三次设计——容差设计

关键词：容差设计,质量

容差设计又叫公差设计（公差的一半叫容差），是通过研究容差范围与质量成本之间的关系，对质量和成本进行综合平衡管理，从经济角度考虑允许质量特性值的波动范围的一种优化设计方法，也是田口玄一的三次设计理论之一。

容差设计在参数设计基础上，确定各个参数合适的容差。

参数设计后确定一组参数组合。但是否还能减少参数波动幅度使产品质量特性更加稳定？是否可以适当降低零件精度等级以后降低成本？这两个问题实质上是确定适当的零件精度，以使产品总损失最小。

容差设计的步骤：

1. a) 研究按参数设计确定的最佳水平组合取值，选用价格低廉的零件时，产品质量特性的波动有多大。
2. b) 各因素的水平确定之后，可判断哪些因素对质量特性值的影响大。对影响大的因素，可选用质量等级高的优质零件，这样就能有效控制住质量特性值的波动，提高产品质量的稳定性。
3. c) 由于采用质量等级高的零件将提高产品成本，故可以利用质量损失函数、正交试验法、正交多项回归确定各参数的合理容差。
4. d) 质量和成本相组合，选择既成本低又满足要求的零件。对影响大的参数或零件给予较小的公差，对影响小的参数给予较大公差。
5. e) 追求总成本最小。

在容差设计中，为减少用户的损失，需要计算质量损失，以便对容差设计方案的优劣进行评价。

容差设计的基本思想是根据各参数水平的波动对产品质量特性影响的大小，从经济角度考虑有无必要对影响大的参数给予较小的容差。这样做，一方面可以进一步减少质量特性波动，提供产品的稳定性，减少质量损失，另一方面，由于提高了零件的质量等级，使产品的成本有所提高。因此，容差设计阶段既要考虑进一步减少在参数设计后产品仍存在的质量损失，又要考虑缩小一些零件的容差将会增加成本，要权衡两者的利弊得失，采取最佳决策。总之，通过容差设计来确定各参数的最合理的容差，使总损失（质量与成本之和）达到最佳（最小）。