FMEA和FTA分析
故障模式與影響分析(FMEA)和故障樹分析(FTA)均是在可靠性工程中已廣泛應(yīng)用的分析技術(shù)，國(guó)外已將這些技術(shù)成功地應(yīng)用來解決各種質(zhì)量問題。在ISO 9004：2000版標(biāo)準(zhǔn)中，已將FMEA和FTA分析作為對(duì)設(shè)計(jì)和開發(fā)以及產(chǎn)品和過程的確認(rèn)和更改進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法。
我國(guó)目前基本上僅將FMEA與FTA技術(shù)應(yīng)用于可靠性設(shè)計(jì)分析，根據(jù)國(guó)外文獻(xiàn)資料和我國(guó)部分企業(yè)技術(shù)人員的實(shí)踐，F(xiàn)MEA和FTA可以應(yīng)用于過程(工藝)分析和質(zhì)量問題的分析。質(zhì)量是一個(gè)內(nèi)涵很廣的概念，可靠性是其中一個(gè)方面。
通過FMEA和FTA分析，找出了影響產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的各種潛在的質(zhì)量問題和故障模式及其原因（包括設(shè)計(jì)缺陷、工藝問題、環(huán)境因素、老化、磨損和加工誤差等），經(jīng)采取設(shè)計(jì)和工藝的糾正措施，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和抗各種干擾的能力。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，某世界級(jí)的汽車公司大約50%的質(zhì)量改進(jìn)是通過FMEA和FTA/ETA來實(shí)現(xiàn)的。
Kano模型
日本質(zhì)量專家Kano把質(zhì)量依照顧客的感受及滿足顧客需求的程度分成三種質(zhì)量：理所當(dāng)然質(zhì)量、期望質(zhì)量和魅力質(zhì)量。
1.理所當(dāng)然質(zhì)量。當(dāng)其特性不充足（不滿足顧客需求）時(shí)，顧客很不滿意；當(dāng)其特性充足（滿足顧客需求）時(shí)，無所謂滿意不滿意，顧客充其量是滿意。
2.期望質(zhì)量也有稱為一元質(zhì)量。當(dāng)其特性不充足時(shí)，顧客很不滿意，充足時(shí)，顧客就滿意。越不充足越不滿意，越充足越滿意。
3.魅力質(zhì)量。當(dāng)其特性不充足時(shí)，并且是無關(guān)緊要的特性，則顧客無所謂，當(dāng)其特性充足時(shí)，顧客就十分滿意。
理所當(dāng)然的質(zhì)量是基線質(zhì)量，是最基本的需求滿足。
期望質(zhì)量是質(zhì)量的常見形式。
魅力質(zhì)量是質(zhì)量的競(jìng)爭(zhēng)性元素。通常有以下特點(diǎn)：
1.具有全新的功能，以前從未出現(xiàn)過；
2.性能極大提高；
3.引進(jìn)一種以前沒有見過甚至沒考慮過的新機(jī)制，顧客忠誠度得到了極大的提高；
4.一種非常新穎的風(fēng)格。
Kano模型三種質(zhì)量的劃分，為6Sigma改進(jìn)提高了方向。如果是理所當(dāng)然質(zhì)量，就要保證基本質(zhì)量特性符合規(guī)格（標(biāo)準(zhǔn)），實(shí)現(xiàn)滿足顧客的基本要求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)集中在怎樣降低故障出現(xiàn)率上；如果是期望質(zhì)量，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)關(guān)心的就不是符合不符合規(guī)格（標(biāo)準(zhǔn)）問題，而是怎樣提高規(guī)格（標(biāo)準(zhǔn)）本身。
不斷提高質(zhì)量特性，促進(jìn)顧客滿意度的提升；如果是魅力質(zhì)量，則需要通過滿足顧客潛在需求，使產(chǎn)品或服務(wù)達(dá)到意想不到的新質(zhì)量。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)關(guān)注的是如何在維持前兩個(gè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，探究顧客需求，創(chuàng)造新產(chǎn)品和增加意想不到的新質(zhì)量。
POKA-YOKE
POKA-YOKE意為“防差錯(cuò)系統(tǒng)”。日本的質(zhì)量管理專家、著名的豐田生產(chǎn)體系創(chuàng)建人新江滋生（Shingeo Shingo）先生根據(jù)其長(zhǎng)期從事現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量改進(jìn)的豐富經(jīng)驗(yàn)，首創(chuàng)了POKA-YOKE的概念，并將其發(fā)展成為用以獲得零缺陷，最終免除質(zhì)量檢驗(yàn)的工具。
POKA-YOKE的基本理念主要有如下三個(gè)：
1.決不允許哪怕一點(diǎn)點(diǎn)缺陷產(chǎn)品出現(xiàn)，要想成為世界的企業(yè)，不僅在觀念上，而且必須在實(shí)際上達(dá)到“0”缺陷。
2.生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境，每一天的每一件事都可能出現(xiàn)，差錯(cuò)導(dǎo)致缺陷，缺陷導(dǎo)致顧客不滿和資源浪費(fèi)。
3.我們不可能消除差錯(cuò)，但是必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)和立即糾正，防止差錯(cuò)形成缺陷。
質(zhì)量功能展開（QFD）
質(zhì)量功能展開(Quality Function Deployment,縮寫為QFD)是把顧客或市場(chǎng)的要求轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的多層次演繹分析方法，它體現(xiàn)了以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以顧客要求為產(chǎn)品開發(fā)唯一依據(jù)的指導(dǎo)思想。
在健壯設(shè)計(jì)的方法體系中，質(zhì)量功能展開技術(shù)占有舉足輕重的地位，它是開展健壯設(shè)計(jì)的先導(dǎo)步驟，可以確定產(chǎn)品研制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵的零部件和關(guān)鍵工藝，從而為穩(wěn)定性優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體實(shí)施指出了方向，確定了對(duì)象。它使產(chǎn)品的全部研制活動(dòng)與滿足顧客的要求緊密聯(lián)系，從而增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，保證產(chǎn)品開發(fā)一次成功。
根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，運(yùn)用QFD方法，產(chǎn)品開發(fā)周期可縮短三分之一，成本可減少二分之一，質(zhì)量大幅度提高，產(chǎn)量成倍增加。質(zhì)量功能展開在美國(guó)民用工業(yè)和國(guó)防工業(yè)已達(dá)到十分普及的程度，不僅應(yīng)用于具體產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量改進(jìn)，還被各大公司用作質(zhì)量方針展開和工程管理目標(biāo)的展開等。
2000版ISO 9000系列標(biāo)準(zhǔn)要求“以顧客為關(guān)注焦點(diǎn)”,“確保顧客的要求得到確定并予以滿足”，作為分析展開顧客需求的質(zhì)量功能展開方法必將在2000版ISO 9000系列標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施中獲得廣泛的應(yīng)用。
SOW
工作說明(Statement Of Work,縮寫為SOW)是合同的附件之一，具有與合同正文同等的法律效力。工作說明詳細(xì)規(guī)定了合同雙方在合同期內(nèi)應(yīng)完成的工作，如方案論證、設(shè)計(jì)、分析、試驗(yàn)、質(zhì)量控制，可靠性、維修性、保障性、標(biāo)準(zhǔn)化、計(jì)量保證等；
應(yīng)向?qū)Ψ教峁┑捻?xiàng)目，如接口控制文件、硬件、計(jì)算機(jī)軟件、技術(shù)報(bào)告、圖紙、資料，以及何時(shí)進(jìn)行何種評(píng)審等，因此，工作說明以契約性文件的形式進(jìn)一步明確了顧客的要求和承制方為實(shí)現(xiàn)顧客要求必須開展的工作，它使產(chǎn)品的管理和質(zhì)量保證建立在法律依據(jù)之上，成為合同甲方（顧客）對(duì)乙方(承制單位)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控的有力工具。工作說明的詳細(xì)要求可查閱GJB 2742－96。工作說明的內(nèi)容是質(zhì)量功能展開的重要輸入。
WBS
工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structures,縮寫為WBS）是對(duì)武器裝備項(xiàng)目在研制和生產(chǎn)過程中應(yīng)完成的工作自上而下逐級(jí)分解所形成的一個(gè)層次體系。該層次體系以要研制和生產(chǎn)的產(chǎn)品為中心，由產(chǎn)品（硬件和軟件）項(xiàng)目、服務(wù)項(xiàng)目和資料項(xiàng)目組成。
WBS是通過系統(tǒng)工程工作而形成的，它顯示并確定了武器裝備項(xiàng)目的工作，并表示出各項(xiàng)工作之間以及它們與最終產(chǎn)品之間的關(guān)系，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性、有序性（層次性）和相關(guān)性。GJB2116－94給出了WBS的典型發(fā)展過程及編制的基本要求，并在附錄中提供了七類武器系統(tǒng)的綱要WBS。
在質(zhì)量功能展開和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等工作中應(yīng)用WBS的層次體系，參照GJB2116－94給出的綱要WBS，將極大地方便產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)和研制工作的構(gòu)思，有助于QFD和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等工作的完成，也有助于工作說明（SOW）的編制。
WBS是對(duì)武器裝備研制實(shí)施系統(tǒng)工程管理的有效工具，也是設(shè)計(jì)完整性的保證。WBS的原理和思想，也同樣適用于各種大型、復(fù)雜、高科技的民用產(chǎn)品。
并行工程
并行工程(Concurrent Engineering)是對(duì)于產(chǎn)品和其有關(guān)的過程(包括制造和保障過程)進(jìn)行并行設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)的綜合方法，它要求研制者從一開始就考慮整個(gè)產(chǎn)品壽命周期(從概念形成到產(chǎn)品報(bào)廢處置)中的全部要素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度及顧客需求。
并行工程要求特別重視源頭設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的開始階段，就設(shè)法把產(chǎn)品開發(fā)所需的所有信息進(jìn)行綜合考慮，把許多學(xué)科專家的經(jīng)驗(yàn)和智慧匯集在一起，融為一體。
在健壯設(shè)計(jì)中，尤其在進(jìn)行質(zhì)量功能展開和系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須貫徹并行工程的原理和指導(dǎo)思想。
參數(shù)設(shè)計(jì)
參數(shù)設(shè)計(jì)(Parameter Design)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后進(jìn)行。參數(shù)設(shè)計(jì)的基本思想是通過選擇系統(tǒng)中所有參數(shù)(包括原材料、零件、元件等)的最佳水平組合，從而盡量減少外部、內(nèi)部和產(chǎn)品間三種干擾的影響，使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量特性波動(dòng)小，穩(wěn)定性好。另外，在參數(shù)設(shè)計(jì)階段，一般選用能滿足使用環(huán)境條件的最低質(zhì)量等級(jí)的元件和性價(jià)比高的加工精度來進(jìn)行設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品的質(zhì)量和成本兩方面均得到改善。
參數(shù)設(shè)計(jì)是一個(gè)多因素選優(yōu)問題。由于要考慮三種干擾對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特性值波動(dòng)的影響，探求抗干擾性能好的設(shè)計(jì)方案，因此參數(shù)設(shè)計(jì)比正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)要復(fù)雜得多。田口博士采用內(nèi)側(cè)正交表和外側(cè)正交表直積來安排試驗(yàn)方案，用信噪比作為產(chǎn)品質(zhì)量特性的穩(wěn)定性指標(biāo)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
發(fā)散思維
發(fā)散思維又稱求異思維、輻射思維，是指從一個(gè)目標(biāo)出發(fā)，沿著各種不同的途徑去思考，探求多種答案的思維，與聚合思維相對(duì)。不少心理學(xué)家認(rèn)為，發(fā)散思維是創(chuàng)造性思維的最主要的特點(diǎn)，是測(cè)定創(chuàng)造力的主要標(biāo)志之一。
美國(guó)心理學(xué)家吉爾福特認(rèn)為，發(fā)散思維具有：流暢性、靈活性、獨(dú)創(chuàng)性三個(gè)主要特點(diǎn)。
流暢性是指智力活動(dòng)靈敏迅速，暢通少阻，能在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)表較多概念，是發(fā)散思維的量的指標(biāo)；靈活性是指思維具有多方指向，觸類旁通，隨機(jī)應(yīng)變，不受功能固著、定勢(shì)的約束，因而能產(chǎn)生超常的構(gòu)思，提出不同凡響的新觀念；
獨(dú)創(chuàng)性是指思維具有超乎尋常的新異的成分，因此它更多表證發(fā)散思維的本質(zhì)?？梢酝ㄟ^從不同方面思考同一問題，如“一題多解”、“一事多寫”、“一物多用”等方式，培養(yǎng)發(fā)散思維能力。
方差分析與回歸分析
方差分析(Analysis of Variance, 縮寫為ANOVA)是數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中常用的數(shù)據(jù)處理方法之一，是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)的一種有效的工具。也是開展試驗(yàn)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和容差設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
一個(gè)復(fù)雜的事物，其中往往有許多因素互相制約又互相依存。方差分析的目的是通過數(shù)據(jù)分析找出對(duì)該事物有顯著影響的因素，各因素之間的交互作用，以及顯著影響因素的最佳水平等。
方差分析是在可比較的數(shù)組中，把數(shù)據(jù)間的總的“變差”按各指定的變差來源進(jìn)行分解的一種技術(shù)。對(duì)變差的度量，采用離差平方和。方差分析方法就是從總離差平方和分解出可追溯到指定來源的部分離差平方和。這是一個(gè)很重要的思想。
回歸分析(Regression Analysis)是研究一個(gè)變量Y與其它若干變量X之間相關(guān)關(guān)系的一種數(shù)學(xué)工具，它是在一組試驗(yàn)或觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，尋找被隨機(jī)性掩蓋了的變量之間的依存關(guān)系。粗略地講，可以理解為用一種確定的函數(shù)關(guān)系去近似代替比較復(fù)雜的相關(guān)關(guān)系，這個(gè)函數(shù)稱為回歸函數(shù)，在實(shí)際問題中稱為經(jīng)驗(yàn)公式。
回歸分析所研究的主要問題就是如何利用變量X，Y的觀察值（樣本），對(duì)回歸函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷，包括對(duì)它進(jìn)行估計(jì)及檢驗(yàn)與它有關(guān)的假設(shè)等。
顧客滿意度評(píng)估
ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)要求企業(yè)對(duì)顧客有關(guān)組織是否已滿足其要求的感受的信息進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)視。與顧客有關(guān)的信息可包括：對(duì)顧客和使用者的調(diào)查，有關(guān)產(chǎn)品方面的反饋，顧客要求和顧客抱怨，合同信息，市場(chǎng)需求，服務(wù)提供數(shù)據(jù)和競(jìng)爭(zhēng)方面的信息等。
對(duì)于顧客滿意的評(píng)估可以有各種方法，近年來，美國(guó)、瑞典等國(guó)采用顧客滿意度指數(shù)(Customer Satisfaction Index, 縮寫為CSI)進(jìn)行評(píng)估，很有成效。CSI是用于評(píng)價(jià)產(chǎn)品(硬件、軟件、服務(wù)、流程性材料)滿足顧客需求程度的參數(shù)，也是評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的一種綜合指數(shù)。設(shè)顧客對(duì)產(chǎn)品提出了n項(xiàng)需求，每項(xiàng)需求得到滿足的程度為qi, ( i=1, 2, … , n),則顧客滿意度指數(shù)CSI是qi 的函數(shù)。
對(duì)于qi，應(yīng)由市場(chǎng)開發(fā)人員對(duì)顧客群進(jìn)行隨機(jī)抽樣調(diào)查， 結(jié)合通過售后服務(wù)所收集的顧客投訴和對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量問題進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)來確定。顧客滿意度指數(shù)的評(píng)估是相當(dāng)復(fù)雜的事情。企業(yè)、社會(huì)和國(guó)家機(jī)關(guān)都可以根據(jù)需要，委托中立的專業(yè)機(jī)構(gòu)，進(jìn)行產(chǎn)品、服務(wù)和行業(yè)的顧客滿意度指數(shù)的評(píng)估，用以指導(dǎo)質(zhì)量改進(jìn)的方向。
精益生產(chǎn)
精益生產(chǎn)(Lean Production，簡(jiǎn)稱LP)是美國(guó)麻省理工學(xué)院根據(jù)其在“國(guó)際汽車項(xiàng)目”研究中，基于對(duì)日本豐田生產(chǎn)方式的研究和總結(jié)，于1990年提出的制造模式。其核心是追求消滅包括庫存在內(nèi)的一切“浪費(fèi)”，并圍繞此目標(biāo)發(fā)展了一系列具體方法，逐漸形成了一套獨(dú)具特色的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理體系。
精益生產(chǎn)是通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運(yùn)行方式和市場(chǎng)供求等方面的變革，使生產(chǎn)系統(tǒng)能很快適應(yīng)用戶需求不斷變化，并能使生產(chǎn)過程中一切無用、多余的東西被精簡(jiǎn)，最終達(dá)到包括市場(chǎng)供銷在內(nèi)的生產(chǎn)的各方面最好的結(jié)果。
均勻設(shè)計(jì)
正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)在挑選試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)，有兩個(gè)特點(diǎn)：均勻分散，整齊可比?！熬鶆蚍稚ⅰ笔乖囼?yàn)點(diǎn)有代表性，“整齊可比”便于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。為了保證“整齊可比”的特點(diǎn)，正交設(shè)計(jì)至少要求做q2次試驗(yàn)。
若要減少試驗(yàn)的數(shù)目，只有取掉整齊可比的要求。均勻設(shè)計(jì)就是只考慮試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)范圍內(nèi)均勻散布的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。均勻設(shè)計(jì)和正交設(shè)計(jì)相似，也是通過一套精心設(shè)計(jì)的表——均勻表來進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，用回歸分析的方法分析試驗(yàn)結(jié)果的。
每一個(gè)均勻設(shè)計(jì)表有一個(gè)代號(hào)或 ，其中U表示均勻設(shè)計(jì)，n表示要做n次試驗(yàn)，q表示每個(gè)因素有q個(gè)水平，s表示該表有s列，U的右上角加“*”和不加“*”代表兩種不同類型的均勻表。通常加“*”的均勻表有更好的均勻性。均勻設(shè)計(jì)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是試驗(yàn)次數(shù)隨著因素水平的增加而顯著減少。
排列圖
排列圖的全稱是“主次因素排列圖”，也稱為Pareto圖。它是用來影響產(chǎn)品質(zhì)量的各種因素中主要因素的一種方法，由此可以用來確定質(zhì)量改進(jìn)的方向。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)中存在的多數(shù)問題通常是由少數(shù)原因引起的。
經(jīng)濟(jì)學(xué)上的80/20原則用到管理領(lǐng)域，其基本原理是區(qū)分“關(guān)鍵的少數(shù)”和“次要的多數(shù)”，這樣有助于抓關(guān)鍵因素，解決主要問題，為直觀起見，用圖形表示出來，這一圖形便是排列圖。
平衡計(jì)分卡
哈佛商學(xué)院的羅伯特.S.卡普蘭（RobertKaplan 哈佛商學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)力開發(fā)課程教授）和諾朗諾頓研究所所長(zhǎng)大衛(wèi).P.諾頓（DavidNorton復(fù)興全球戰(zhàn)略集團(tuán)創(chuàng)始人兼總裁）經(jīng)過為期一年對(duì)在績(jī)效測(cè)評(píng)方面處于領(lǐng)先地位的12家公司的研究后，發(fā)展出一種全新的組織績(jī)效管理方法，即“平衡計(jì)分卡”，并發(fā)表于1992年的《哈佛商業(yè)評(píng)論》中。
平衡計(jì)分卡的基本內(nèi)容：平衡計(jì)分卡打破了傳統(tǒng)的只注重財(cái)務(wù)指標(biāo)的業(yè)績(jī)管理方法，認(rèn)為傳統(tǒng)的財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)模式只能衡量過去發(fā)生的事情。在工業(yè)時(shí)代，注重財(cái)務(wù)指標(biāo)的管理方法還是有效的，但在信息社會(huì)里，傳統(tǒng)的業(yè)績(jī)管理方法并不全面。
組織必須通過在客戶、供應(yīng)商、員工、組織流程、技術(shù)和革新等方面的投資，獲得持續(xù)發(fā)展的動(dòng)力?；谶@種認(rèn)識(shí)，平衡計(jì)分卡方法認(rèn)為，組織應(yīng)從四個(gè)角度審視自身業(yè)績(jī)：客戶、業(yè)務(wù)流程、學(xué)習(xí)與成長(zhǎng)、財(cái)務(wù)。平衡計(jì)分卡中的目標(biāo)和評(píng)估指標(biāo)來源于組織戰(zhàn)略，它把組織的使命和戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化為有形的目標(biāo)和衡量指標(biāo)。
容差設(shè)計(jì)
容差設(shè)計(jì)(Tolerance Design)在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)和由參數(shù)設(shè)計(jì)確定了可控因素的最佳水平組合后進(jìn)行，此時(shí)各元件(參數(shù))的質(zhì)量等級(jí)較低，參數(shù)波動(dòng)范圍較寬。
容差設(shè)計(jì)的目的是在參數(shù)設(shè)計(jì)階段確定的最佳條件的基礎(chǔ)上，確定各個(gè)參數(shù)合適的容差。
容差設(shè)計(jì)的基本思想如下：根據(jù)各參數(shù)的波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特性貢獻(xiàn)(影響)的大小，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮有無必要對(duì)影響大的參數(shù)給予較小的容差(例如用較高質(zhì)量等級(jí)的元件替代較低質(zhì)量等級(jí)的元件)。
這樣做，一方面可以進(jìn)一步減少質(zhì)量特性的波動(dòng)，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，減少質(zhì)量損失；另一方面，由于提高了元件的質(zhì)量等級(jí)，使產(chǎn)品的成本有所提高。因此，容差設(shè)計(jì)階段既要考慮進(jìn)一步減少在參數(shù)設(shè)計(jì)后產(chǎn)品仍存在的質(zhì)量損失，又要考慮縮小一些元件的容差將會(huì)增加成本，要權(quán)衡兩者的利弊得失，采取最佳決策。
總之，通過容差設(shè)計(jì)來確定各參數(shù)的最合理的容差，使總損失(質(zhì)量與成本之和)達(dá)到最佳(最小)。我們知道，使若干參數(shù)的容差減少需要增加成本，但由此會(huì)提高質(zhì)量，減少功能波動(dòng)的損失。因此，要尋找使總損失最小的容差設(shè)計(jì)方案。用于容差設(shè)計(jì)的主要工具是質(zhì)量損失函數(shù)和正交多項(xiàng)式回歸。
參數(shù)設(shè)計(jì)與容差設(shè)計(jì)是相輔相成的。按照參數(shù)設(shè)計(jì)的原理，每一層次的產(chǎn)品（系統(tǒng)、子系統(tǒng)、設(shè)備、部件、零件），尤其交付顧客的最終產(chǎn)品都應(yīng)盡可能減少質(zhì)量波動(dòng)，縮小容差，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)顧客滿意；但另一方面，每一層次產(chǎn)品均應(yīng)具有很強(qiáng)的承受各種干擾（包括加工誤差）影響的能力，即應(yīng)容許其下屬零部件有較大的容差范圍。
對(duì)于下屬零部件通過容差設(shè)計(jì)確定科學(xué)合理的容差，作為生產(chǎn)制造階段符合性控制的依據(jù)。但應(yīng)指出，此處的符合性控制與傳統(tǒng)質(zhì)量管理的符合性控制有兩點(diǎn)不同：
第一，檢驗(yàn)工序不能只記錄通過或不通過，還應(yīng)記錄質(zhì)量特性的具體數(shù)值；不能只給出不合格率，還要按照質(zhì)量損失的理論制訂科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法來給出質(zhì)量水平的數(shù)據(jù)。
第二，采用適應(yīng)健壯設(shè)計(jì)的在線質(zhì)量控制方法（如先進(jìn)的SPC方法等），實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的情況，進(jìn)行反饋和工藝參數(shù)的調(diào)整；針對(duì)存在的問題，不斷地采取措施改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在減少總損失的前提下使質(zhì)量特性越來越接近目標(biāo)值，條件具備時(shí)，應(yīng)減少容差范圍。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(Design of Experiments, 縮寫為DOE)是研究如何制定適當(dāng)實(shí)驗(yàn)方案以便對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)分析的數(shù)學(xué)理論與方法。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循三個(gè)原則：隨機(jī)化，局部控制和重復(fù)。隨機(jī)化的目的是實(shí)驗(yàn)結(jié)果盡量避免受到主客觀系統(tǒng)因素的影響而呈現(xiàn)偏倚性；局部控制是化分區(qū)組，使區(qū)組內(nèi)部盡可能條件一致；重復(fù)是為了降低隨機(jī)誤差的影響，目的仍在于避免可控的系統(tǒng)性因素的影響。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)大致可以分為四種類型：析因設(shè)計(jì)、區(qū)組設(shè)計(jì)、回歸設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)。析因設(shè)計(jì)又分為全面實(shí)施法和部分實(shí)施法。析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)方法就是我們常說的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
所謂正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就是利用一種規(guī)格化的表——正交表來合理地安排實(shí)驗(yàn)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理科學(xué)地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，處理多因素實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是，能通過代表性很強(qiáng)的少數(shù)次實(shí)驗(yàn)，摸清各個(gè)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的影響情況，確定因素的主次順序，找出較好的生產(chǎn)條件或最優(yōu)參數(shù)組合。
經(jīng)驗(yàn)證明，正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是一種解決多因素優(yōu)化問題的卓有成效的方法。正交表是運(yùn)用組合數(shù)學(xué)理論在拉丁方和正交拉丁方的基礎(chǔ)上構(gòu)造的一種表格，它是正交設(shè)計(jì)的基本工具，它具有均衡分散，整齊可比的特性。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法已有70余年的歷史，在美國(guó)和日本，被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、制藥、化工、機(jī)械、冶金、電子、汽車、航空、航天等幾乎所有工業(yè)領(lǐng)域，來提高產(chǎn)品質(zhì)量。美國(guó)汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QS 9000“質(zhì)量體系的要求”中已將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)列為必須應(yīng)用的技術(shù)之一。著名的參數(shù)設(shè)計(jì)也是在正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。
另外開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不但可找到優(yōu)化的參數(shù)組合，在很多情況下也可通過設(shè)置誤差列，進(jìn)行方差分析，定性地判斷環(huán)境因素和加工誤差等各種誤差因素對(duì)期望的產(chǎn)品特性的影響，并采取改進(jìn)措施，消除這些誤差的影響。
因此對(duì)于一些簡(jiǎn)單的工程問題，直接應(yīng)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法也能獲得滿意的健壯的設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)還可應(yīng)用于改進(jìn)企業(yè)管理，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，制定生產(chǎn)效益更高的生產(chǎn)計(jì)劃等。
標(biāo)桿對(duì)比法
標(biāo)桿對(duì)比法(Benchmarking)是對(duì)照最強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手或已成為工業(yè)界領(lǐng)袖的公司，在產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和售后服務(wù)等各方面進(jìn)行比較分析和度量，并采取改進(jìn)措施的連續(xù)過程。
標(biāo)桿對(duì)比法包括兩個(gè)重要的方面，一方面制訂計(jì)劃，不斷地尋找和樹立國(guó)內(nèi)、國(guó)際先進(jìn)水平的標(biāo)桿，通過對(duì)比和綜合思考發(fā)現(xiàn)自已產(chǎn)品的差距；
另一方面不斷地采取設(shè)計(jì)、工藝和質(zhì)量管理的改進(jìn)措施，取人之長(zhǎng)、補(bǔ)已之短，不斷提高產(chǎn)品的技術(shù)和質(zhì)量水平，超過所有的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，達(dá)到和保持世界先進(jìn)水平。采用水平比較法不是單純地模仿，而是創(chuàng)造性地借鑒。
通過深入的思考、研究，集眾家之長(zhǎng)，開展技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的突破。只有掌握了突破性的技術(shù)，才有可能領(lǐng)先世界。為了更好地貫徹水平比較法，應(yīng)當(dāng)建立有關(guān)的數(shù)據(jù)庫，并不斷更新。水平比較法在美國(guó)已獲得廣泛的應(yīng)用和明顯的成效。
統(tǒng)計(jì)過程控制
統(tǒng)計(jì)過程控制(Statistical Process Control,縮寫為SPC)是由美國(guó)休哈特博士于上世20年代提出的，自第二次世界大戰(zhàn)后，SPC已逐漸成為西方工業(yè)國(guó)家進(jìn)行在線質(zhì)量控制的基本方法。
根據(jù)SPC理論，產(chǎn)品質(zhì)量特性的波動(dòng)是出現(xiàn)質(zhì)量問題的根源，質(zhì)量波動(dòng)具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，通過控制圖可以發(fā)現(xiàn)異常，通過過程控制與診斷理論（SPCD）可以找出異常的原因并予以排除。
常用的休哈特控制圖有：
1.均值－極差（x-R）控制圖，
2.均值－標(biāo)準(zhǔn)差（x-S）控制圖，
3.中位數(shù)－極差（x-R）控制圖，
4.單值－移動(dòng)極差（x-Rs）控制圖，
5.不合格品率（P）控制圖，
6.不合格品數(shù)（Pn）控制圖，
7.缺陷數(shù)（C）控制圖，
8.單位缺陷數(shù)（u）控制圖等。
SPC方法是保持生產(chǎn)線穩(wěn)定，減少質(zhì)量波動(dòng)的有力工具。
近年來，SPC方法獲得進(jìn)一步發(fā)展，例如波音公司為了貫徹健壯設(shè)計(jì)思想，推出了一套新的供應(yīng)商質(zhì)量保證規(guī)范Dl-9000，主要的變化是要求建立先進(jìn)的質(zhì)量體系(Advanced Quality System，縮寫為AQS)。AQS體系將田口的質(zhì)量損失的概念納入到生產(chǎn)制造階段的質(zhì)量管理之中，提出了一整套與健壯設(shè)計(jì)相適應(yīng)的生產(chǎn)制造質(zhì)量控制要求。
AQS體系首先要求確定生產(chǎn)制造階段產(chǎn)品的關(guān)鍵特性，對(duì)這些關(guān)鍵特性及其所涉及的零部件，要求開展工藝健壯設(shè)計(jì)，以便確定健壯的工藝。
在生產(chǎn)制造中要建立對(duì)關(guān)鍵特性的監(jiān)控措施，除了應(yīng)用SPC的常規(guī)控制圖外，AQS給出了三種小批量控制圖即單值移動(dòng)極差控制圖、目標(biāo)控制圖和比例控制圖，兩種改進(jìn)的控制圖即移動(dòng)平均控制圖和幾何移動(dòng)平均控制圖，另外還有提高控制圖監(jiān)控靈敏度的一些措施。
根據(jù)監(jiān)控情況和實(shí)際需要，改進(jìn)工藝參數(shù)或改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)，糾正引起質(zhì)量波動(dòng)的任何人機(jī)料法環(huán)的因素，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的連續(xù)改進(jìn)。
頭腦風(fēng)暴法
頭腦風(fēng)暴法又稱智力激勵(lì)法，是現(xiàn)代創(chuàng)造學(xué)奠基人美國(guó)奧斯本提出的，是一種創(chuàng)造能力的集體訓(xùn)練法。它把一個(gè)組的全體成員都組織在一起，使每個(gè)成員都毫無顧忌地發(fā)表自己的觀念，既不怕別人的譏諷，也不怕別人的批評(píng)和指責(zé)，是一個(gè)使每個(gè)人都能提出大量新觀念、創(chuàng)造性地解決問題的最有效的方法。它有四條基本原則：
1.排除評(píng)論性批判，對(duì)提出觀念的評(píng)論要在以后進(jìn)行。
2.鼓勵(lì)“自由想象”。提出的觀念越荒唐，可能越有價(jià)值。
3.要求提出一定數(shù)量的觀念。提出的觀念越多，就越有可能獲得更多的有價(jià)值的觀念。
4.探索研究組合與改進(jìn)觀念。除了與會(huì)者本人提出的設(shè)想以外，要求與會(huì)者指出，按照他們的想法怎樣做才能將幾個(gè)觀念綜合起來，推出另一個(gè)新觀念；或者要求與會(huì)者借題發(fā)揮，改進(jìn)他人提出的觀念。
