什么是田口方法？详解一下

田口方法为日本田口玄一博士依据统计学原理、方法所开发出来的一种实验方法，可协助研发工程人员以最少的实验次数，快速寻找最佳的制程参数组合条件，以大量减少实验次数，降低实验成本而提高效率。 当今制造业面对市场竞争国际化 ，市场需求多样化，产品的寿命周期日益缩短，惟有用极短的研发周期源源不断的推出新产品，才能在市场占据有利地位。否则企业将会失去市场份额。因为不管多好的产品，错过了上市时机就可能变的一钱不值！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。 彻底改变“研发方法”的方法早在20世纪70年代就产生了，那就是田口方法，早在20世纪八十年代，田口方法就已在美国的国防、汽车工业领域闻名遐迩。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”。近几年全球追求卓越的企业纷纷实施的6σ设计，实际上就是以田口方法（Taguchi method）为核心的设计，6σ设计及田口方法在制造业的广泛应用已收到显著效果。在研发领域更是受到高度评价，他们认为田口方法是研发周期缩短一半的法宝。但由于田口方法比较抽象，在我国的影响力主要在兵器工业和航空航天领域，民用产品的应用并不多，通过尝试田口方法，也许可以使你们的产品研发周期减半，产品质量水平处于领先地位。 使用过田口方法的企业如是说 1、田口方法使研发周期减半 田口方法之所以能大幅提高研发速度，缩短研发周期，一是杜绝了设计更改，二是关键技术先行。在应用田口方法的研发过程中，人们几乎看不到反反复复的设计更改，在产品整体设计确定之前技术人员就可开始进行关键技术的研发。 由于在最接近源头的阶段使用田口方法，所以从根本上防止了因下游出现的问题而造成的设计返工、更改，做到防患于未然，大幅度缩短了开发周期。 为适应这种研发模式，有些企业还把以产品型号组建开发阵容的体制转变为按关键技术组建开发阵容体制。 曾任日本日产汽车可靠性技术中心主任的上野宪造说：“应用田口方法，新产品的研发周期就缩短了一半”，“困扰开发队伍的设计更改，在田口方法中几乎彻底根除了”。柯尼卡公司1982年先在照相机开发部试行田口方法，尝到甜头后，1986年在系统推广，组建了培训体系，在全公司推行，并将其作为开发部门改革的核心，全体员工在培训中学习田口方法。施乐、理光、美能达、松下电器、富士通、东芝、索尼等公司要求员工必须接受4天的培训并将培训内容纳入“公司内部尖端技术公开讲座”。这一切都是发生在上世纪八十年代日本经济崛起的时候，田口方法为日本电子、汽车产品成为世界级质量代名词立下汗马功劳。时至今日，日本的传统产品（汽车、电子）的质量仍是消费者首肯的高质量，他们的产品升级换代速度仍领先世界。 2、开发的产品质量高，抗噪声干扰 田口方法旨在开发这样的技术产品，即使受到外部“噪声”的干扰也要尽可能使其功能不产生波动，外部噪声干扰既包括零部件和材料、制造工艺的偏差，也包括在用户使用过程中环境偏差及内部老化等。值得注意的是田口方法的思路与寻找功能下降原因的对策方法完全不同，它不研究噪声也不去分析故障原因，而是探讨即使承受所有的噪声，仍能稳定发挥其功能的设计值，换句话说，它不是保护产品不受噪声干扰，而是使其耐噪声干扰。 3、一次技术开发形成系列产品 传统的开发方法是在产品整体设计成熟后再进行关键技术开发，田口方法则是将必要的系统与技术在产品整体设计之前开发，产品整体设计确定后马上将其结合起来，组装成产品。日本柯尼卡公司的近冈先生说“这一思想古已有之，只是缺少实现它的方法，田口方法第一次使其成为现实”。 田口方法在开发过程中的力量 一般产品开发模式为：新产品开发之际，首先要在设计上实现其功能然后试制样品，接下来对该样品进行耐久实验确认其功能。看它在通常的使用中是否存在缺陷，或由于使用环境的变化及内部老化等原因引发何种故障。在耐久实验中未发现问题马上就转入产品化的先例几乎没有，肯定会发现缺陷并需要更改设计，经过几次才能制造出好产品已经是不错了，反复多次修改设计仍不能稳定性能的例子并不少见，一旦陷入这种无限循环中就会耗空时间毫无进展，这就是恶性循环。而且，耐久实验往往在开发过程的最后阶段，尽管此时还可对设计进行微调，但恐怕已经没多少时间更改了，交货期一天天临近，在各约束下挣扎到最后，只能以修修补补的对策来保证某种程度可接受的质量。 用试制样品的办法来寻找缺陷是不得已的办法，如果不通过实验就没不能发现缺陷，只有通过实验寻找到缺陷及其原因才能逐一解决问题。这种模式的结果就是最终要将所有的可能性都尝试一遍，有限的实验当然无法发现所有问题，所以说传统的方法从根本上很难避免由于开发时的疏忽而造成的使用问题。并且一旦在市场上发现问题，寻找问题要耗时，对策实际上就成了马后炮。即是找到了原因，如果它与温度变化之类的环境或着磨损的劣化等有关，寻找对策是极其困难的，最后只能听之任之了。 为摆脱这一问题就要在设计阶段对可能出现的问题进行预测，用事前对策来防止问题的出现。 田口方法能够缩短研发时间，首先在于它在短时间内将开发产品对噪声的稳定性推向极限，即在开发的最初阶段就将开发产品的稳定性提高到极限。这样后续耐久实验中可能出现的问题就被防患于未然了，从而也就避免了反复实验和设计更改。当然这样不仅防止了开发阶段的问题也防止了推向市场之后的问题。反过来说，如果应用田口方法仍不能保证功能对外部干扰的稳定性（抗干扰性），那么即使努力开发下去也难成气候。田口方法可在早期判断开发产品的前途，这样你可早点转向别的开发方向，避免沉溺于其中，使时间流失，失去金钱、失去机会。 田口方法能够缩短研发周期的第二个原因是在产品整体设计完成之前，先开发关键技术与基本系统。传统的开发方法是如果没有明确尺寸和性能，就无法确定开发方向，通常是在产品整体设计成熟后再进行关键技术开发，可是这就延误了时间。田口方法则是将必要的系统与技术在产品整体设计之前开发，产品整体设计确定后马上将其结合起来。组装成产品。田口方法最核心的技术是参数设计。在产品设计中采用参数设计、容差设计的思想。技术开发主要应用参数设计，通过参数优化设计实现产品的稳定性和基本功能，再进行容差设计，锦上添花。 参数设计：开发基本功能并使其健壮。以汽车刹车器为例，“各种油压（输入）及与制动力矩（输出）存在线性比例关系，也就是说踩刹车踏板的力与制动力成比例，如果保证这种基本功能具有健壮性（抵抗外界能力强），就可以最大限度地提高能量的利用率。田口认为所有的质量问题都可看成是基本功能不完善造成，提高能量利用率就是优质产品。比如，如果所有的系统都能将投入的能量100%转化到设计目标中去，噪音、震动、发热等质量问题就不会产生，产生噪音和震动引发的质量问题，就是因为投入的能量没有被有效地利用。在这种情况下，传统的做法是对噪音、震动等用户能够直接感受到的质量特性进行直接测量，改变设计使之达到最小限度，如加入防震橡胶或加个盖子，然而，用防震橡胶减轻的震动和用盖子封住的噪音却转化成了热能，引起发热。这又成了一个新的质量问题。如果为防止发热而安装冷却装置，将会伴有更大的发热，还会引起一连串的其他方面问题。从以上问题分析我们可以看到噪音、震荡等质量特性，不过是机器内部产生某些故障的表现形式，对它进行测量，采取措施降低，并不解决实际问题。 而按照田口方法，只要改善系统的基本功能，提高能量利用率 ，从根本上杜绝能力损失，引起质量的问题也就消失了。继续分析汽车刹车器，当刹车时，加在刹车上的油压与制动力成线性关系变化，参数设计的目的是，即使存在使用环境变化和生锈、磨损等内部老化，我们也要尽量保持使油压（输入）与制动力（输出）成直线。因此在技术开发阶段，人为制造各种噪声干扰，在这种条件下，使加在刹车踏板上的力发生各种变化，通过实验寻找最佳参数搭配，使踏力与制动力之间的关系接近直线，这就是产品的健壮性设计。接下来，我们进一步寻找不影响健壮性却能决定产品性能的参数，对其进行调整，尽量提高油压与制动力的比例系数，实现以较小的踏力来获得较大的制动力 。这就相当于提高了能量的利用效率。 参数设计解决的是与产品基本功能有关的问题，与产品整体设计无关。这样就可以大幅度的超越现实来改变设计参数，扩大实验范围，直至逼近极限，大胆摸索找到使基本功能尽可能健壮的参数。 以上刹车器的技术开发只是开发出一种刹车器，至于产品用于小轿车还是大卡车等具体产品都没有涉及，所以说在产品整体设计前完成了技术开发。这样，只要你改变刹车盘直径、刹车片尺寸等少量设计参数，就可以在短期内实现系列产品的开发。