前言

6σ作為經(jīng)典的質(zhì)量管理手段，六西格瑪備受質(zhì)量人追捧。以下文章將整理出二十種常用的管理工具供大家閱覽：

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FMEA和FTA分析

故障模式與影響分析（FMEA）和故障樹分析（FTA）作為汽車行業(yè)質(zhì)量管理領(lǐng)域的核心質(zhì)量工具，可謂是使用非常廣泛。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。

國內(nèi)企業(yè)目前主要采用的FMEA方法有兩種：一種是以美系A(chǔ)IAG手冊為依據(jù)的FMEA方法，另一種是以德系VDA標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)的FMEA方法。在使用中，它們各自都存在一些不足之處。

AIAG&VDA共同發(fā)行的新版FMEA手冊，已經(jīng)很好地將二者的不足進(jìn)行了互補(bǔ)融合，相較前版本明顯更實(shí)用了。

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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。

A. 理所當(dāng)然質(zhì)量：當(dāng)其特性不充足（不滿足顧客需求）時，顧客很不滿意；當(dāng)其特性充足（滿足顧客需求）時，無所謂滿意不滿意，顧客充其量是滿意。

B. 期望質(zhì)量：也有稱為一元質(zhì)量，當(dāng)其特性不充足時，顧客很不滿意，充足時，顧客就滿意。越不充足越不滿意，越充足越滿意。

C. 魅力質(zhì)量：當(dāng)其特性不充足時，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，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)量的競爭性元素。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，項目團(tuán)隊?wèi)?yīng)集中在怎樣降低故障出現(xiàn)率上；

如果是期望質(zhì)量，項目團(tuán)隊關(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。項目團(tuán)隊?wèi)?yīng)關(guān)注的是如何在維持前兩個質(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。

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POKA-YOKE

POKA-YOKE意為“防差錯系統(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)其長期從事現(xiàn)場質(zhì)量改進(jìn)的豐富經(jīng)驗，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)量檢驗的工具。

POKA-YOKE的基本理念主要有如下三個：

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)場是一個復(fù)雜的環(huán)境，每一天的每一件事都可能出現(xiàn)，差錯導(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，但是必須及時發(fā)現(xiàn)和立即糾正，防止差錯形成缺陷。

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質(zhì)量功能展開（QFD）

質(zhì)量功能展開（Quality Function Deployment，縮寫為QFD）是把顧客或市場的要求轉(zhuǎn)化為設(shè)計要求、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)計的具體實(shí)施指出了方向，確定了對象。它使產(chǎn)品的全部研制活動與滿足顧客的要求緊密聯(lián)系，從而增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場競爭能力，保證產(chǎn)品開發(fā)一次成功。

根據(jù)文獻(xiàn)報道，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)量功能展開在美國民用工業(yè)和國防工業(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。

ISO 9000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ISO 9000系列標(biāo)準(zhǔn)的貫徹實(shí)施中獲得廣泛的應(yīng)用。

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工作說明（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、分析、試驗、質(zhì)量控制，可靠性、維修性、保障性、標(biāo)準(zhǔn)化、計量保證等；應(yīng)向?qū)Ψ教峁┑捻椖浚缃涌诳刂莆募?、硬件、計算機(jī)軟件、技術(shù)報告、圖紙、資料，以及何時進(jìn)行何種評審等，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。

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工作分解結(jié)構(gòu)（WBS）

工作分解結(jié)構(gòu)（Work Breakdown Structures，縮寫為WBS）是對武器裝備項目在研制和生產(chǎn)過程中應(yīng)完成的工作自上而下逐級分解所形成的一個層次體系。

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）項目、服務(wù)項目和資料項目組成。

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目的工作，并表示出各項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)計等工作的完成，也有助于工作說明（SOW）的編制。

WBS是對武器裝備研制實(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。

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并行工程

并行工程（Concurrent Engineering）是對于產(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產(chǎn)品壽命周期（從概念形成到產(chǎn)品報廢處置）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，在設(shè)計的開始階段，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)驗和智慧匯集在一起，融為一體。

在健壯設(shè)計中，尤其在進(jìn)行質(zhì)量功能展開和系統(tǒng)設(shè)計時，必須貫徹并行工程的原理和指導(dǎo)思想。

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參數(shù)設(shè)計

參數(shù)設(shè)計（Parameter Design）在系統(tǒng)設(shè)計之后進(jìn)行。

參數(shù)設(shè)計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)計的產(chǎn)品質(zhì)量特性波動小，穩(wěn)定性好。

另外，在參數(shù)設(shè)計階段，一般選用能滿足使用環(huán)境條件的最低質(zhì)量等級的元件和性價比高的加工精度來進(jìn)行設(shè)計，使產(chǎn)品的質(zhì)量和成本兩方面均得到改善。

參數(shù)設(shè)計是一個多因素選優(yōu)問題。由于要考慮三種干擾對產(chǎn)品質(zhì)量特性值波動的影響，探求抗干擾性能好的設(shè)計方案，因此參數(shù)設(shè)計比正交試驗設(shè)計要復(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)計分析。

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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。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)，是測定創(chuàng)造力的主要標(biāo)志之一。

美國心理學(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)性三個主要特點(diǎn)。

流暢性是指智力活動靈敏迅速，暢通少阻，能在較短時間內(nèi)發(fā)表較多念，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)。

可以通過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。

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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)研究中分析試驗數(shù)據(jù)的一種有效的工具。也是開展試驗設(shè)計、參數(shù)設(shè)計和容差設(shè)計的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

一個復(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。這是一個很重要的思想。

回歸分析（Regression Analysis）是研究一個變量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，它是在一組試驗或觀測數(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，這個函數(shù)稱為回歸函數(shù)，在實(shí)際問題中稱為經(jīng)驗公式。

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），對回歸函數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計推斷，包括對它進(jìn)行估計及檢驗與它有關(guān)的假設(shè)等。

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顧客滿意度評估

ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)要求企業(yè)對顧客有關(guān)組織是否已滿足其要求的感受的信息進(jìn)行測量和監(jiān)視。

與顧客有關(guān)的信息可包括：對顧客和使用者的調(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，市場需求，服務(wù)提供數(shù)據(jù)和競爭方面的信息等。

對于顧客滿意的評估可以有各種方法，近年來，美國、瑞典等國采用顧客滿意度指數(shù)（Customer Satisfaction Index, 縮寫為CSI）進(jìn)行評估，很有成效。

CSI是用于評價產(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)，也是評價產(chǎn)品質(zhì)量的一種綜合指數(shù)。設(shè)顧客對產(chǎn)品提出了n項需求，每項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)。

對于qi，應(yīng)由市場開發(fā)人員對顧客群進(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產(chǎn)品的質(zhì)量問題進(jìn)行分析、統(tǒng)計來確定。

顧客滿意度指數(shù)的評估是相當(dāng)復(fù)雜的事情。企業(yè)、社會和國家機(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)的評估，用以指導(dǎo)質(zhì)量改進(jìn)的方向。

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精益生產(chǎn)

精益生產(chǎn)（Lean Production，簡稱LP）是美國麻省理工學(xué)院根據(jù)其在“國際汽車項目”研究中，基于對日本豐田生產(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，最終達(dá)到包括市場供銷在內(nèi)的生產(chǎn)的各方面最好的結(jié)果。

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均勻設(shè)計

正交試驗設(shè)計在挑選試驗點(diǎn)時，有兩個特點(diǎn)：均勻分散，整齊可比?！熬鶆蚍稚ⅰ笔乖囼烖c(diǎn)有代表性，“整齊可比”便于試驗數(shù)據(jù)的分析。

為了保證“整齊可比”的特點(diǎn)，正交設(shè)計至少要求做q2次試驗。若要減少試驗的數(shù)目，只有取掉整齊可比的要求。均勻設(shè)計就是只考慮試驗點(diǎn)在試驗范圍內(nèi)均勻散布的一種試驗設(shè)計方法。

均勻設(shè)計和正交設(shè)計相似，也是通過一套精心設(shè)計的表——均勻表來進(jìn)行試驗設(shè)計，用回歸分析的方法分析試驗結(jié)果的。

每一個均勻設(shè)計表有一個代號或 ，其中U表示均勻設(shè)計，n表示要做n次試驗，q表示每個因素有q個水平，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)計的一個顯著特點(diǎn)是試驗次數(shù)隨著因素水平的增加而顯著減少。

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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。因為在現(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。

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平衡計分卡

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)過為期一年對在績效測評方面處于領(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效管理方法，即“平衡計分卡”，并發(fā)表于1992年1/2月號的《哈佛商業(yè)評論》中。

平衡計分卡的基本內(nèi)容：平衡計分卡打破了傳統(tǒng)的只注重財務(wù)指標(biāo)的業(yè)績管理方法，認(rèn)為傳統(tǒng)的財務(wù)會計模式只能衡量過去發(fā)生的事情。

在工業(yè)時代，注重財務(wù)指標(biāo)的管理方法還是有效的，但在信息社會里，傳統(tǒng)的業(yè)績管理方法并不全面。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)展的動力。

基于這種認(rèn)識，平衡計分卡方法認(rèn)為，組織應(yīng)從四個角度審視自身業(yè)績：客戶、業(yè)務(wù)流程、學(xué)習(xí)與成長、財務(wù)。平衡計分卡中的目標(biāo)和評估指標(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)。

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容差設(shè)計

容差設(shè)計（Tolerance Design）在完成系統(tǒng)設(shè)計和由參數(shù)設(shè)計確定了可控因素的最佳水平組合后進(jìn)行，此時各元件（參數(shù)）的質(zhì)量等級較低，參數(shù)波動范圍較寬。

容差設(shè)計的目的是在參數(shù)設(shè)計階段確定的最佳條件的基礎(chǔ)上，確定各個參數(shù)合適的容差。

容差設(shè)計的基本思想如下：根據(jù)各參數(shù)的波動對產(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影響大的參數(shù)給予較小的容差（例如用較高質(zhì)量等級的元件替代較低質(zhì)量等級的元件）。

這樣做，一方面可以進(jìn)一步減少質(zhì)量特性的波動，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，使產(chǎn)品的成本有所提高。

因此，容差設(shè)計階段既要考慮進(jìn)一步減少在參數(shù)設(shè)計后產(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?。?/span>

我們知道，使若干參數(shù)的容差減少需要增加成本，但由此會提高質(zhì)量，減少功能波動的損失。因此，要尋找使總損失最小的容差設(shè)計方案。用于容差設(shè)計的主要工具是質(zhì)量損失函數(shù)和正交多項式回歸。

參數(shù)設(shè)計與容差設(shè)計是相輔相成的。按照參數(shù)設(shè)計的原理，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，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。

對于下屬零部件通過容差設(shè)計確定科學(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)計的在線質(zhì)量控制方法（如先進(jìn)的SPC方法等），實(shí)時監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量波動的情況，進(jìn)行反饋和工藝參數(shù)的調(diào)整；針對存在的問題，不斷地采取措施改進(jìn)工藝設(shè)計，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，應(yīng)減少容差范圍。

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實(shí)驗設(shè)計（DOE）

實(shí)驗設(shè)計（Design of Experiments, 縮寫為DOE）是研究如何制定適當(dāng)實(shí)驗方案以便對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的統(tǒng)計分析的數(shù)學(xué)理論與方法。

實(shí)驗設(shè)計應(yīng)遵循三個原則：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)驗設(shè)計大致可以分為四種類型：析因設(shè)計、區(qū)組設(shè)計、回歸設(shè)計和均勻設(shè)計。析因設(shè)計又分為全面實(shí)施法和部分實(shí)施法。析因?qū)嶒炘O(shè)計方法就是我們常說的正交實(shí)驗設(shè)計。

所謂正交實(shí)驗設(shè)計就是利用一種規(guī)格化的表——正交表來合理地安排實(shí)驗，利用數(shù)理統(tǒng)計的原理科學(xué)地分析實(shí)驗結(jié)果，處理多因素實(shí)驗的科學(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，摸清各個因素對實(shí)驗指標(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)驗證明，正交實(shí)驗設(shè)計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)計的基本工具，它具有均衡分散，整齊可比的特性。

實(shí)驗設(shè)計法已有70余年的歷史，在美國和日本，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)驗設(shè)計列為必須應(yīng)用的技術(shù)之一。著名的參數(shù)設(shè)計也是在正交實(shí)驗設(shè)計的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

另外開展實(shí)驗設(shè)計不但可找到優(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。

因此對于一些簡單的工程問題，直接應(yīng)用實(shí)驗設(shè)計法也能獲得滿意的健壯的設(shè)計方案。實(shí)驗設(shè)計還可應(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)計劃等。

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標(biāo)桿對比法

標(biāo)桿對比法（Benchmarking）是對照最強(qiáng)有力的競爭對手或已成為工業(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)桿對比法包括兩個重要的方面：

① 制訂計劃，不斷地尋找和樹立國內(nèi)、國際先進(jìn)水平的標(biāo)桿，通過對比和綜合思考發(fā)現(xiàn)自已產(chǎn)品的差距；

② 不斷地采取設(shè)計、工藝和質(zhì)量管理的改進(jìn)措施，取人之長、補(bǔ)已之短，不斷提高產(chǎn)品的技術(shù)和質(zhì)量水平，超過所有的競爭對手，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，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。水平比較法在美國已獲得廣泛的應(yīng)用和明顯的成效。

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統(tǒng)計過程控制

統(tǒng)計過程控制（Statistical Process Control,縮寫為SPC）是由美國休哈特博士于上世紀(jì)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)量特性的波動是出現(xiàn)質(zhì)量問題的根源，質(zhì)量波動具有統(tǒng)計規(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均值－極差（x-R）控制圖，均值－標(biāo)準(zhǔn)差（x-S）控制圖，中位數(shù)－極差（x-R）控制圖，單值－移動極差（x-Rs）控制圖，不合格品率（P）控制圖，不合格品數(shù)（Pn）控制圖，缺陷數(shù)（C）控制圖，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，以便確定健壯的工藝。

在生產(chǎn)制造中要建立對關(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)的控制圖即移動平均控制圖和幾何移動平均控制圖，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，糾正引起質(zhì)量波動的任何人機(jī)料法環(huán)的因素，從而實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的連續(xù)改進(jìn)。

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頭腦風(fēng)暴法

頭腦風(fēng)暴法又稱智力激勵法，是現(xiàn)代創(chuàng)造學(xué)奠基人美國奧斯本提出的，是一種創(chuàng)造能力的集體訓(xùn)練法。

它把一個組的全體成員都組織在一起，使每個成員都毫無顧忌地發(fā)表自己的觀念，既不怕別人的譏諷，也不怕別人的批評和指責(zé)，是一個使每個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：

第一、排除評論性批判，對提出觀念的評論要在以后進(jìn)行。

第二、鼓勵“自由想象”。提出的觀念越荒唐，可能越有價值。

第三、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值的觀念。

第四、探索研究組合與改進(jìn)觀念。除了與會者本人提出的設(shè)想以外，要求與會者指出，按照他們的想法怎樣做才能將幾個觀念綜合起來，推出另一個新觀念；或者要求與會者借題發(fā)揮，改進(jìn)他人提出的觀念。