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        廣東深圳專業醫用產品器械工業產品設計淺談穩健性產品設計
        -淺談穩健性產品設計
        2019/03/05
        文章介紹了穩健性設計的基本原理、典型方法和特性,再結合田口質量的產品穩健性分析,可以發現穩健性對于產品質量的控制是非常有效的,證明了該方法可以提高質量、降低成本,具有很高的實用價值。

          關鍵詞:穩健性設計;質量控制;田口質量
          中圖分類號:TH122 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)07-
          產品設計是決定產品的第一也是最重要的環節。
        產品設計帶來的質量問題如果不及時處理,會引起連鎖反應,其解決需要的時間和費用很高。
        在設計過程中考慮得全面、合理、仔細能夠有效地降低成本,減少質量問題發生。
        通過穩健性設計不僅能夠提高質廣東深圳專業醫用器械外觀工業產品設計分析建筑結構設計中結構設計優化技術量,還能使產品特性對不可控因素的敏感性降低。

          1 穩健性產品設計技術
          1.1 穩健性設計的基本原理
          產品的質量在其生命周期內會被各種因素影響,這些影響具有不確定性,會導致產品的質量特性波動。
        直接消除干擾因素,雖然可以解決問題但是實現難度過大、成本過高。
        可以盡量降低干擾因素,使質量與因素之間關聯變弱,對干擾變得不敏感,這就是穩健性設計的原理。

          1.2 穩健性設計典型方法
          穩健性來源于控制理論中的魯棒性,是指變量對因素發生微小差變的不敏感性。
        如何定量地度量設計的穩健性是穩健性設計的基礎。
        可行穩健性是指產品性能質量在印象因素作用下穩定在所允許的范圍內的能力;敏感穩健性是指產品性能質量在噪聲因素作用下保持穩定的能力。
        穩健性的指標有質量損失函數、信噪比、質量信息熵等。
        經過長期研究和應用,穩健性設計的技術取得了很大的進展,出現了多種穩健性設計方法。
        馬義中通過熵和協方差矩陣的關系,建立多元質量特性的信噪比計算公式來度量產品質量特性的整體波動,為了克服質量特性協方差不能直接反映質量特性廣東深圳專業G形臂產品設計公司產品設計中的界面設計的波動關系,利用信息熵概念度量穩健設計中多元質量特性的整體波動。
        比較常用的如下:
          1.2.1 田口方法。
        田口方法以正交試驗設計為基礎,將產品的設計分為系統設計、參數設計和容差設計三個階段,最后通過正交試驗設計確定參數值可以到達的最佳水平組合。
        該方法為穩健性設計提供了理論基礎,但是必須事先確定方案的大致范圍,局限性強,需要進一步研究。

          1.2.2 雙響應面法。
        雙響應面法可以將噪聲因素和設計變量結合,綜合考慮其對產品質量的影響。
        適用于噪聲因素非正太分布,求解誤差小,但是對試驗數據敏感,模型擬合較為困難。

          1.2.3 隨機模型法。
        隨機模型將設計變量和噪聲的隨機性作為重點考慮對象,將穩健設計引入到有隨機因素的工程中。
        該方法不要求變量為正太分布,實用價值很高,但是建模和計算較為困難。

          1.2.4 靈敏度法。
        為了保證產品對設計變量和噪聲因素的影響達到最小,將設計函數、設計變量和噪聲因素的非線性效應作為主要研究對象。
        該方法可以快速確定需要調節的范圍,可以結合其他穩健性設計方法,廣東深圳專業醫用儀器造型工業產品設計醫療設備采購管理系統的設計和實現但是主要應用于質量指標問題。

          1.3 穩健性設計特點
          1.3.1 穩健性設計可以將噪聲因素分為可控與不可控因素,利用模型盡可能地消除干擾因素,提高質量。

          1.3.2 產品的平均特性可以由內表可查,穩健性由外表考察,采用先進的方法可以在盡可能少的試驗中獲取大量信息。

          1.3.3 穩健性產品設計與工業各個環節一起考慮,將其中的干擾都計算到數學模型中,所以其抗干擾的能力很強。

          1.3.4 穩健性產品設計考慮到系統的非線性特性,可以在有效控制成本的前提下,生產出較高質量的產品。

          1.3.5 該技術需要對技術人員進行專業的培訓,才能迅速轉化為成果。

          1.3.6 已經研發出響應的平臺及軟件,在計算時輔助下大大提升了工作效率。

          1.3.7 適用性強,可以應用到各個領域中,不斷地提高產品質量。

          2 基于田口質量的產品穩健性設計分析
          對于定制生成方式,需要將客戶的定制轉化各種模塊化的配合,然后通過選擇模塊來實現產品的選擇。
        將田口質量法與模塊化結合,可以減少產品由于質量波動造成的損失。

          2.1 定制產品的多元損失函數
          假設產品的質量特性為y,目標值為,合理偏差為。
        質量特性的類型可以分為望目、望大、望小三種。
        望目特性:希望特性廣東深圳專業醫療電子產品結構工業產品設計芻議高層建筑結構設計值存在一個目標值,并希望實際的特性值圍繞目標波動,且波動越小越好。
        望小特性:希望特性和波動越小廣東深圳專業醫用器械產品工業產品設計慈善醫療是基本醫療同盟軍越好,如零件磨損等。
        望大特性:希望特性和波動越大越好,如機器效率、零件壽命等。
        產品質量損失函數為:
         ?。?)
          式中:反映了質量波動程度,k為比例常數,k的值與望目、望大、望小三種特性相關。
        該公式說明當質量特性在合理的偏差范圍中波動時,雖然產品合格但是仍然會給用戶產生一定程度的損失。

          2.2 定制產品的穩健性表達
          因為噪聲的影響,產品的質量具有一定的隨機性,因此穩健性必須考慮。
        這里根據產品的質量特性引入了信噪比的概念,通過信噪比來度量產品質量特性的穩健性。

          其中作為產品穩健性的度量指標,其值越大,產品越趨于穩健,損失就越小。
        因此根據不同的質量特性可以對賦予不同權重。

          2.3 定制產品的穩健選配模型
          根據數學模型,模塊實例選配的步驟如下:
          2.3.1 分析產品質量特點,判斷其類型。

          2.3.2 根據模塊實例的統計數據,計算各種廣東深圳專業醫用儀器設備工業產品設計深圳樂團看點不凡質量特性的信噪比。

          2.3.3 計算質量特性權重。

          2.3.4 確定各質量特性類型,并計算產品質量特性。

          2.3.5 分析產品封閉環,計算配合偏差。

          2.3.6 最優化求解,選擇最佳方案。

          3 實際應用
          對于出頭彈簧參數設置,可以采用穩健性設計原理。
        已知數據:F=4N,力臂L=24mm,則力矩M=4×24=96N·mm。
        滿足力矩的參數不是唯一的,不同的彈簧鋼絲直徑、中徑、圈數都會對結果產生不同的作用。
        這里要選擇最佳信噪比、靈敏度的方案,通過分析找出穩定和調整因素。
        彈簧設計時質量特性的數學模型:Φ,其中d為直徑,D為中徑,n為有效圈數,Φ為旋轉角度,如表1
          所示:
          所以可以確定最佳參數為:d=1.2mm、D=7.2mm、n=2.9圈、Φ=34°。

          田口方法是質量高、可靠性高、效率高的設計方法,隨著廣泛的應用,效果會越來越好。
        實踐表明穩健性是產品設計和選擇的第一準則,田口方法可以很好地實現產品的穩健性。

          4 結語
          穩健性產品設計可以提高產品的設計質量,是一種快速、經濟的獲取提高產品質量的可行性解決方案。
        因此研究穩健性廣東深圳專業醫療產品器材工業產品設計產品設計中交互的運用研究產品設計,并將其各個領域全面推廣是非常必要的。

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