Войти
Методы Тагучи (Японский : タ グ チメ ソ ッ ド) - это статистические методы, иногда называемые методами надежного проектирования, разработанные Геничи Тагучи для улучшения качества промышленных товаров, а в последнее время также применяемые в инженерии, биотехнологии, маркетинге и рекламе. Профессиональные статистики приветствовали цели и улучшения, вызванные методами Тагучи, в частности разработкой Тагучи схем изучения вариаций, но критиковали неэффективность некоторых предложений Тагучи.
Работа Тагучи включает три основных вклада в статистику:
Традиционно статистические методы основывались на оценках с несмещенным средним эффекты обработки : В условиях теоремы Гаусса – Маркова оценки методом наименьших квадратов имеют минимальную дисперсию среди всех линейных оценок с несмещенным средним значением. Акцент на сравнении средних значений также привлекает (ограничивает) удобство из закона больших чисел, согласно которому средние значения выборки сходятся к истинному среднему. В учебнике Фишера по плану экспериментов особое внимание уделялось сравнению лечебных средств.
Однако функций потерь удалось избежать благодаря Рональду А. Фишеру.
Тагучи знал статистическую теорию в основном от последователей Рональд А. Фишер, который также избегал функций потерь. Реагируя на методы Фишера в плане экспериментов, Тагучи интерпретировал методы Фишера как адаптированные для стремления улучшить среднее результат процесса. Действительно, работа Фишера была в значительной степени мотивирована программами по сравнению сельскохозяйственных урожаев при различных обработках и блоках, и такие эксперименты проводились как часть долгосрочной программы повышения урожайности.
Тем не менее, Тагучи понял, что в большинстве случаев промышленного производства существует потребность в достижении целевого результата, например, в обработке отверстия до заданного диаметра или в производстве ячейка для получения заданного напряжения. Он также осознал, как и Уолтер А. Шухарт и другие до него, что чрезмерные вариации лежат в основе низкого качества производства и что реагирование на отдельные элементы внутри и вне спецификации было контрпродуктивным.
Поэтому он утверждал, что инженерия качества должна начинаться с понимания затрат на качество в различных ситуациях. В широко распространенном промышленном проектировании затраты на качество просто представлены количеством элементов, выходящих за пределы спецификации, умноженными на стоимость переделки или брака. Однако Тагучи настаивал на том, чтобы производители расширили свой кругозор, чтобы учитывать затраты общества. Хотя краткосрочные издержки могут быть просто издержками несоответствия, любой элемент, произведенный не по номиналу, приведет к некоторым убыткам для клиента или более широкого сообщества из-за преждевременного износа; трудности во взаимодействии с другими частями, которые сами по себе, вероятно, выходят за рамки номинала; или необходимость увеличения запаса прочности. Эти потери являются внешними эффектами и обычно игнорируются производителями, которых больше интересуют свои личные затраты, чем социальные издержки. Согласно анализу государственной экономики, такие внешние эффекты мешают рынкам работать эффективно. Тагучи утверждал, что такие убытки неизбежно вернутся к исходной корпорации (эффект аналогичен трагедии общественного достояния ), и что, работая над их минимизацией, производители улучшат репутацию бренда, завоюют рынки и приносить прибыль.
Такие потери, конечно, очень малы, когда предмет почти ничтожен. Дональд Дж. Уиллер охарактеризовал область в пределах спецификации как место, где мы отрицаем наличие потерь. По мере отклонения от номинала потери растут до точки, когда потери слишком велики, чтобы их можно было отрицать, и устанавливается предел спецификации. Все эти потери, как W. Эдвардс Деминг описал бы их, неизвестные и непознаваемые, но Тагучи хотел найти полезный способ их статистического представления. Тагучи указал три ситуации:
Первые два случая представлены простыми монотонными функциями потерь. В третьем случае Тагучи принял функцию потерь с квадратом ошибок по нескольким причинам:
Хотя многие опасения и выводы Тагучи приветствуются статистиков и экономистов некоторые идеи подверглись особой критике. Например, была подвергнута критике рекомендация Тагучи о том, что промышленные эксперименты максимизируют некоторое отношение сигнал / шум (представляющее величину среднего процесса по сравнению с его вариацией).
Тагучи понял, что лучшая возможность устранить вариации качества конечного продукта - это во время проектирования продукта и его производственный процесс. Следовательно, он разработал стратегию инженерии качества, которую можно использовать в обоих контекстах. Процесс состоит из трех этапов:
Это проектирование на концептуальном уровне, включая творчество и новаторство.
После того, как концепция установлена, необходимо установить номинальные значения различных размеров и параметров дизайна, что является этапом традиционного проектирования. Радикальное понимание Тагучи заключалось в том, что точный выбор требуемых значений занижен требованиями к производительности системы. Во многих случаях это позволяет выбирать параметры таким образом, чтобы свести к минимуму влияние на производительность, возникающее из-за изменений в производстве, окружающей среде и совокупного ущерба. Это иногда называют робастизацией.
Надежные конструкции параметров учитывают контролируемые и неконтролируемые шумовые переменные; они стремятся использовать взаимосвязи и оптимизировать настройки, минимизирующие влияние шумовых переменных.
При успешно завершенном проектировании параметров и понимании влияния различных параметров на производительность ресурсы могут быть сосредоточены на уменьшении и контроле отклонений в нескольких критических измерениях.
Тагучи разработал свои экспериментальные теории независимо. Тагучи читал произведения по Р. А. Фишер только в 1954 году.
Планы Тагучи были направлены на обеспечение большего понимания вариаций, чем многие традиционные конструкции из дисперсионного анализа (вслед за Фишером). Тагучи утверждал, что обычная выборка здесь неадекватна, поскольку нет способа получить случайную выборку будущих условий. В дизайне экспериментов и дисперсионного анализа Фишера эксперименты направлены на уменьшение влияния мешающих факторов, чтобы можно было сравнивать средние эффекты лечения. Вариация становится еще более важной в мышлении Тагучи.
Тагучи предложил расширить каждый эксперимент «внешним массивом» (возможно, ортогональным массивом ); «внешний массив» должен имитировать случайную среду, в которой будет функционировать продукт. Это пример оценочной выборки. Многие специалисты по качеству использовали «внешние массивы».
Более поздние инновации во внешних массивах привели к «смешанному шуму». Это включает в себя объединение нескольких факторов шума для создания двух уровней во внешнем массиве: во-первых, факторы шума, которые снижают выходную мощность, и, во-вторых, факторы шума, которые увеличивают выходную мощность. «Сложный шум» имитирует крайние вариации шума, но требует меньшего количества экспериментов, чем предыдущие разработки Тагучи.
Многие из ортогональных массивов, которые отстаивал Тагучи, являются насыщенными массивами, не оставляющими возможности для оценка взаимодействий. Это постоянная тема споров. Однако это верно только для «факторов управления» или факторов во «внутреннем массиве». Утверждается, что путем комбинирования внутреннего массива факторов управления с внешним массивом «факторов шума» подход Тагучи предоставляет «полную информацию» о взаимодействиях управления с помощью шума. Тагучи утверждает, что такие взаимодействия имеют наибольшее значение для создания конструкции, устойчивой к изменению коэффициента шума. Подход Тагучи обеспечивает более полную информацию о взаимодействии, чем типичные дробные факторные планы, утверждают его сторонники.
Статистики в методологии поверхности отклика (RSM) выступают за «последовательную сборку» проектов : В подходе RSM за планом скрининга следует «последующий план», который разрешает только смешанные взаимодействия, признанные стоящими разрешения. Может быть добавлен второй план последующих действий (время и ресурсы позволяют) для изучения возможных одномерных эффектов высокого порядка оставшихся переменных, поскольку одномерные эффекты высокого порядка менее вероятны для переменных, уже исключенных из-за отсутствия линейный эффект. Благодаря экономичности схем скрининга и гибкости последующих схем последовательные планы обладают большой статистической эффективностью. Последовательные планы методологии поверхности отклика требуют гораздо меньшего количества экспериментов, чем последовательность планов Тагучи.
Геничи Тагучи внес ценный вклад в статистику и инженерное дело. Его упор на потери для общества, методы исследования вариаций в экспериментах и его общая стратегия системы, параметров и проектирования допусков оказали влияние на улучшение качества производимой продукции во всем мире.
