سیستماتیک : طراحی آزمایش ها به روش تاگوچی Qualitek-4

سیستم دکتر گنیچی تاگوچی در مهندسی کیفیت ، یکی از بزرگترین دستاوردهای مهندسی قرن بیستم محسوب می­شود.
او دارای معروفیت بسیاری در زمینۀ رهبری نهضت کیفیت در صنایع آمریکا می­باشد. ریشه های شکل گیری فلسفۀ او به دهۀ ۱۹۵۰ باز می گردد، هنگامی که به عنوان سرباز جهت کمک به اصلاح معایب سیستم تلفن ژاپن بعد از جنگ فعالیت می نمود . پس از توجه به معایب به ارث رسیده از نگرش آزمون و خطا در کشف مسأله ، وی به بسط روش جامع خود در طراحی نمونه ها پرداخت .
کاربرد سیستماتیک و وسیع فلسفۀ دکتر تاگوچی و مجموعۀ کامل طرح تجربی ابزارهای تصمیم گیری ، هدیه­ای ارزشمند را به شجاعت ژاپن در تولید سریع در سطح جهان با تولیدات ارزان اعطاء نمود.
روشهای تجربی که توسط تاگوچی بسط یافته و آموزش داده شده­اند ، هم با شک و هم با تحسین روبرو گشته اند . بسیاری از غیرآماردانان ، روشهای او را بسیار مفید و اجرایی یافته اند . با این حال بسیاری از آماردانان مدارکی را یافته و منتشر نموده اند مبنی بر این که استفاده از روشهای او می تواند به نتایجی غلط منتهی میگردد.
در این پژوهش از پرداختن به این مناقشات اجتناب میورزیم و در عوض از روشهای تاگوچی ای که سودبخش میباشند استفاده می گردد و از آنهائی که ضعیف و اشکال برانگیز شناخته شده­اند ، اجتناب میگردد.

دو حیطه اصلی که توسط دکتر تاگوچی در مباحث کیفی مطرح شده اند عبارتند از:

(۱) استراتژیهای کاهش انحراف و (۲) فنون طراحی مؤثر

طرح های تاگوچی

طرح های تاگوچی (Taguchi) برای اولین بار توسط آقای جنیچی تاگوچی که دارای مدرک دکتری مکانیک می باشد در سال ۱۹۸۷ در شرکت تویوتا ابداع گردید. مهندس تاگوچی طرح های خود را بر پایه تجربیات خود در شرکت تویوتا و نیز بر پایه طرح های عاملی بنا نهاد. به طور خلاصه می توان گفت آقای تاگوچی طرح های عاملی و عاملی کسری را در راستای تجربیات خود تعمیم داد.

آقای جنیچی تاگوچی یک مهندس ژاپنی است که اولین کتاب خود را در زمینه طراحی آزمایشات در سال ۱۹۵۸ به چاپ رساند. روش هایش در زمینه طرح های عاملی کسری او را مشهور کرد. هدف طرح تاگوچی ساختن یک محصول یا فرآیند پایدارتر در مواجه با پراکندگی ها (بی نظمی ها) می باشد که ما کنترل بسیار کم و یا هیچ کنترلی بر روی آنها نداریم. برای مثال برای اطمینان حاصل کردن از اینکه موتور یک اتومبیل می تواند در دماهای محیطی مختلف نیز به خوبی کار کند. تاگوچی متغیرها را در دو مرحله مورد بررسی قرار می دهد. عوامل قابل کنترل که آن دسته از متغییرهایی هستند که می توانند به طور عملی کنترل شوند از قبیل ابعاد، پارامتر های مواد و … . عوامل غیر قابل کنترل که آن دسته از متغییرهایی هستند که کنترل آنها مشکل و یا هزینه بر می باشد اگرچه می توانند در یک آزمایش کنترل شوند مثل دمای محیط. هدف تعیین ترکیب تنظیمات عامل قابل کنترل است که باعث ایجاد ماکسیمم نیرومندی یک محصول نسبت به پراکندگی های پیش بینی شده در عوامل بی نظمی می شود.

طراحی آزمایشات پیشنهاد شده توسط تاگوچی شامل استفاده از آرایه های متعامد در سازماندهی تاثیر پارامترهای فرآیند و سطوحی که باید تغییر کند میباشد. این روش اجازه می دهد بررسی فاکتورهایی که بیشترین تاثیر را بر روی کیفیت محصول دارند ، با کمترین تعداد آزمایشات انجام گیرد؛ تا بدین گونه در زمان ومنابع صرفه جویی شود.

آرایه ها در طرحهای تاگوچی به وسیله شماری از پارامترها و سطوح مختلف انتخاب می شوند. آنالیز واریانس بر روی داده های جمع آوری شده از طراحی آزمایشات به روش تاگوچی میتواند در انتخاب پارامترهای جدید برای بهینه سازی عملکرد مورد استفاده قرار گیرد. اطلاعات بدست آمده از آرایه ها می تواند به وسیله ترسیم اطلاعات ویا تحلیل جبری مورد تحلیل قرار گیرد.

تاگوچی دو گروه از مسائل را معرفی می کند. مسائل ایستا و مسائل پویا. مسائل پویا یک عامل پیام (برای مثال دور یک موتور) دارند در حالی که طرحهای ایستا هیچگونه عامل پیامی ندارد. در مسائل ایستا بهینه سازی با استفاده از سه نسبت پیام به بی نظمی ایجاد می شود و به صورت کوچکتر بهتر، بزرگتر بهتر و اسمی بهترین می باشد. در مسائل پویا بهینه سازی توسط دو نسبت پیام به بی نظمی ایجاد می شود؛ شیب و خطی بودن.

منتقدان این روش ها که همان طرفداران روش های کلاسیک می باشند، این طرح ها را فاقد مفاهیم آماری می دانند و اختلاف آنها با طرفداران تاگوچی در این است که طرح های تاگوچی از معیار درستی برای تغییرات در طرح یا پراکندگی در طرح استفاده نمی کند و باید از شاخص انحراف معیار به جای نسبت پیام به بی نظمی استفاده شود و نباید متغیر های بی نظمی ( غیر قابل کنترل) را از متغیر های قابل کنترل جدا نمود و می بایست این دو نوع عوامل را با هم در نظر گرفت و برای کاهش تعداد اجراها از رهیافت عاملی کسری استفاده کرد.طرح های تاگوچی بر مبنای طرح های عاملی بنا شده اند و از آنجایی که طرح های عاملی طرح های قدرتمندی محسوب می شوند لذا طرح های تاگوچی هر چند به صورت ناقص اما جواب می دهد.

در اصل مهندس تاگوچی مفهوم تابع زیان را متحول ساخت و زیان کیفیت را از لحظه ای که کالا به سمت مشتری حمل می شود تا زمانی که از آن استفاده می کند در نظر گرفت.

تاگوچی مفهوم نیرومندی را نیز گسترش داد ولی این مسئله موضوع جدیدی محسوب نمی شود و مهندسین همواره تلاش کرده اند محصولاتی را تولید نمایند که در شرایط پیش بینی نشده نیز به خوبی عمل نماید، برای مثال هواپیمای مسافربری به همان صورت که در آسمان صاف پرواز می کند بتواند در آسمان طوفانی نیز پرواز کند.

ایمیل: