参数设计
参数设计(Parameter Design)在系统设计之后进行。参数设计的基本思想是通过选择系统中所有参数
(包括原材料、零件、元件等)的最佳水平组合，从而尽量减少外部、内部和产品间三种干扰的影响，使所
设计的产品质量特性波动小，稳定性好。另外，在参数设计阶段，一般选用能满足使用环境条件的最低质
量等级的元件和性价比高的加工精度来进行设计，使产品的质量和成本两方面均得到改善。
参数设计是一个多因素选优问题。由于要考虑三种干扰对产品质量特性值波动的影响，探求抗干扰性
能好的设计方案，因此参数设计比正交试验设计要复杂得多。田口博士采用内侧正交表和外侧正交表直积
来安排试验方案，用信噪比作为产品质量特性的稳定性指标来进行统计分析。
为什么即使采用质量等级不高、波动较大的元件，通过参数设计，系统的功能仍十分稳定呢？这是因
为参数设计利用了非线性效应。
通常产品质量特性值 y 与某些元部件参数的水平之间存在着非线性关系，假如某一产品输出特性值
为 y，目标值为 m，选用的某元件参数为 x，其波动范围为x(一般呈正态分布)，若参数 x 取水平 x1，由于
波动x，引起 y 的波动为y1(如图)，通过参数设计，将 x1 移到 x2，此时同样的波动范围Δx，引起 y 的波
动范围缩小成y2，由于非线性效应十分明显，
y2<y1，由此可见，只要合理地选择参数的水平，在参数的波动范围不变的条件下，(也就
意味着不增加成本)，就可以大大减少质量特性值 y 的波动范围，从而提高了产品的稳定性。但与此同时，
却发生了新的矛盾，这就是 y 的目标值从 m 移到了 m，偏离量Δm= m-m。如何使 y 保持稳定，而又不
偏离目标值呢？这时，可设法找一个与输出特性 y 呈线性关系，且易于调整的元器件参数 z(调整因素)，
即 y=a+bz，只要把 z 从 z1 调到 z2，即可补偿偏离量
Δm。如果不采用参数设计，利用非线性关系，而是按传统方法直接进行容差设计，把元件 x 由较低质
量等级改为很高质量等级，也就是说将参数 x 的 波动范围由 Δx 缩小为 Δx1，而对应于水平 x1 的质量特性
y 的波动范围变为 Δy3，虽然 Δy3<Δy1，但这是以增加成本为代价而取得的；而且可能仍然是 Δy3>Δy2，即
提高了元件质量等级后，对应于 x1 的产品质量特性 y 的波动范围仍然比采用较低质量等级元件、对应于水
平 x2 的 y 波动范围 y2 要宽，由此可以看出参数设计的优越性。
图： 参数设计的非线性效应图
参数设计可以分为静态特性的参数设计和动态特性的参数设计。
