1.3.2 专业术语、定义

此外，本书还定义了以下专业术语。

1. 功能（function）

功能指的是系统为实现其目标而进行的工作。功能可以用输入-输出关系的数学形式表示。

2. 稳健性（robustness）

稳健性指的是在各种噪声条件下，系统功能的可变性程度。

系统功能可以通过稳健性来评定。信噪比是评定稳健性的量化指标，信噪比越大，稳健性越好。

3. 信噪比（signal-to-noise ratio）

信噪比的概念源自通信理论，其原义是信号功率与噪声功率之比，并且用dB（分贝）值表示。在稳健参数设计中，信噪比指的是功能变异中有益效应与有害效应之比，或者有用功与无用功之比，并且用db（分贝）表示，以示与通信理论中信噪比dB的不同。

由输入信号值的有意变化引起的输出响应变化是有用的效应，当理想功能为零点比例式时，通过零点的直线的斜率是有用的项；由噪声因子引起的输出响应变化是有害的效应，噪声因子的影响使得实际功能偏离理想功能。

4. 灵敏度（sensitivity）

灵敏度指的是由输入变量的单位变化引起的输出响应的变化量。

灵敏度通常用db（分贝）值表示。对于动态特性的情况，灵敏度为输入信号的线性系数β的平方β2；对于望目特性的情况，灵敏度为输出特性的平均值μ的平方μ2。

5. 噪声（noise）

噪声指的是干扰系统功能的变量。

噪声由内噪声、外噪声和产品间噪声组成。产品材料或元部件老化、变质、磨损等，这些是内噪声；用户的使用条件，如温度、湿度、电压等不同，这些是外噪声；制造过程中5MIE（人力、机器、材料、方法、测量、环境）的变化，这些是产品间噪声。

6. 信号（signal）

信号指的是系统的输入变量，用户有意更改该变量以获得输入-输出关系中预期的响应值。

信号分为主动信号和被动信号。主动信号是用户操作系统以获得预期的响应，例如，用方向盘的旋转角度来改变车辆的方向；被动信号是用户通过响应读取未知的输入值的一种方法，例如，热测量中被测物体的温度。在这两种情况下，输出响应都会因信号值的改变而改变。但是，用户希望在主动情况下能获得响应的值，而在被动情况下能获得信号的值。

用户操作条件中的任何变量，要么是信号，要么是噪声。

7. 动态特性（dynamic characteristics）

动态特性指的是根据信号的值不同有多个理想目标值的输出响应。

动态特性与信号之间的关系可以用输入-输出函数的形式表示。在大多数情况下，系统功能的输出响应是动态特性。

根据信号的类型，动态特性分为主动型动态特性和被动型动态特性。所有行走机械的操作特性均为主动型动态特性，而所有测量系统的测量特性均为被动型动态特性。

8. 静态特性/非动态特性（static characteristics/non-dynamic characteristics）

静态特性/非动态特性指的是具有固定目标值的输出响应。

根据目标值的不同，静态特性可分为四类：望目特性、望零特性、望小特性和望大特性。望目特性为正数，目标值大于零，如产品的尺寸等；望零特性可正可负，目标值为零，如产品的翘曲等；望小特性为正数，目标值为零，如产品中杂质的含量等；望大特性为正数，目标值为无穷大，如产品的强度等。

9. 内设计（inner array）

对可控因子/标示因子进行的实验安排，称为内设计。

由于在一组实验中需要考虑许多设计参数作为可控因子，因此，推荐用正交表进行内设计，用于内设计的正交表称为内表。内表中的每个实验将运用信噪比和灵敏度来评定其稳健性。

10. 外设计（outer array）

对噪声因子/信号因子进行的实验安排，称为外设计。

当在一组实验中需要考虑多个噪声因子时，既可以用正交表进行外设计，也可以用复合噪声因子进行外设计。用于外设计的正交表称为外表。