Bài giảng Quy hoạch thực nghiệm - Chương 5: Phương pháp Taguchi

Chương 5
Phương pháp Taguchi
 Khái niệm chung
 Các bước thực hiện
 Các công cụ hoạch định thí nghiệm
5.1. Khái niệm chung
 Phương pháp Taguchi bổ sung cho 2 phương pháp 
hoạch định yếu tố toàn phần và yếu tố phần
 Phương pháp Taguchi dựa trên bảng hoạch định trực 
giao (OA – Orthogonal Arrays) xây dựng trước và 
phương pháp để phân tích đánh giá kết quả.
 Các yếu tố có thể có 2, 3, 4 mức độ
 Phương pháp Taguchi sử dụng tốt nhất với số yếu tố 
khảo sát từ 3 đến 50, số tương tác ít và khi chỉ có một 
số ít yếu tố có ý nghĩa
 So sánh hoạch định Taguchi và các hoạch định khác
Hoạch định Taguchi – Hoạch định thí nghiệm
 Chỉ có yếu tố chính và tương tác bậc 1 giữa 2 yếu tố là 
quan trọng. Tương tác bậc cao xem như không đáng kể
 Nhà nghiên cứu phải xác định trước các tương tác có ý 
nghĩa.
 Bảng hoạch định trực giao Taguchi được xây dựng trên 
cơ sở kết hợp các hình vuông Latin theo một cách nhất 
quán.
Tính chất bảng qui hoạch trực giao
 Các cột phải trực giao – tổng số tích số các mức độ 
tương ứng của 2 cột bằng 0.
Do các cột phải trực giao nên việc thay đổi giá trị các 
mức độ tại các cột sẽ ảnh hưởng đến giá trị của các cột 
khác, do đó các bảng qui hoạch trực giao thường được 
xây dựng và có thể tìm thấy trong các tài liệu
Xem tại 
www.freequality.org/../Tagarray.../tamatrix.htm
 Bảng L4
TN P1 P2 P3
1 1 1 1
2 1 2 2
3 2 1 2
4 2 2 1
 Bảng L8
TN P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7
1 1 1 1 1 1 1 1
2 1 1 1 2 2 2 2
3 1 2 2 1 1 2 2
4 1 2 2 2 2 1 1
5 2 1 2 1 2 1 2
6 2 1 2 2 1 2 1
7 2 2 1 1 2 2 1
8 2 2 1 2 1 1 2
 Bảng L9
TN P1 P2 P3 P4
1 1 1 1 1
2 1 2 2 2
3 1 3 3 3
4 2 1 2 3
5 2 2 3 1
6 2 3 1 2
7 3 1 3 2
8 3 2 1 3
9 3 3 2 1
 Bảng L12
TN P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2
3 1 1 2 2 2 1 1 1 2 2 2
4 1 2 1 2 2 1 2 2 1 1 2
5 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 1
6 1 2 2 1 2 2 1 2 1 2 1
7 1 2 2 2 1 2 2 1 2 1 1
8 2 1 2 1 2 2 2 1 1 1 2
9 2 1 1 2 2 2 1 2 2 1 1
10 2 2 2 1 1 1 1 2 2 1 2
11 2 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2
12 2 2 1 1 2 1 2 1 2 2 1
 Bảng L’16
TN P1 P2 P3 P4 P5
1 1 1 1 1 1
2 1 2 2 2 2
3 1 3 3 3 3
4 1 4 4 4 4
5 2 1 2 3 4
6 2 2 1 4 3
7 2 3 4 1 2
8 2 4 3 2 1
9 3 1 3 4 2
10 3 2 4 3 1
11 3 3 1 2 4
12 3 4 2 1 3
13 4 1 4 2 3
14 4 2 3 1 4
15 4 3 2 4 1
16 4 4 1 3 2
5.2. Các bước thí nghiệm
 Chọn các biến và tương tác
 Chọn số mức độ cho mỗi biến
 Chọn bảng trực giao
 Ấn định các yếu tố vào các cột của bảng trực giao
 Tiến hành thí nghiệm
 Phân tích dữ liệu
 Kết luận
Chọn yếu tố khảo sát
 Sự lựa chọn yếu tố khảo sát và tương tác là quan trọng 
bậc nhất trong hoạch định
 Để có một danh sách các yếu tố hay tương tác cần 
khảo sát thì kiến thức sâu về vấn đề khảo sát là cần 
thiết và sự tham khảo ý kiến các nghiên cứu trước đây 
là không thể thiếu
Chọn số mức độ khảo sát
 Sự lựa chọn mức độ khảo sát cho các yếu tố chính tùy 
thuộc vào ảnh hưởng các các yếu tố này đến đáp ứng. 
Nếu chúng ảnh hưởng tuyến tính thì số mức độ nên 
chọn là 2. Tuy nhiên nếu ảnh hưởng là phi tuyến thì số 
mức độ cho các yếu tố này có thể là 3 hay 4 tùy thuộc 
mối quan hệ là bậc 2 hay bậc 3
 Khi chưa biết chính xác mối quan hệ thì số mức độ nên 
chọn là 2. Sau khi phân tích dữ liệu thí nghiệm sẽ 
quyết định số mức độ tùy thuộc vào phần trăm đóng 
góp và sai số
Chọn bảng qui hoạch trực giao
 Trước khi chọn bảng trực giao thì cần tính số thí 
nghiệm tối thiểu cần tiến hành dựa trên tổng số độ tự 
do trong khảo sát. Số thí nghiệm tối thiểu phải lớn hơn 
hoặc bằng tổng số độ tự do.
 Độ tự do của giá trị trung bình: 1
 Độ tự do của các yếu tố chính: n – 1, với là số mức độ 
của yếu tố
 Độ tự do của tương tác bằng tích số độ tự do của các 
yếu tố chính
 Chọn lựa OA
Ấn định các yếu tố vào bảng trực giao 
 Vị trí của các yếu tố trong bảng trực giao rất quan 
trọng. Trong trường hợp có nhiều mức độ thì vị trí của 
các yếu tố được ấn định bởi bảng trực giao
 Việc ấn định vị trí của các yếu tố trong bảng trực giao 
có thể được trợ giúp bằng các công cụ của hoạch định 
Taguchi
 Trước khi tiến hành thí nghiệm cần xác định mức độ 
thực tế của các yếu tố chính. Phần trăm đóng góp và ý 
nghĩa của các yếu tố phụ thuộc vào mức độ thực tế của 
yếu tố 
Phân tích dữ liệu thí nghiệm
 Đây là khâu quan trọng trong đánh giá ảnh hưởng của 
các yếu tố đến đáp ứng
 Việc phân tích có thể thực hiện bằng phương pháp 
ANOVA, tỉ số S/N hay phần trăm đóng góp
 Phần trăm đóng góp
 Tỉ số S/N (Signal/Noise)
%100*%

i
i
SS
SS
C
Đánh giá bằng tỉ số S/N
Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố
2
2
10log10/
i
i
s
y
NS 
Tối thiểu hóa đáp ứng
Tối đa hóa đáp ứng
5.3. Các công cụ hoạch định
 Bảng tương tác (table of interaction)
 Giản đồ đường thẳng (linear graph)
Bảng tương tác
 Bảng tương tác có dạng một tam giác được dùng để 
xác định các tương tác giữa các cột
 Số trong ngoặc dưới các cột chỉ thứ tự cột.
 Để tìm cột biểu thị tương tác giữa cột 4 và 6 thì từ (4) 
di chuyển ngang đến cột 6. Số 2 biểu thị cột 2 là cột 
tương tác của cột 4 và 6
 Bảng tương tác
Cột 1 2 3 4 5 6 7
(1) 3
(2)
2
1
(3)
5
6
7
(4)
4
7
6
1
(5)
7
4
5
2
3
(6)
6
5
4
3
2
1
(7)
Giản đồ đường thẳng
 Giản đồ đường thẳng biểu diển bởi con số, điểm và 
đường thẳng
 Con số tại các điểm biểu diển cột chính, con số nằm 
trên đường thẳng biểu diển cột tương tác
1 2
3