占有率率第三章第三章品质与成本 衬衣：花费洗涤、熨烫、水费等费用 衬衣买后的费用衬衣买后的费用品品 质质成成 本本二者关系二者关系 衬衣：材料费、直接劳务费、设备折 旧费、失败费等， 衬衣买前的费用衬衣买前的费用 上市前损失 上市后损失 成本成本 品品质质 第第三章三章品质损失函数构造构造品质品质离线品质工学离线品质工学评价评价品质品质功能波动功能波动经济损失经济损失品质损失函数品质损失函数品质特性品质特性偏离目标值偏离目标值SN比比正交设计正交设计品质损失品质损失函数函数：定量表达：定量表达“经济损失经
5、济损失”与与“功能波动功能波动”函数函数第三章第三章品质特性（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品质特性第三章第三章消费者消费者总损失)(yL品质损失函数20( )(y )L yk y品质特性：品质特性：y y目目 标标 值：值：y y0 0品质损失：品质损失：L(y)L(y)当当yyyy0 0时时则则L(y)0L(y)0|y-y|y-y0 0| |越大，损失越大越大，损失越大当当y=yy=
6、y0 0时时则则L(y)L(y)0 0没有没有品品质损失质损失k-k-质量损失系数质量损失系数由产品的功能界由产品的功能界限限0 0和产品丧失和产品丧失功能的损失功能的损失A A0 0决定，决定，与产品的输出特与产品的输出特性性y y无关无关第三章第三章20( )(y )L yk y功能界限：产品能够正常发挥其功能的临界值功能界限：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当ym时，即时，即造成经济损失，偏差造成经济损失，偏差越大损失越大越大损失越大当当y=m时，即时，即则损失为零则损失为零假定假定: 输出特性为输出特性为y 目标值目标值y0=m0 my0 my输出特性为输出特性为y
7、 y品品质损失为质损失为L(y)L(y)在在m m附近近似表示附近近似表示(y)(y)用泰勒公式展开：用泰勒公式展开：( )()L yL mym2( )( )( )()()1!2!L mL mL mymym 当当y=my=m时时，L(y)L(y)存在最小值，存在最小值，则：则：( )0L m ( )0L m2()( )()2!LmL yym2( )( )()2!L mL yym2( )()L yk y m第三章第三章 目标特性平均品质损失函数)(1)(12niimynkyL)()()(122221mymymynki2与与L(y)的关系的关系2)(kyL第三章第三章（2-方差）若有若有n件产品，
8、件产品，yi（i=1，2，n）为）为测定值，测定值，目标值为目标值为m，其平均其平均品品质损失函数质损失函数平均平均品品质损失函数质损失函数第三章第三章)y1)y(12niimnkL目标特性比例常数k的求解根据功能界限根据功能界限0 0和相应的损失和相应的损失A A0 0求求k k 根据根据公公差差和相应损失和相应损失A A求求k k 412322,AAkk第三章第三章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
9、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 。y0Akmmmmk趋小特性品质损失函数假定假定: 输出特性为输出特性为y 目标值目标值y0=0趋小趋小特性为特性为y y质量损失为质量损失为L(y)L(y)在在0 0附近近似表示附近近似表示(y)(y)用泰勒公式展开：用泰勒公式展开：(0)0L(0)0L2( )L yky第三章第三章2(0)(0)( )(0)1!2!LLL yLyy2(0)2!Ly 趋小特性平均品质损失函数1)(12niiynkyL
10、12n2221yyynk2与与L(y)的关系的关系2)(kyL第三章第三章趋小特性比例常数k的求解根据功能界限根据功能界限0 0和相应的损失和相应的损失A A0 0求求k k 根据根据公公差差和相应损失和相应损失A A求求k k 412322,AAkk第三章第三章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假定: 输出特性为输出特性为y 目标值目标值y0=趋大趋大特
11、性为特性为y y质量损失为质量损失为L(y)L(y)在在附近近似表示附近近似表示(y)(y)用泰勒公式展开：用泰勒公式展开：()0L ()0L 第三章第三章2()1()1( )()1!2!LLL yLyy 2( )12!Ly 21( )L yky 趋大特性平均品质损失函数2与与L(y)的关系的关系2)(kyL第三章第三章n2i111L ( y )kny)111(1222121nniyyynk趋大特性比例常数k的求解根据功能界限根据功能界限0 0和相应的损失和相应的损失A A0 0求求k k 根据容差根据容差和相应损失和相应损失A A求求k k 4123第三章第三章0201Ak200kA21Ak
12、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0=1.5(gf)时，此时的损失A0为130元，求品质损失函数。结束返回0A00y L y0m L yyy0 L y2( )()L yk ym 2L yky 21L yky211( )() niiL ykymn020Ak 020Ak 211niiL ykyn 111niiL ykny200kA 小结：三种质量特性的损失函数小结：三种质量特性的损失函数例1：解： 002020223,2000mm AAymym 2已知元，则目标特性 L y2000 =3 =222.2 y-m返回例2：解： 220.050.0
13、1ymL yymL y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 22220220004.652071500AyL ykyyymm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2200222130 1.5292.5( )AL yyyy第三章 小结第三章第三章（1 1）引入品质损失函数可以定量评价产品质量。不同引入品质损失函数可以定量评价产品质量。不同品品质特性可以采用不同质特性可以采用不同的品质损失函数对其的品质损失函数对其品品质进行评价，三种质进行评价，三种品品质特性的平均品质损失为：质特性
14、的平均品质损失为： 趋小特性：趋小特性： 趋大特性：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。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。高。目标特性：目标特性：)(1)(12niimYnkYL)1()(12niiYnkYL)11()(12niiYnkYL