吴磊，徐银，赵翼翔，左亚军

(广东工业大学机电工程学院广东省计算机集成制造重点实验室，广东广州510006)

Taguchi 稳健设计，又称三次设计或基于损失模型的稳健设计，最初是由日本学者G Taguchi 博士于20世纪70年代末所创立的以正交试验设计为基础的一种提高与改进产品质量的设计方法，也被称为三次设计，包括系统设计、参数设计和容差设计［1－2］。Taguchi 法的理念是通过优化设计参数实现一个稳健的工程设计，当参数发生变化时，设计结果对此变化不敏感［3］。一般来说，Taguchi 稳健设计包括参数设计和容差设计两个方面的内容，其中参数设计是其中最重要的一个子问题。

正交试验设计和信噪比是Taguchi 稳健设计的两个基本工具。正交试验设计是用正交表通过对试验因子水平的安排和试验以确定参数值的最佳组合。采用正交实验设计，可以大大降低开发一种新产品或技术的时间和成本，从而提高产品在开放市场上的竞争力［3］。信噪比是将损失模型转化为信噪比指标并作为衡量产品的特性值。

在稳健设计中，Taguchi 对产品质量提出了一个新概念:质量就是产品上市后给予社会的损失［4］。产品销售给用户后由于质量特性偏离目标值所造成的损失可用质量损失函数来度量。常用的质量特性的损失函数有以下3 种:望目特性的质量损失函数、望小特性的质量损失函数和望大特性的质量损失函数，它们的公式见表1。

表1 平均质量损失函数及信噪比公式

稳健设计的本意就是在外部和内部的干扰下系统能够保证平稳且较满意的输出性能。……