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关于稳健参数设计（田口方法）的书评
Student（xuling0688#eyu.com)
Student是个在读的统计学研究生，对统计学只知些皮毛，而对实际
工作更是几乎一窍不通。但一年来接触六西格玛管理后，发现这真是个
好东西。从方法论的角度来看，它没有什么新鲜内容，但把这么多管理
与统计方法串起来，就成了一个强大的有效的管理体系。由于刚入门一
月，不敢在各位大虾面前班门弄斧，可是本网站人气很旺，讨论常常很
深入，这些鼓励着我把自己在准备毕业论文中收集到的材料和看法，
总结贡献出来。其中肯定有不少错误及谬论之处，敬请各位大虾前辈不
吝指教，以便进一步改进提高。
稳健参数设计在六西格玛管理的I（改进）阶段或在DFSS（六西格玛设计）
中起着关键作用。按通常的分类（MINITAB也这样分），因子设计（也称
析因设计--Factorial Design）、响应曲面设计（Respone Surfas Design）
及混料设计（Mixure Design）是与稳健设计并列的4大类设计方法。因子
设计针对的是因子，不论是全因子设计或部分实施的因子设计都是用正交
表建立一个线性的回归方程，为此，二水平加上些中心点已经足够，不必
用3水平或更高水平。在这方面，Box等人早在1941年就开始陆续发表文章，
逐渐完善了正交设计的理论与方法，田口只是将这些交设计的理论用于日
本的实践，另外他在推广应用中发明了一种表格计算方法（通常在手算过
程中用到，现在还能看到），这使得一般工程技术人员都更容易掌握它。
田口还有一些灵活运用正交设计的方法，如点线图法、拟水平法等等，虽
然也是贡献，但其价值有限，而且有时还有错。
响应曲面设计对于优化工艺参数非常有效，但仔细分析起来，这对响应
变量是望大或望小情况才是真正有价值的，对于望目特性的情况由于它将
会给出无穷多组解，但响应曲面方法本身并没有提供出如何从中选出最优
的办法来。因此，对于望目特性的情况的寻求最优解，稳健参数设计是
最有效的工具，田口在这方面的巨大历史贡献是有实质意义的。以使
用内表外表为主要形式、用信噪比作为指标、将动态设计考虑为信号因子
这几个方法作为代表特征的稳健参数设计也常被称作是田口（Taguchi）
设计。欧美各国在传统上对这种方法不大重视，连软件也都是很后才将
它列为方法之一的，MOTOROLA和GE在黑带培训中竟然也没有这一段。可
真正有见识的统计学家（如Box，吴建福等）在田口方法上下了很大工夫，
有很多突破性的贡献。
中国和日本对此法当然很重视，但不可否认，在中国有两种倾向，搞理论
的统计工作者对田口不屑一顾，认为他的方法毛病太多，好多地方不能
自圆其说，田口方法没什么理论价值；搞实际工作的人却把田口捧为神明，
“能逮住老鼠的肯定是好猫”，全盘照抄，不加分析，不求更新发展。这
当然都不好。可又该怎么办呢？在这方面的研究工作，中国人真是落后
了很多。
Student阅读了不少有关稳健参数设计（田口方法）的书刊文献。在
本帖中，将对国内现有书刊文献作个综述，也有些大胆的评论。初生
牛犊免不了不知天高地后，更免不了说错话，大胆提出，只是希望各位
大虾不吝指教，更希望各位对于发展田口方法的课题提供些更进一步的
文献资料或实例，让所有对此感兴趣的网友共同获益。
先向大家推荐一本很少见到引用的好书。
1。 吴建福和滨田著（ Wu, C.F.J. and Hamada, M (2000),Experiments:
Planning, Analysis and Parameter Design Optimization.Wiley,
New York）.
中译本：试验设计与分析及参数优化，张润楚等译，中国统计出版社，2003。
继统计大师Box的两本经典著作（BHH(1978), Statistics for
Experiments 和 Box,Draper(1987) Empirical Model Building and
Response Surfaces）奠定了试验设计及响应曲面理论之后，世界统计学在
20世纪最后二、三十年中有了巨大的发展，试验设计领域也是成果颇丰。
我国科学院院士陈希儒教授在吴建福书的序言中是这样评价的：
“几十年来，关于试验的设计与分析的著作出版了不少，但由于这门学科发展太
快，不少现存的著作已不能反映本学科的当前面貌，因此，由吴建福教授和滨田
博士合作完成的本书于2000年出版，可以说正合时宜。它一出版就受到国际统计
学界的高度评价，当年就获得国际上概率论与统计学优秀著作奖。...本书除叙述
试验设计的一些基本知识外，还介绍了不少有广泛应用和影响的新成果，如著名
的田口方法，特别是包含了吴建福及其合作者近年来大量的研究成果，可以说
这部著作代表和反映了本领域当前理论和应用的最高水平。”
此书虽为专著，但例子和叙述都非常清晰易懂，数学基础较好的工程师们肯定
可以看得懂。这本书绝对是该国人都该仔细读读的基本理论著作。
田口方法中有些内容至今仍然有意义，但也有很多部分遭到其他统计学家严
厉批评。站在整个学科发展的高度，区分开田口方法中正确与不完善的内容当
然非常重要，此书完成了这项任务，而且总结了迄今为止的所有有关的最新方
法。这本书的里程碑作用是怎么估价也不过分的。
本书第十章“稳健参数设计简介”，对静态田口方法作了介绍（52页），
第十一章“信号-响应系统的稳健参数设计”，对动态田口方法作了介
绍（30页），这大概是最权威的最新成果的详细介绍了。书中不但介绍了
常用的内表外表的“乘积表”法，还介绍了近些年形成的将可控因子与噪声因
子安排在同一张表中的“单一表”方法。对于信号-响应系统（即动态响应）
的稳健参数设计也用一章作了详细介绍。在使用“乘积表”这种传统田口方法
的使用上，对于望大望小型问题与望目特性，本书分别总结出了两种不同的处
理策略，凸显了田口方法针对望目特性上的关键性地位。
当然，本书作为统计学专著，强调的是理论与方法上的重大成果，基本上
没涉及到工程师们使用中必然会用到的计算机使用问题，非统计专业工作者
可能觉得还不能直接应用。但此书绝对应该成为我国有关人员讨论稳健设计
![关于稳健参数设计（田口方法）的书评[转载] 稳健参数设计](http://img.413yy.cn/images/31101031/31014722t017ae4594546f70cf2.jpg)
的基础。
2. 马林主编(2004),六西格玛管理, 中国人民大学出版社.
不可讳言，此书是本大杂烩，而且错误不少。可搞六西格玛就得懂得非常
广泛的知识才行。另外，别处错误不少，可第七八两章很少见到错误（？）。
目前在中国这种知识结构和人材结构条件下，要求有某个大专家能把有关管理
和统计都玩转，恐怕还很难办到，因此，看到这些人能拼凑出这样一个东西，
就应该高兴，总得允许人家一步步前进吧。
就试验设计（包括田口方法）而言，这本书是第一次将实际例题与计算机结
合起来的书。对于MINITAB中有关田口方法的各功能，此书都作了介绍，因此对
于解决实际问题而言，可以在明白道理的前提下，直接使用计算机直接得到分
析结果，很实用。我看这是区别有关内容是否达到现代化的一个标志。另外
重要的一点是，此书引用了不少吴建福书中比较新的论断，观点包含最新成果，
方向是对的。可以这样说，这本书等于是吴建福书给工程师们的“通俗版”，
叙述是针对工程师们水平进行的，看起来不费力。当然，此书的内容还是太少，
实际例子也并不真是“实际”的，例子总的说来还是太少。另外，对于田口
方法而言，本书只有一小节（7.6)， 对于“单一表”和动态设计等等全都略
去了。总之，这是本好书，但只可以作为田口方法的入门书来读。
3. 中国兵器工业质量管理协会编 （主要作者是章渭基，韩之俊）1993，
质量工程学应用手册, 兵器工业出版社
4. 健壮设计手册编委会编著 （主要作者是邵家骏，韩之俊）2002,
健壮设计手册, 国防工业出版社.
5. 曾凤章编著 (2004), 稳健性设计--原理技术方法案例, 兵器工业出版社.
这三本书都很有代表性，这是中国工程技术界对田口方法在中国的推广过程中
经验的完整总结。这些书的主要作者都是六西格玛推进委员会专家，现在还很
活跃。这些书中有大量很有说服力的例子，内容丰富，通俗易懂，是工程师们
很好的参考书。
6。 林秀雄著(2004), 田口方法实战技术, 海天出版社.
7．Montgomery，D.(1991 Design and Analysis ofExperiments,
John Wiley &Son, 3rdEdition
中译本：实验设计与分析，汪仁官等译，中国统计出版社，1998。
这是一本给统计学专业的研究生学试验设计的专著，写得很细致，有很多
例题，我们上试验设计课就用此书。但有趣的是，在这样一本试验设计专著中，
竟然对田口方法只用一小节(12.5节)来叙述,而且在20多页的篇幅中，绝大部分
都是批评型的叙述。批评真的是很中肯的，这可以作为典型的传统的美国统计
学家对田口的基本态度。有些中国人把田口奉为神圣不可侵犯的神，这些朋友
可以仔细看看这一节。
8. 朱兰质量手册(第五版) (2003), 焦叔斌等译, 中国人民大学出版社.
在第47章的‘实验设计与分析’中 ，第1574页起有个篇幅仅2页的简单介绍，
未给出细致描述，但详细列出了统计学界（主要是美国统计学家）的
评论文献目录。
10.[美]福里斯特.W.布雷佛格三世 ( Forrest W. Breyfogle III )著,
阎国华等译, 实施六西格玛, 机械工业出版社,2004。
此书第32章‘利用DOE和田口方法减少变异性’中介绍了田口损失函数概念等，
但对于‘田口方法’显然文不对题，内容仍然只是普通的正交设计及其残差
分析。
6. MINITAB User’s Guide 2(2004): Data Analysis andQuality Tools,
Release 14 for Windows.
这是本使用MINITAB软件的说明书，买了十四版软件者将获赠一本。操作介绍
得很详细，但不讲概念和方法原理。
7．任露泉编著（2001），试验优化设计与分析，吉林科学技术出版社。
此书是写给工程技术人员们看的，例子很丰富，叙述也很简单明了，是一本
很好的书。其中第4章“稳健试验设计”（38页）对田口方法作了简要的
介绍，静态、动态设计都举了例子。本书的缺点是，虽然本书作者已经明确
意识到试验设计必须与计算机紧密结合，而且也在第21章介绍了“试验优化
常用统计软件”，但毕竟全书与计算机的结合较薄弱，根本没提到MINITAB，
使用起来不大方便。内容深度与3、4、5差不多。
目前田口方法仍然很热，尤其在DFSS（六西格玛设计）中起着关键性的作用。
可以断言，中国统计学家加上六西格玛管理学家们肯定会对田口方法发展作出
贡献的。Student非常希望看到下列几方面的成果，然后总结之以完成毕业
论文，方便时请大家齐力贡献力量。
1。田口方法基本上不考虑交互作用，这是此方法的优点，当然也是不断
被人指出的缺点。到底该怎样评价这一点？利大弊大？
2。内表外表的乘积表法（加上综合误差分析法）是田口方法的基本步骤，
但试验次数这么多，有什么办法可以改进？如果有大虾有实际例子不便公开，
请将自变量真实数据修改一下，这就不会有泄密问题了。Student真想好好
学学。
3。可计算项目的设计在今后将会越来越多，因为计算机的发达必然导致
数学模型的广泛应用，用黑箱（而不是简单的数学公式）来计算出结果的
途径会越来越广。可计算项目的稳健参数设计应该有一套与普通试验不同
的分析特点与方法。恳请大虾指教。
8 凯克.博特（Keki.Bhote)与 阿迪.博特 (Adi.Bhote)合著：
世界级质量管理工具 (第二版)
遇今等译, 中国人民大学出版社 , 2004.9出版. 定价35元
凯克.博特是美国一位著名的质量管理专家。此书是他与他儿子合著的以
试验设计为主要内容的质量管理工具书。原书第一版是1991年出版的，现
在又增加了些案例，内容上稍作了些补充。
此书以一种极度夸张的口气向质量管理界介绍了“世界级最新的”试验设计
方法---：多利安.谢恩（Dorian.Shainin）方法。
多利安.谢恩（Dorian.Shainin）是质量问题专家，但从来不是统计学家。
凯克.博特这样隆重地推荐“划时代的谢恩方法”也并没有给出谢恩任何一篇
正式论著（看来“谢恩方法”也只是在某些培训教材中的归纳罢了）。下述
内容都是博特转述归纳的“谢恩方法”。
在第86页上，博特说：“谢恩DOE方法明显有别于经典/田口方法，其截然
不同的特点是它在使用 10 种不同的DOE工具时的多面性，每种工具仅限于
解决特定的问题，而在经典/田口方法中仅有一到两种直接套用的方法。”
看来这真的就是谢恩DOE方法的特点了。
谢恩DOE方法的主要内容就是：在解决问题的总框架的考虑上，首先是按
变量个数的多少来将试验步骤分成3个阶段：
1。第一阶段：变量个数在20~100时，使用“思路创新工具”（含5种工具），
主要是在基本上不改变目前生产状况（并非进行新的“试验”）的前提下，
分析造成问题的原因：
1）多变异图（Multi Vari Chart），分析过程变异来源。
2）集中图：对重复出现的问题，进行细致分析以精确定位，用“斑点
图表”作为显示工具。
3）部件搜索：通过对一“好”一“坏”两个部件的细致分析比较，进行
逻辑推理计算，以淘汰多个无意义变量。
4）成对比较，较多的“好”部件与较多的“坏”部件（6~8个）进行
比较分析。
5）产品/过程搜索，精确定位过程变量。把较多个（6~8个）好产品相关
的过程参数与较多个（6~8个）差产品相关的过程参数相比较。
2。第二阶段：变量个数在小于20时，使用正式试验设计工具（含5种工具），
主要是综合使用多种原有通用的试验设计工具：
6）筛选因子（部分实施的因子设计法）：直到因子个数小于5。
7）全因子设计：在仅剩2~4个变量时使用本方法。
8）对单变量用“B比对C”法（B：Best，C：Current）。谢恩认为：
“确认改进的程度及持久性的最佳方法是：回到改进前的产品、工艺或
方法，并确保问题再现”。这样的多次（至少两次）反复可以使发生问题的
根本原因得以确认。因此，他自己也承认，“B比对C”法应被用作于一种
验证工具，而不是一种初始的解决问题工具。
9）散布图。当可以确认无交互作用时使用，以确认各变量间的定量关系。
10）响应曲面法。当有交互作用存在时，为了更准确地分析响应变量与
各自变量间的关系应当使用传统的响应曲面方法。
综上所述，谢恩DOE方法是将多种统计工具综合起来，针对实际问题的具体
状况，灵活选用有关方法来以有效进行试验设计的一套方法。它本身没有
任何新方法、新概念，只是强调多种方法的“综合使用、注意选择”罢了。
