ロバスト設計

 

1. 機能品質

(1)  品質設計

@ 一次設計:システム設計

内乱・外乱の影響をなくすような制御システムを組み入れる。

 

A 二次設計:パラメータ設計

制御因子の水準選択により、内乱・外乱の影響を減衰させる。

 

B 三次設計:許容差設計

内乱・外乱の原因そのものの範囲を限定的に抑える。

 

(2)  ノイズ

@ 外乱:外部環境条件の変化

A 内乱:機能の摩耗劣化・個体間のばらつき

 

ノイズは誤差因子である。

 

 

2. パラメータ設計

(1)  ロバストネス

ノイズに対する強さを意味する。

パラメータ設計すなわちロバスト設計では、外乱・内乱が存在しても、出力が安定する設計を行う。

 

(2)  二段階設計

@ 第一段階の最適化

誤差因子に対する、出力変動を小さくする。

 

A 第二段階の最適化

調整因子によって、出力平均を目標に設定する。

 

(3)  概念

自己の変動によって、出力変動を変える、非線形パラメータで、ロバストネスを改善する。

自己の変動によって、出力変動を変えない、線形パラメータで、平均値を目標値に合わせる。

 

(4)  オメガ法

実験計画法において、単純な算術的加法性が成り立たない構成要素の変動について、SN比を適用する。

望目特性のSN比は、

 

(5)  特性

望目特性:一定の目標値がある特性(静特性)⇔動特性

望小特性:小さいほど良い特性

望大特性:大きいほど良い特性

 

 

3. 望目特性のパラメータ設計手順

(1)  混合直交表に割り付け、実験を行う。

制御因子の水準を内側直交表に割り付け、誤差因子の水準を外側直交表に割り付ける。

内側直交表に割り付けた各bイとに、外側直交表に割り付けた実験を行う。

 

(2)  各bイとのSN比を計算する。

外側aF

内側aF

 

各内側cネにおいて、外側bフ実験結果をSN比としてまとめる。

 

 

 

(3)  各水準ごとのSN比を計算する(直交表に従って、SN比の平均をとる)。要因効果図にまとめる。

A1水準のSN比、A2水準のSN比、…

 

(4)  各水準ごとの平均値を計算する。要因効果図にまとめる。

A1水準の平均、A2水準の平均、…

 

(5)  第一段階の最適化

出力変動に影響があるパラメータについて、出力変動を抑える水準に設定する。

SN比の要因効果図において、水準に対する変化が大きい制御因子に注目する。

その水準の中で、最もSN比が高いものを選択する。

誤差因子による出力変動が小さくなる。

ひとまず、仮の出力平均が決まる。

 

(6)  第二段階の最適化

出力平均に影響があるパラメータについて、目標値に合った水準に設定する。

平均値の要因効果図において、水準に対する変化が大きい制御因子(=調整因子)に注目する。

その水準の中で、目標値に近くなるものを選択する。

最終的には、そのほかの制御因子も使って、微調整する。

 

(7)  再現性を確認する。

先の実験で得られた最適条件と、参照条件(従来条件など)において、試作し、そのSN比と平均値を測定する。

両者のSN比の差と平均値の差が、先の実験で得られた推定値通りならば、再現性がある。

このとき、先の実験のSN比の差と、再現実験のSN比の差が、±3dB以内ならば、SN比の差が推定値通りであると判断する。

 

 

 

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