田口方法实战技术
田口方法是一种在产品开发和产品设计早起阶段防止质量问题的技术，是一种新颖、科学、有效的质量工程优化设计方法。田口方法以最迅速、最经济的试验方法直交表），使系统在不增加成本情况下，突破设计瓶颈或改善生产制造流程，应用于技术开发、产品开发，能发挥立即有效的成果。前言前言当下竞争国际化与需求多样化的制造业,其产品寿命周期日益缩短,制造厂家惟有用极短的研发周期源源不断地推出新产品,才能在市场上占据有利地位,否则就有失去审场份额的危杌。因为无论多妤的产品,错过了上市时机就可能变得一钱不值!然而即使研发人员加班加点也无济于事,似乎缩短研发周期的潜力已经被挖尽了。事实上只有不断改革“研发方法”才能解决根本问题。田口方法( Taguchi Methods)作为一种非常实用的技术开发、制程改善工具,协助企业快速找出制程环境的最适生产条件,并有效节省产品设计开发时间,而广受研究单位、生产、制程部门的欢迎与肯定。在日本的电子、汽车等行业,应用田口方法被认为是“天经地义的事”。近几年风靡仝球企业的6设计,实际上就是以田口方法为核心的设计,6设计及田口方法在制造业的广泛应用已收到显著效果。田口方法在研发领域更是受到高度评价,被当作是将研发周期编短一半的法宝。本书主要采用循序渐进、由浅入深的系统化方式,倚惜作者30多年来研究实验计划、直交表”的丰富实务体验,从管理的视角阐述了田口方法知识体系的精髓,讲解此套品质工程技术,让初学者和有经验人士皆能建立完整的理念体系,轻而易举地应用于实务工作中。书中包含了田口知识体系中的重要内容,揭示了实际操作中所遇到的各种疑难问题和相应的解决方案。本书在编写过程中,乘持全面、简单、实用的原则,突出以下三个重点1.理论和实践的完美结合。本书从实例出发,导出田口方法深奥的理论,并用众多实倒来解析田口方法的实际应用,为企业高效实施田口方法指明了方向。2.理论全面,重点突出。本书从田口方法理论中的两个重点(比和直交表)出发,全面展开,多方位阐述田口方法的深奥理论。对于研究田口方法的有?田口方法实战技术心人士来说,不愧为一本不可多得的教材。3.化复杂为简单。田口方法深奥的理论,一直困惑着田口方法在实际生产中的应用。本书利用各种图表、各个行业的实例来阐明田口方法深奥的理论,使读者能够从简单到深入,由浅而深,从而理解田口方法的真义。在本书编写过程中,得到了众多企业高层主管、研发、设计、生技、制造、品管人员提供的许多企业实务经验,让本书的实例得以丰富,在此表示感谢。另也感谢本公司同仁李联伟先生协助本人整理多年来积的教材资料与案例,海天出版社相关编辑人员给予的建议,在此一并向他们致以最衷心的感谢及最诚挚的祝福!感谢给我帮助的各个公司,因篇幅有限,未能一一列出(以公司第一字笔画为序排名)六和机械集团友达光电(苏州)有限公司华映光电企业集团光宝电子(东莞)有限公司沪士电子(昆山)有限公司明硕计算机(苏州)有限公司美齐科技股份有限公司信泰联光学(东莞)有限公司润泰企业集团高刨(苏州)电子有限公司捷安特(巨大机械)企业集团舒电子(东莞)有限公司富士康企业集团锦和科技股份有限公司沪士电子董事长吴礼淦先生、捷安特总经理郑宝堂先生,在日理万机之中仍不忘关注抽作的印行,不吝为拙作慨然赐序,其九鼎之言,使本书蓬草生辉,于此谨表哀心的谢忱。林秀雄2004年8月序一序当今企业面对国际化市场竞争及多样化需求,产品/技术市场寿命周期愈益缩短,产品的质量要來越来越严格,惟有用极短的研发周期源源不断地推陈出新,用最稳健的制程参数来控制产品生产流程,才能在市场中占据有利地位。否则企业即会失去市场份颛,在市场竞争中被淘汰。新技术研发(制程条件控制与稳定性解析、新产品与新制程开发)和缩减成本已经成为当前企业经营刻不容缓的深题。自日本著名质量管理专家田口玄一博士在20世纪70年代初创立“田口方法( Taguchi Methods)”以来,田口方法在全世界颇受产业界欢迎,并被迅速推广普及,其提升研发效率及改善品质成效之卓著,影响之深远,更一致受到高度评价。田口方法是一种在产品开发和产品设计早期阶段防止质量问题的技术,是种新颖、科学、有效的质量工程优化设计方法。田口方法以最迅速、最经济的实验方法(直交表),使系统(产品设计或制程改善)在不增加成本(葚至降低成本〕情况下,突破设计瓶颈或改善生产制造流程,应用于技术开发、产品开发能发挥立即有效的成果。近几年全球企业热摔的6设计,实际上就是以田口方法为核心的设计,可见田口方法之实祧,势在必得。捷安特通过30余年来在国际审场的持续精耕,秉持“生活可以更美圩!”的品牌精神,才有了今日之绩效。在充满机遢的全新时代,捷安特以科技、时尚、人性为主题,将人类对于未来的执着和对生活的热爱汇入自行车的设计理念中,维系自然和人的交流,为美好生活创建更完善的产品,这是人类对于未来的理想,也是捷安特对于生活的憧憬。“创新价值,领导流行”,才可以在当今市场竞争中立于不败。在这些成就背后,田口方法在捷安特之推行实施作用重大。↓田口方法奥战技木林秀雄教授,潜心致力于田口方法研究多年,其理论功底之深厚,实践经验之丰富,实属品管界之泰斗,我司有幸邀请林教授莅临,亲自讲授田口方法真义,林教授深入浅出的概念讲解,生动详实的案例分析,强有力地推动了我司田口方法的普及与发展,对我司的可持续发展助意甚大。林教授汇集多年之精湛理论与实践为一炉,与时俱进,编著《田口方法实战技术》一书,本人深感此书内容之前瞻性、实用性。相信此书的面世,将对田口方法在祖国大陆的推广普及,必有实质的作用。特写此一序,郑重推荐之。捷安特(中国)有限公司总经理郑宝堂它孛序二序企业经营者一向是社会经济变化的敏锐唤觉者,更是最务实的执行者面对当今惊涛骇浪的外部市场环境,产品的更新换代步伐加快,消费者对产品的质量要求日益苛刻,如何提高产品的可靠度?如何缩短产品的研发过程?已成为经营者的关注焦点。二次世界大战后,日本工业迅速崛起,他们依靠神秘武器—田口方法,在世界各国市场上大获全胜。在20世纪80年代,田口方法就已在美国囚防、汽车工业领域闻名遐迩。在日本电子、汽车等行业,应用田口方法被认为是“天经地义的事”。可见在企业里推动此方法势在必行。田口玄一博士是著名的质量专家,他以预防为主、正本清源的哲学思想,把數理统计、经济学应用到品质管制工程中,发展出独特的质量控制技术——田口方法。它摒弃了传统的质量观念,提出了新的质量概念,即质量不是靠检验得来的,也不是靠控制生产过程得来的;质量,就是把顾客的质量要求分解转化为设计参数,形成预期目标值,最终生产出低成本且性能稳定可靠的“物美价康”的产品。田口方法作为实验设计的方法,旨在帮助我们用较少的实验次敷,得到与全方位实验同样有效的实验结果,编短研发和技术苹新周期,以最经济的手段改进工艺。该理论以最迅速、最经济的实验方法使产品设计或制程改善在不增加成本(甚至降低成本)情况下,突破设计瓶颈或改善生产制程,应用于技术开发、产品开发中,发挥立即有效的成果。可见田口方法不失为一个简单、科学的方法。学会它,对事件分析处理之能力提升帮助甚大。我司为能聘请林秀雄教授前来讲授田口方法深感荣幸。林教授以多年的实践口方法臭战拉术经验和深厚的理论知识,深入浅出的教导,让学员耳目一新,不再被深奥理论所吓倒。使学员能够切实理解田口方法的真义,在今后的工作中可以将田口方法落到实处,从而为企业的发展带来最大化的效益。此次喜闻林教授即将出版《田口方法实战技术》一书,即满怀期待。现读罢此书,深感此书抛开高深的理论和繁杂的公式,而从众多实例出发,详述田口方法之应用,可谓化繁杂为简单。深信此书的出版将促进田口方法在业界的高效实施,对业界可谓贡献甚大。在此,秉持“知识你我共享”的心情,拙笔一序,希望此书的面世,可以让各行各业的更多朋友了解田口方法,并以此方法来为中国产业界更好地服务!沪士电子股份有限公司董事长吴礼淦4目录目录第一章田口方法与品质工程原理………1)§1.1前言§1.2田口的哲学观念及田口方法…………………(2)§13参数的分类……(3)8I.4品质工程原理(6)§1.5品质管制在各阶段屮的要务9第二章品质损失函数…(13)82.1品质、成本与低成本品质工程观念的启发……………………(13)822工程设计、工程规格与实验计划…………(15)23直交表与实验计划(16)824对数、指数的说明与启发…………(16)§2.5品质损失函数…·●·鲁……·(18)826二次方程式品质损失函数………(21)§27平均品质损失命◆·(25)第三章直交表与应用实例研究…(29)§3.1定义:直交与直交原理………………(29)§3.2直交表的直交性证明………(30)§3.3直交表的使用…………………………(36)?田口力法实战技木第四章实验计划与制程改善模式·◆··;◆···◆··自····◆吉····4····日◆·晋··。···日·●39)§4.1实验计划的目的与主要构成项目……………(39)S4.2应用直交表的实验说明(40)§4.3直交表解析与实验指示说明………(42)§4.4主效果与交互作用的计算与说明§4.5重要因果图解分析、可控制项目、实验指示书与制程改善模式…………(46)第五章品质计量法基础……………………………………………………………(50)§5.1品质管理的发展…………………(50§52品质计量法……………………(52)§5.3举例分析…▲画血最口●看D●曲鲁d…(53)§54三种品质计量方法之比较■■▲·血d自■··晶自看着自垂·自(56)第六章田口方法的运用步骤与著名案例…….(58)S6.1口口方法的运用步骤…………(58)S6.2田口博士著名案例—磁砖制程设计●會●。●鲁·(60)S6.3变异数分析( Analysis of Variance)曹自晋非鲁會●鲁曹●q鲁◆自◆●香鲁↓看§64新旧田口方法的对比……………………………(69)第七章SN比与品质特性基础(73)§7.1SN比的概念和定义公式(73)§7.2田口方法中的静态特性………(75)§7.3田口方法中的动态特性(83)§7.4举例解析甲电自(86)第八章应用直交表的矩阵实验…(0)§81矩阵实验…§8.2因素效应的估量(112)
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动态贝叶斯网络
动态贝叶斯网络（Dynamic Bayesian Network, DBN），是一个随着毗邻时间步骤把不同变量联系起来的贝叶斯网络。这通常被叫做“两个时间片”的贝叶斯网络，因为DBN在任意时间点T，变量的值可以从内在的回归量和直接先验值（time T-1）计算。DBN是BN（Baysian Network）的扩展，BN也称作概率网络（Probabilistic Network）或信念网络（Belief Network）。前言不确定性理论在人工智能机器学习、自动控制领域已经得到越来越广泛的应用。本书以当前国际上不确定性研究领域的核心工具—动态贝叶斯网络为线索,进行了动态网络推理算法、平稳系统动态贝叶斯网络结构学习模型设计、非平稳系统动态网络变结构学习模型设计、基于概率模型进化算法的动态贝叶斯网络结构寻优算法的研究。推理算法以隐变量作为划分依据,讨论了离散、连续、混合模型的推理算法,并进行了算法复杂度及应用领域的讨论;结构学习研究首先从度量体制人手,讨论了动态网络度量体制的可分解性,提出了平稳及非平稳系统网络结构学习模型,以及基于贪婪算法思想的遗传算法寻优思想;最终将推理及结构学习理论用于无人机路径规划、战场态势感知、动态数据挖掘、自主控制领域,并通过大量仿真检验。本书的研究工作得到了西安工业大学专着甚金及国家自然科学基金重大研究计划(90205019)的资助。本书全面系统地介绍了动态贝叶斯网络的相关理论,重点介绍了动态网络的经典应用和国内外的新发展。全书共分9章。第1章概述了动态贝叶斯网络的产生与发展、基本操作及表达。第2章和第3章为本书的理论基础部分,首先从静态网络已经取得的理论成果及研究内容人手,由浅入深引出动态贝叶斯网络的基本概念及研究方向,确定本书将要解决的主要问题:DBN推理问题和连续变量的DBN结构学习问题。第4章在第3章基础上,详细讨论了三类动态贝叶斯网络的推理即隐变量离散、隐变量连续、隐变量混合DBN推理;隐马尔科夫模型是所有离散动态网络的基础,故首先介绍其表达及推理,由此派生出其他离散动态网络,并讨论了奶何将复杂离散网络转化为简单HMM的方法,通过算法复杂度实验分析,明确了离散动态网络的相应属性,得出了相应结论,为合理选择DBN推理算法提供依据;在推理中,若系统参数未知或为时变系统,必然涉及参数学习,故在讨论三类网络的推理中亦涉及参数学习问题。第5章从静态网络结构度量机制入手,讨论并推导出动态贝叶斯网络结构用于网络结构度量的BIC及BD度量机制;通过描述基于概率模型进化算法的构图基础,引出动态贝叶斯网络结构学习机制,即基于贝叶斯优化(BOA)的动态网络结构寻优算法,BOA算法的关键是根据优良解集学习得到动态贝叶斯网络,以及根据动态贝叶斯网络推理生成新个体,前者更为重要,按照本书提出的基于贪婪箅法思想的遗传算法解决动态网络学习,然后应用动态贝叶斯网络前向模拟完成后一步。第6章在此基础上,刻画了基于BD度量体制的平稳动态系统DBN结构学习模型设计,并通过仿真验证了其有效性针对非平稳随机系统DBN的结构学习模型,提出了一种自适应窗口法用于在线自适应学习变结构DBN结构,仿真结果可行。第7章在第4章DBN推理理论的基础上,从以往UCAⅴ路径规划中使用的方法以及涉及的定义、术语等出发,讨论了静态路径规划、动态路进规划及空间路径规划三方面的基本问题,通过对原始 Voronoi图的改进,提出了平面改进型Voronoi图、空间改进型 Voronoi图的概念,以及平面及空间动态路径重规划区域原则等,为动态路径规划提供有力的整体构型支撑,进而应用前几章理论基础,建立基于DBN的战场环境感知模型,仿真结果均表明了构图及动态决策模型的正确性。第8章在DBN推理及结构学习的理论基础上,将其用于自主优化及动态数据挖掘。将BOA及基于概率模型的遗传算法的静态图形的优化机制进行推广,提出了一种动态优化的新方法,利用DBN作为t到t+1代转移网络,适时改变优化的基本条件,实时确立新的种群及优化的方向,使得自主智能体在无人干预下顺利完成一系列复杂任务成为可能,将变结构DBN结构学习模型设计用于动态数据挖掘,实时确定个因素之间的关系。第9章通过两个典型的应Ⅳ用实例,将DN推理学习理论进行融合,并用于实际模型。附录给出了与DN结构度量相关定理、性质的证明,为读者进一步研究和学习动态贝叶斯网络提供参考。本书是作者近年来潜心学习和研究国内外不确定性算法理论、方法和应用成果的一个总结。在本书的编写过程中,得到了西安电子科技大学焦李成教授和清华大学戴琼海教授及英国BankUniversity陈大庆教授的热心指导和鼓励,新加坡南洋理工大学的王海芸博土后审阅了书稿,并提出了许多宝贵意见,特向他们表示衷心的感谢。由于涉及内容广泛及限于作者的学识水平,书中疏漏和不当之处在所难免,希望读者不吝赐教指正。作者目录第1章图模型与贝叶斯网络1.1图模型简介1.2动态贝叶斯网络鲁+垂香曲1.3动态贝叶斯网络应用研究1.3.1动态时序数据分析与挖掘曾··會世57781.3.2无人机的态势感知与路径规划1.3.3.进化算法与动态贝叶斯网络混合优化…10第2章静态贝叶斯网络…112.1静态贝叶斯置信网络2.2贝叶斯网络的特点与应用范围……………152.3贝叶斯网络的研究内容162.3.1计算复杂性162.3.2网络结构的确定问题2.3.3已知结构的参数确定问题…………182.3.4在给定结构上的概率计算…4福通而看高自曲着看西画192.3.5贝叶斯网络推理算法…………………19第3章动态贝叶斯网络基础283.1从静态网到动态网283.1.1概述283.1.2推导…………………………293.1.3动态贝叶斯网络表达要鲁垂鲁鲁中t曲·曹市壘曾曹吾普·量313.2动态贝叶斯网络的研究内容…………353.2.1动态贝叶斯网络推理……………………363.2.2动态贝叶斯网络学习…………………………39第4章动态贝叶斯网络推理464.1隐变量离散动态网络推理464.1.1模型数学描述…………………464.1.2马尔科夫的研究内容…4.1.3隐马尔科夫推理学习仿真…534.1.4隐马尔科夫其他拓扑形式…………564.1.5一般离散动态网络和隐马尔科夫关系584.2动态贝叶斯网络推理算法性能分析604.2.1动态网络转化隐马尔科夫仿真…614.2.2离散动态网络推理算法比较仿真……634.2.3连续动态网络推理比较仿真………724.3模糊推理与隐马尔科夫结合炮火校射……………754.3.1概述…音曲曹香音音音吾晋自粤吾·自·754.3.2模糊动态网络环境感知框架754.4隐变量连续动态网络推理4.4.1模型数学描述…794.4.2卡尔曼滤波图模型推理·日·曹曹曾鲁····804.5混合隐状态动态贝叶斯网络834.5.1模型数学描述……b音量章申曾要中命要即命·甲看834.5.2混合动态贝叶斯网络推理864.5.3混合动态贝叶斯网络学习89第5章动态贝叶斯网络结构学习算法……915.1动态贝叶斯网络结构度量体制…………915.1.1概述…………915.1.2动态网络的贝叶斯信息度量935.1.3动态贝叶斯网络BD度量965.2动态贝叶斯网络度量分解性能分析省着带鲁曹曹曹鲁鲁鲁虚鲁鲁中·985.3构建动态网络结构寻优算法…1145.3.1基于概率模型的进化算法…1155.3.2基于贝叶斯优化构造动态网络结构算法…1165.3.3学习动态贝叶斯网络……………1185.3.4动态夏叶斯网络推理1275.4基于贝叶斯优化构建动态网络结构算法仿真…128第6章动态贝叶斯网络结构学习模型1346.1平稳系统动态网络结构学习模型设计1346.1.1模型设计1356.1.2仿真试验1386.2变结构动态网络自适应结构学习模型设计…………1446,2,1模糊自适应双尺度1446.2.2动态系统非平稳程度和平稳性的测量1516.3非平稳系统网络结构学习仿真试验153第7章基于动态贝叶斯网络的路径规划1657.1无人机平面静态路径规划…1657.1.1基本概念……………1657.1.2基于相同威胁体的路径规划…1667.1.3不同威胁体下平面路径规划1717.1.4路径细化暨要命要曹吾帝吾辛事壶要面要吾吾曹中垂要晋吾曹事1767.2无人机动态路径规划1787,2.1概述1797.2.2平面动态环境下局部路径构图原则1797.2.3威胁变化下无人机平面路径规划………1827.2.4突发威胁体下无人机平面路径重规划研究1867.3无人机空间路径规划研究………………………1907.3.1空间改进型 Voronoi图………1907.3.2威胁变化下局部路径构图区域原则1957.3.3局部路径选择原则及战场感知模型…197第8章基于动态贝叶斯网络的自主控制…1998.1概述…1998.2快速构建决策网络结构方法…2008.2.1链形决策网络模型的建立………2018.2.2决策网络树形模型结构学习算法…2048.2.3一般决策网络结构学习算法2058.3进化算法与动态网络混合优化……2068.3.1算法基本思想2068.3.2转移网络作用中鲁鲁··章鲁···自··………2108.3.3混合优化自主控制算法描述…2108.3.4混合优化自主控制算法软件实现………211第9章无人机自主控制应用研究2249.1基于混合优化的无人机路径重规划.2249.1.1自主控制过程描述2249.1.2混合优化无人机路径规划仿真…2259.2无人机攻击多目标路径规划………………2379.2.1自主控制过程描述……………2389.2.2初始动态网络图构型2399.2.3无人机自主攻击多随机运动目标仿真240附录贝叶斯网络局部结构度量数学基础250A.1链形模型局部结构度量250A.2树形模型局部结构度量253A.3局部贝叶斯网络度量………………………………257参考文献…………………………………262
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