一種穩健參數設計的新方法

　　然而，類似上述效果的設計方案并不是唯一的，圖二顯示的就是同樣運用JMP軟件分析得到的另一種設計方案，雖然其三種組成成份分別為二氧化硅=1.833，硅烷=46.661和硫磺=1.971，但以此為基礎形成的橡膠輪胎的硬度同樣非常接近目標值67.5。類似的設計方案還有很多，其主要原因是由于因子二氧化硅具有顯著的二次項特性，使得JMP軟件在最大化意愿(Maximize Desirability)的求解過程中發現了大量的局部解(Local Solution)。那么究竟應該選擇其中的哪一個解作為最佳方案來執行呢?

　　圖二 輪胎橡膠的第二種設計方案

　　我們可以通過考慮產品設計中的另一個要點――質量的穩定性來確定。從實踐經驗中獲知，二氧化硅的技術參數較難精確地固定。而從預測刻畫器的顯示中不難發現，二氧化硅對硬度的影響呈現出一種具有最小值的二次曲線趨勢。這啟發我們想到：如果能將二氧化硅的默認技術參數調整到最小值的位置上，也就是整個曲線最平坦的區域，那么將來它的參數變異對最終產品硬度所產生的變異的影響程度也是最小的，也就是說此時產品質量的抗干擾能力最強。這時候，我們的問題轉換為：如果將二氧化硅的技術參數調整到波谷位置后，怎樣快速確定另兩個因子硅烷和硫磺的參數設定，使硬度依然等于或近似等于67.5?

　　從統計數學的原理上講，將二氧化硅的技術參數調整到波谷位置就是要使硬度對二氧化硅的偏導數等于0或近似等于0。同時，不能忘記硬度還是要盡可能地等于67.5。能夠同時實現這兩者的設計方案就是我們所追求的理想的設計方案。圖三就是根據這一思路，并且通過JMP軟件得到的分析結果。如圖所示，當三種組成成份分別為二氧化硅=1.627，硅烷=56.483和硫磺=1.514時，橡膠輪胎的硬度非常精準地達到了目標值67.5。與此同時，硬度對二氧化硅的偏導數也恰好等于0，說明二氧化硅的參數設定位于最穩定的波谷位置，這為將來大規模的量產質量奠定了良好的穩健基礎。

　　圖三 輪胎橡膠的第三種設計方案

　　通過上述實際案例的分享，相信大家對穩健參數設計的新發展、新方法有了一定的了解。其實，關于高級試驗設計Advanced DOE的方法還有很多，只是適合于其他不同的場合，解決其他不同類型的問題罷了。

　　今天，越來越多的人意識到高品質首先是設計出來的，其次才是制造出來的，但絕對不是檢驗出來的。因此，從事研發的工程技術人員將義不容辭地承擔起更艱巨的責任，努力探索質量的突破性提升。還是那句老話：工欲善其事，必先利其器。融合了各種先進的統計分析理念和實用工具的專業六西格瑪軟件JMP將加快我們前進的步伐，提高我們成功的概率。