前言

20世紀(jì)50年代，日本著名質(zhì)量工程學(xué)家田口玄一博士首次用信噪比（SN比）來(lái)評(píng)定計(jì)測(cè)系統(tǒng)功能的穩(wěn)健性。1958年，在他的著作《實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)法》中，又用信噪比來(lái)評(píng)定產(chǎn)品功能的穩(wěn)健性，信噪比的應(yīng)用范圍超出了原來(lái)的計(jì)測(cè)領(lǐng)域。1972年，日本標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)出版了《實(shí)驗(yàn)和計(jì)測(cè)方法對(duì)比用的SN比手冊(cè)》。1980年，日本標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)和美國(guó)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（ASI）合作出版了質(zhì)量工程學(xué)系列叢書(shū)。《質(zhì)量評(píng)價(jià)用的SN比》為該叢書(shū)的第三卷，其中介紹了信噪比在計(jì)測(cè)系統(tǒng)功能和產(chǎn)品功能穩(wěn)健性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代，信噪比的應(yīng)用又有了新的突破，擴(kuò)展到了電子電路設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)特性功能窗、化學(xué)反應(yīng)的信噪比和復(fù)數(shù)信噪比等。

穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)是質(zhì)量工程學(xué)的重要組成部分，屬于開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量工程學(xué)。質(zhì)量的形成有一個(gè)過(guò)程，技術(shù)開(kāi)發(fā)質(zhì)量是源流質(zhì)量，產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量是上游質(zhì)量，產(chǎn)品制造質(zhì)量是中游質(zhì)量，客戶使用質(zhì)量是下游質(zhì)量。雖然客戶關(guān)心的是使用質(zhì)量，但是質(zhì)量改進(jìn)應(yīng)當(dāng)從源流質(zhì)量開(kāi)始。穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)可以應(yīng)用于技術(shù)開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造各個(gè)階段，它以噪聲因子模擬各種噪聲（如內(nèi)噪聲:劣化、老化；外噪聲：客戶使用環(huán)境；產(chǎn)品間噪聲：制造誤差），以信噪比評(píng)定系統(tǒng)的穩(wěn)健性，以正交表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，以統(tǒng)計(jì)方法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，終找到穩(wěn)健性好、成本、周期短的系統(tǒng)參數(shù)的搭配。


近年來(lái)，穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)在日本得到了大力推廣與應(yīng)用。許多著名的日本公司都在應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并卓有成效。其中部分成果會(huì)通過(guò)日本每年召開(kāi)一次的品質(zhì)工學(xué)大會(huì)進(jìn)行發(fā)布�？梢哉f(shuō)，穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)是日本制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的秘密武器之一。由于對(duì)日本經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的卓越貢獻(xiàn)，田口博士曾經(jīng)三次榮獲日本質(zhì)量管理獎(jiǎng)戴明獎(jiǎng)，并于1989年獲得日本政府授予的藍(lán)綬褒章。

穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)于1980年由田口博士和美籍華人吳玉印教授傳入美國(guó)，先在福特汽車公司及其供應(yīng)商中推廣與應(yīng)用，后來(lái)很快傳播到全美國(guó)，并被稱為田口方法。在美國(guó)供應(yīng)商協(xié)會(huì)（ASI）的大力推廣下，許多著名的美國(guó)公司都在應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并取得了豐碩成果。美國(guó)供應(yīng)商協(xié)會(huì)每年還會(huì)專門召開(kāi)一次田口方法成果發(fā)布會(huì)。田口博士于1986年獲得洛克威爾獎(jiǎng)?wù)拢╓illard F.Rockwell Medal），于1996年獲得美國(guó)質(zhì)量協(xié)會(huì)（ASQ）授予的休哈特獎(jiǎng)?wù)拢⊿hewhart Medal）,并被評(píng)為世界十大杰出工程師之一。

1985年，田口方法由南京理工大學(xué)的章渭基教授和韓之俊教授正式引入我國(guó)。中國(guó)兵器工業(yè)質(zhì)量協(xié)會(huì)成立了田口方法推廣應(yīng)用技術(shù)委員會(huì)，在原中國(guó)兵器工業(yè)總公司質(zhì)量司解艾蘭司長(zhǎng)的親自領(lǐng)導(dǎo)下，從1985年至2000年連續(xù)15年邀請(qǐng)?zhí)锟诓┦恐v學(xué)和現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，韓之俊教授全程參與，并負(fù)責(zé)技術(shù)總對(duì)接。中國(guó)兵器工業(yè)質(zhì)量協(xié)會(huì)從1987至2000年連續(xù)召開(kāi)14次田口方法成果發(fā)布會(huì)，在提高兵器研制質(zhì)量、降低研制成本、縮短研制周期等方面取得了突出成效。1994年，我國(guó)政府授予田口博士中國(guó)政府友誼獎(jiǎng)。

韓之俊教授曾先后榮獲原國(guó)防科工委、原中國(guó)兵器工業(yè)總公司、原國(guó)家人事部、原國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、原江蘇省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局授予的各種質(zhì)量管理獎(jiǎng)項(xiàng)，并享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。2014年，南京市人民政府授予韓之俊教授南京市市長(zhǎng)質(zhì)量獎(jiǎng)（個(gè)人）。

韓之俊教授從1985年開(kāi)始，連續(xù)30多年悉心研究并大力推廣田口方法：培養(yǎng)了致力于研究田口方法的碩士研究生40多人，博士研究生20多人；出版著作《三次設(shè)計(jì)》《質(zhì)量工程學(xué)》《測(cè)量質(zhì)量工程學(xué)》《質(zhì)量管理》等，發(fā)表論文150多篇；榮獲原兵器工業(yè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、原航天工業(yè)部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)以及原國(guó)防科工委科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)各一項(xiàng)；親自指導(dǎo)逾百家企業(yè)應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)改進(jìn)產(chǎn)品研制質(zhì)量。

2014年，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布了穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：ISO 16336∶2014《統(tǒng)計(jì)與相關(guān)方法在新技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)》。2016年，日本發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JIS Z 9061∶2016 《統(tǒng)計(jì)與相關(guān)方法在新技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)》,該標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO16336∶2014。

2016年以來(lái)，湖南滿緣紅質(zhì)量技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展有限公司在韓之俊教授的帶領(lǐng)下，大力推廣應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)，指導(dǎo)中電工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有限公司、遠(yuǎn)東電纜有限公司、福耀玻璃工業(yè)集團(tuán)股份有限公司、江蘇陽(yáng)光集團(tuán)有限公司、湖南泰嘉新材料科技股份有限公司、廈門盈趣科技股份有限公司、浙江亞特電器有限公司、雙登集團(tuán)股份有限公司、揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)有限公司等，應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)在提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本、縮短產(chǎn)品研制周期等方面卓有成效。

本書(shū)具有以下特點(diǎn)：

（1） 內(nèi)容系統(tǒng)，邏輯性強(qiáng)

本書(shū)共有12章，分為四個(gè)層次：層次為第1章，介紹穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)的基本概念、基本原理及其與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的區(qū)別；第二層次為第2章至第4章，介紹傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；第三層次為第5章至第10章，介紹穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)；第四層次為第11章和第12章，介紹關(guān)于信噪比的若干命題及穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)在各個(gè)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。前一層次都是后一層次的基礎(chǔ)。

（2）知識(shí)前沿，技術(shù)先進(jìn)

本書(shū)介紹了國(guó)內(nèi)外穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)的知識(shí)和應(yīng)用成果。從系統(tǒng)的輸出特性來(lái)說(shuō)，除了介紹連續(xù)性計(jì)量值系統(tǒng)的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)，還介紹了離散型計(jì)數(shù)分類值系統(tǒng)的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)，除了介紹靜態(tài)特性（望目、望零、望小和望大）的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)，還介紹了動(dòng)態(tài)特性（主動(dòng)型、被動(dòng)型）和多個(gè)輸出特性的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)；從信號(hào)因子來(lái)說(shuō)，除了介紹單信號(hào)因子的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)，還介紹了雙信號(hào)因子的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)；從信噪比來(lái)說(shuō)，除了介紹靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性信噪比情形下的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)，還介紹了復(fù)數(shù)信噪比和化學(xué)反應(yīng)的信噪比等情形下的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)。

（3） 案例豐富，代表性強(qiáng)

本書(shū)有許多代表性的案例，特別是第12章介紹了穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)在機(jī)械、電氣、電子、冶金、熱處理、車輛、能源、紡織服裝、電線電纜、制藥、食品、生物和測(cè)量等工程領(lǐng)域的大量應(yīng)用案例。這些案例中的絕大多數(shù)是在本書(shū)作者的指導(dǎo)下完成的，并且效果很好，具有很高的參考價(jià)值。

（4） 軟件演示案例，可操作性強(qiáng)

書(shū)中所有案例都是用Minitab軟件來(lái)演示的，省去了繁復(fù)計(jì)算，該軟件用戶界面良好，操作方便。

雖然本書(shū)在框架構(gòu)思和材料收集方面花費(fèi)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，但是初稿的真正寫作是從2020年2月1日開(kāi)始的，至3月30日完成。在此期間，新冠肺炎疫情瘋狂肆虐全球。在中國(guó)共產(chǎn)黨的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，中國(guó)人民眾志成城地投入到全面抗擊新冠肺炎疫情的戰(zhàn)斗之中，廣大醫(yī)務(wù)工作者、解放軍、志愿者等舍小家為大家，奔赴抗疫線，有的甚至獻(xiàn)出了自己寶貴的生命。在此期間，本書(shū)作者整天宅在家中，夜以繼日地寫作。在2020年2月21日晚上，湖南滿緣紅質(zhì)量技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展有限公司組織了一場(chǎng)名為以質(zhì)戰(zhàn)疫，以穩(wěn)健質(zhì)量提質(zhì)增效的公益性線上講座。通過(guò)這個(gè)線上講座，韓之俊教授介紹了穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)的思想和方法，列舉了應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)，加快研制抗病毒新藥和應(yīng)用穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)，優(yōu)化SMT波峰焊工藝的案例，
引起了7500多名線上學(xué)員的濃厚興趣和熱烈互動(dòng)。

在本書(shū)即將出版發(fā)行之際，緬懷質(zhì)量工程大師田口玄一博士、吳玉印教授和章渭基教授在穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)方面的突出貢獻(xiàn)。本書(shū)第10章和第11章主要參考了吳玉印教授的專著《田口式的穩(wěn)健性設(shè)計(jì)》，謹(jǐn)致崇高的敬意和衷心的感謝。此外，我們還要衷心感謝福耀玻璃工業(yè)集團(tuán)股份有限公司、中電工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有限公司、遠(yuǎn)東電纜有限公司、江蘇陽(yáng)光集團(tuán)有限公司、浙江亞特電器有限公司、雙登集團(tuán)股份有限公司、揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)有限公司等毫不吝惜地提供了卓有成效的穩(wěn)健參數(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用案例，以及湖南滿緣紅質(zhì)量技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展有限公司全體員工的配合和支持。

后，希望本書(shū)的出版能為我國(guó)制造業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)綿薄之力。


韓之俊 單汨源 滿 敏

2021年11月12日