信号因子

统计质量管理的基本概念

信号因子(signal factor)是统计质量管理的基本概念之一，指能指挥动态特性按人们意志去变化的因子，信号因子总是伴随着动态特性而出现的。至于选什么因子作为信号因子，那是设计人员的任务，但他要使信号因子的水平改变应该是易于操作，并且使信号因子对动态特性的影响尽可能是线性关系，用以减少动态特性的波动。信号因子的例子也常见，钢板的厚度是通过轧钢机的压力来实现的，轧钢机的压力就是信号因子，压力大小就是信号因子的水平；汽车的速度可用改变加速器的位级来实现，加速器就是信号因子，其位级就是该信号因子的水平。

基本介绍

信号因子是指在所考察指标数值的平均值与目标值不一致而需进行调整或校正时，作为调整或校正手段的因子称做“信号因子”。如，在稳压电源电路的设计中，校正输出电压对目标值偏差，可以通过调整电阻来实现，这时电阻就是信号因子；对于控制汽车转弯方向的试验，方向盘的转向角就是一种信号因子。

相关知识介绍

动态特性参数设计的试验安排，在动态特性参数设计中会出现下列四类因子：可控因子，标示因子，信号因子，噪声因子。其中标示因子是指使用时不能挑选和控制，但试验中可指定其水平的因子。如一纺织厂用的棉花来自三个不同产地，则棉花产地可看作一个标示因子，我们考察它不在于选取最好的棉花产地，而是探索此标示因子与可控因子之间有无交互作用，若无交互作用，只要选择一种工艺条件就可适应各产地棉花；若有交互作用，那要对不同产地棉花选择不同工艺条件才能奏效，类似地，设备间的差异、操作人员之间差异、车床转速之间差异等环境和使用条件都可当作标示因子去进行考察。

动态特性参数设计的具体安排如下。

确定各可控因子和标示因子的水平，然后把它们放在适当的正交表上，此表称为内表。

确定各噪声因子和信号因子的水平，然后把它们放在适当的正交表上，此表称为外表。若得知诸噪声因子对y的影响方向，那可启用综合噪声因子，但不可把信号因子也综合进去，一般是用信号因子和综合噪声因子的完全试验作为外表。

按内外表设计进行试验。若信号因子有m个水平，综合噪声因子有n个水平，则外表有mn行。若内表有k行，则内外表设计共有走kmn个试验，可获得知kmn个数据：

其中i表示内表的试验号，j表示信号因子的水平号，l表示综合噪声因子的水平号。

噪声因子(noise factor )是人们不能控制、或很难控制、或花费昂贵才能控制的因子。它是引起质量特性波动的“元凶”，或者说是引起试验误差的源泉。一项好的产品设计都应具有抗噪声因子的能力，此种能力愈大，设计就愈完善。因为有些噪声因子可能人们至今还不知道，所以要罗列一切噪声因子是困难的，但试验者要尽量列出噪声因子，并运用工程知识和经验去判断其中哪些是重要的，哪些可用试验条件去模拟的，以便考察它们对质量特性影响的大小，为罗列噪声因子，可从外部噪声、内部噪声和产品间噪声等三方面去考察。

由产品之外引发的一类噪声称为外部噪声，如产品生产时的环境温度、湿度、灰尘、磁场等环境条件都是外部噪声；又如小汽车方向盘的设计要适应老人与年轻人、男人与女人，这时购买者就是方向盘设计的一个外部噪声因子；彩色电视机的清晰度与输入电压大小密切相关，这时民宅的交流电压对彩电设计就是一个外部噪声因子。

由产品内部产生的一类噪声称为内部噪声，如贮存时间过长，材料变质、元件老化都是产品的内部噪声；又如产品长时间使用，一些零件发生磨损也是内部噪声，因为这些都会引起产品质量特性的波动。

由产品间的差异引发的一类噪声称为产品间噪声，如在一项电路设计中需要100Ω的电阻，而从市场买来的标称值为100Ω的电阻未必恰好是100Ω，可能是99Ω，也可能是102Ω，其间差值对电路输出值会有影响，此种影响是不可控的，所以零部件、元器件的实际值与标称值间的差异是产品间的噪声因子。

把若干个噪声因子综合成一个因子，以图减少参数设计中的试验次数，称此为综合噪声因子。构造综合噪声因子的关键在于要知道被综合的噪声z对产品质量特性y影响的方向，即当噪声因子水平变化时，y是在增加还是还是在减少。这一点常常凭着工程知识和实践经验是可以判断的.假如能做到这一点，那么立即可得出综合噪声因子的两个水平：N1——负侧最坏水平，它是使质量特性y取最小值的各个噪声因子的水平的组合；N2——正侧最坏水平，它是使质量特性y取最大值的各个噪声因子的水平的组合.这就形成一个二水平的综合噪声因子。假如被综合的噪声因子都是三水平的，那么各取其中间水平组成一个新水平No，插在上述N1与N2之间，形成一个三水平(N1，No，N2)的综合噪声因子.假如仅有部分噪声因子可以参加综合，那么把未被综合的噪声因子与综合噪声因子重新设计一张外表。

可控因子(control factor)是在生产和试验中水平可以指定并加以挑选的因子，即水平可以被人们控制的因子.如化工生产中的反应时间、反应温度，电镀液的浓度，电路中的电阻器和电容器的电阻和电容等都是可控因子.

试验中考察可控因子的目的在于寻找其最佳水平搭配，使产品的质量特性既接近目标值，又波动最小，即使质量特性具有稳健性.

标示因子(mark factor)是使用时不能挑选和控制、但试验中可指定其水平的因子。如一纺织厂用的棉花来自三个不同产地，则可把棉花产地看做一个标示因子，人们考察这个标示因子的目的不在于选取最好的棉花产地，而是探索此标示因子与可控因子(操作条件)之间有无交互作用。假如没有交互作用，可能只要选择一种操作条件就可适应各个产地的棉花；假如有交互作用，那可能需对不同产地的棉花制定不同的操作条件才能奏效。类似地，设备间的差别、操作人员间的差别、车床转速之间的差别等都可当做标示因子去进行考察。

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