穩健設計

穩健設計就是通過調整設計變數及控制其容差使可控因素和不可控因素當與設計值發生變差時仍能保證產品質量的一種工程方法。換言之，若作出的設計即使在各種因素的干擾下產品質量也是穩定的，或者用廉價的零部件能組裝出質量上乘、性能穩定與可靠的產品，則認為該產品的設計是穩健的.

目前有關機械穩健設計的方法大體上可分為兩類：一類是以經驗或半經驗設計為基礎的傳統的穩健設計方法，主要有田口穩健設計法、響應曲面法、雙響應曲面法、廣義線性模型法等。另一類是以機械工程模型為基礎與優化技術相結合的機械穩健優化設計方法，主要有容差多面體法、靈敏度法、變差傳遞法、隨機模型法等。

穩健設計（也稱為魯棒設計、健壯設計、robust設計），是在日本學者田口玄一提出的三次設計法上發展起來的、低成本、高穩定性的產品設計方法。穩健設計包括產品設計和工藝設計兩個方面。通過穩健設計，可以使產品的性能對各種雜訊因素的不可預測的變化，擁有很強的抗干擾能力。產品性能將更加穩定、質量更加可靠。

如，x為可控的設計因素，z為不可控的雜訊因素（分散性無法控制），產品質量y受設計因素和雜訊因素綜合影響。通過合理調整設計因素x，可以使得y對雜訊因素z不再敏感，從而獲得較好的產品質量穩健性。

1 穩健設計，就是使系統的性能對製造期間的變異或使用環境的變異不敏感，並且使系統在壽命周期內，無論其參數、結構發生漂移或老化，都能持續滿意地工作的一種系統的設計。根據可靠性的定義：”產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力”。

其中，規定功能是指設備的主要性能指標和技術要求。

同時按故障的定義，故障就是產品喪失規定功能。

產品故障的形式應該包含兩種，一種是損壞性的，即無法再繼續運行，像由於電阻器開路、電容器斷路、半導體器件擊穿等引起的設備損壞。

另一種是漂移性的，表現為設備還能工作，但性能指標和技術要求，再也不是所規定的值了，無法滿足需要。

它是屬於功能穩定性問題，通常是由於設計時沒有考慮組成系統的元器件本身就有容差，而且隨著環境的變化，其特性和參數都在變化，這些變化導致產品不能達到規定的性能、技術要求，使產品不能完成規定的功能。健壯設計本身就是針對產品功能穩定性問題，而實施的一種可靠性設計技術。

2 穩健設計的應用現狀由於發達國家非常重視穩健設計，並已取得了巨大的經濟效益。