我們在前面介紹了穩(wěn)健性的含義，大家都知道穩(wěn)健性設計（Robust Design）包括產(chǎn)品的穩(wěn)健性設計和工藝的穩(wěn)健性設計，但二者含義有所不同。
產(chǎn)品的穩(wěn)健性設計的基本含義我在以前提到過，指的是設計的產(chǎn)品的功能和性能隨著時間的老化和不同的使用環(huán)境下保持穩(wěn)定，產(chǎn)品之間的差異很小，產(chǎn)品以低成本易于制造與裝配。通過以下途徑實現(xiàn)以低成本保證產(chǎn)品間小的差異小和易于制造/裝配：
1. 通過參數(shù)設計，確定產(chǎn)品參數(shù)組合，減少與產(chǎn)品的性能強相關的產(chǎn)品參數(shù)的數(shù)量，即減少關鍵產(chǎn)品特性（KPC）的數(shù)量，但最終會確定少量的關鍵產(chǎn)品參數(shù)。
2. 針對非關鍵產(chǎn)品參數(shù)，設定較寬的零部件公差，
3. 針對關鍵參數(shù)，設定較窄的公差。
4. 結(jié)構(gòu)上的防錯設計，同時減少零部件數(shù)量等。
決定產(chǎn)品間性能差異的是關鍵產(chǎn)品特性分布的集中程度，也就是我們常說的過程能力。如何保證關鍵參數(shù)的過程能力呢？答案是工藝的穩(wěn)健性，這所以我們需要穩(wěn)健性工藝設計的原因。大家都知道，任何制造工藝都是對產(chǎn)品設計意圖的實現(xiàn)，重點是保證關鍵產(chǎn)品參數(shù)的高過程能力（最好是六西格瑪水平）以及過程保持長期穩(wěn)定的能力。
1. 針對關鍵產(chǎn)品參數(shù)，因為公差較窄，為達到一定的過程能力（六西格瑪水平），需要使用高性能、高精密的設備以保證過程能力和長期穩(wěn)定性。
2. 針對非關鍵產(chǎn)品參數(shù)，經(jīng)過穩(wěn)健性設計把零部件的公差放寬了，這樣我們可以選擇相對而言性能較差的設備，從而可以降低制造成本。但是，選擇的設備仍然需要保證產(chǎn)品參數(shù)達到一定達到過程能力（3或4西格瑪水平）和維持長期穩(wěn)定的能力（即過程表現(xiàn)）。
3. 針對非量化產(chǎn)品特性（錯裝、漏裝、裝配不到位等），需要的防錯裝置以保證過程的穩(wěn)健性。
工藝的穩(wěn)健性設計其實還有一個目的，是對產(chǎn)品設計不足的彌補。為什么呢？在任何產(chǎn)品的穩(wěn)健性設計過程中，囿于設計師經(jīng)驗和能力、設計流程、客觀困難的局限，幾乎100%的產(chǎn)品設計都不是完美的，或者由于滿足某種功能的要求而做不到100%的穩(wěn)健，這就需要過程設計對產(chǎn)品設計中的遺留問題進行彌補，比如在工藝中增加防錯裝置，對本應是非關鍵產(chǎn)品參數(shù)使用較高性能設備等。
總結(jié)一下，所謂穩(wěn)健的工藝（Robust Process）是通過保證關鍵產(chǎn)品特性的集中分布從而實現(xiàn)產(chǎn)品之間小的變差的目的。換句話說，穩(wěn)健工藝指的是具有一定的過程能力（關鍵產(chǎn)品特性六西格瑪水平，非關鍵產(chǎn)品特性3或4西格瑪水平），并能夠長期維持該水平的過程，以及不依賴于人的技能的過程。如何實現(xiàn)穩(wěn)健性工藝呢？或者說如何設計出穩(wěn)健性工藝呢？其實方法和產(chǎn)品的穩(wěn)健性設計類似，也可以分為三個步驟：
1. 系統(tǒng)性設計：根據(jù)各種工藝的基本原理和經(jīng)驗（純粹是技術(shù)性問題），選擇能夠滿足關鍵產(chǎn)品特性（參數(shù)）過程能力要求（比如6西格瑪水平）且能夠維持長期穩(wěn)定的高性能設備，即設備自身固有的性能，一般由設備制造商提供保證，比如注塑溫度的穩(wěn)定性（控制精度）、壓力的穩(wěn)定性（控制精度），位置精度、刀具的耐磨程度等。這一步驟最為關鍵。
2. 參數(shù)設計：根據(jù)經(jīng)驗或材料供應商的推薦，設置初始的工藝參數(shù)。通過各種實驗設計的方法找到對關鍵產(chǎn)品特性（KPC）影響最大的工藝參數(shù)（關鍵控制特性KCC/RED X））和最佳工藝參數(shù)的組合，同時使各個工藝參數(shù)處于與KPC弱相關的范圍內(nèi)，也就是穩(wěn)健工藝的窗口（Robust Proces Window，從而使工藝對于其它不可控因素/噪音不敏感，比如原材料或零件之間的變差（如硬度、密度、阻值、熔融指數(shù)、流動性、厚度）、環(huán)境（溫度或濕度）的變化。此時可以取得最好的、最穩(wěn)定的關鍵產(chǎn)品特性，也就是產(chǎn)品質(zhì)量。這一步驟非常關鍵。
3. 容差設計：理論上講工藝參數(shù)不應該有容差的，實際上為了適應4M中的原材料或零部件批次之間的較大的變差而允許對關鍵控制特性（KCC）進行微調(diào)進行補償?shù)姆秶?，比如注塑的溫度和壓力及保壓時間。
最后，強調(diào)一下保證過程穩(wěn)健性的優(yōu)先順序：較強能力的設備>模具設計/工裝設計 （含防錯工裝）> 工藝參數(shù)設置 。
2021 - 11 -10
