（一）失败模式和效果分析
失败模式和效果分析（failure mode and effect analysis，FMEA）是一种系统分析工具，应用于产品过程设计。利用它可以在设计阶段找出潜在的失败，提供消除这些失误的有效途径。FMEA有两种形式：一种是设计FMEA，用于分析新产品和新服务中存在的潜在失败；另一种是过程FMEA，用于分析制造过程和服务过程中的失败分析。下面主要介绍过程FMEA的实施方法。
由工艺设计、制造、质控、销售和市场服务等部门专家组成专门的FMEA小组，按照下述步骤实施FMEA。
（1）从整个过程的流程图开始，划分出不同功能组成单位。
（2）对每个组成单位的潜在失败予以鉴定。
（3）确定各个失败模式的失败原因。
（4）确定各个失败模式对内部（制造过程）和外部（消费者）的影响。
（5）对用于或者将用于监控失败的措施进行鉴定。
（6）失败模式的评价，采用严重性、失败的发生和失败的检出能力3项指标，分别制订相应的0～10分等级，3项指标的得分乘积称为风险优先值（RPN）。如果RPN大于90，则应优先采取纠正措施。
（7）在步骤（6）的基础上鉴定纠正活动。
（8）在步骤（6）和步骤（7）的基础上对失败模式评价和纠正活动进行总结。
过程FMEA提供了潜在失败模式的有关信息，并对这些信息处理排列出处理措施的优先等级，在设计阶段和生产制造阶段就采取纠正活动予以改进。基于FMEA原理，还产生出了一项更为系统的质量控制与质量保证的工具，即危害分析与关键控制点（HACCP），HACCP将在后面专题介绍。
（二）田口方法
日本的田口玄一博士于20世纪70年代创立了田口方法。它是在产品设计的早期阶段防止质量问题产生的技术。田口方法的基本思想是用正交表安排实验方案，以误差因素模拟造成产品质量波动的各种干扰，以信噪比衡量产品质量稳健性的指标，通过对各种实验方案的统计分析，找出抗干扰能力强，容易调整，性能稳定的设计方案（曾凤章等，2003）。(www.xing528.com)
为了估计质量的真正花费和提高产品质量，可以采用田口方法提高产品质量和加工过程。田口认为产品质量是产品关键特性的函数，也就是与产品性能有关的函数。对于产品设计，田口博士在此基础上提出了三次设计理论。
1. 系统设计（一次设计）
系统设计是指根据产品规划所要求的功能，决定产品结构与要求的设计，其任务是把产品规划所定的目标与要求具体化，设计出能满足用户要求的产品。首先要完成一种产品的设计，设计中应包括可以影响产品性能理想状态参数的起始值。系统设计是产品设计的第一步，利用专业知识和技术对该产品的整个系统结构和功能进行设计。其主要目的是确定产品的主要性能参数、技术指标及外观形状等重要参数。系统设计是产品设计的基础，它在很大程度上决定了产品的性能和成本，影响到用户是否接收该产品。系统设计是在调研的基础上，对比同类产品提出并确定技术参数。在系统的整体方案确定后，还要画出产品总图及部件总图。可以看出，系统设计相当于传统的概念设计加结构设计。
2. 参数设计（第二次设计）
所谓参数设计，是指运用正交试验法或优化方法确定零部件参数的最佳组合，使系统在内、外因素作用下，产生的质量波动最小，即质量最稳定（或健壮）。参数设计又叫健壮设计，它的目的是采取一切措施，保证产品输出特性在其寿命周期内保持稳定。运用参数设计，可以使产品或部件的参数搭配合理，即使元器件的性能波动较大，也能够保证整体性能稳定与可靠。参数设计既能采用廉价的元器件，又能提高整机质量。因此，参数设计实质上是质量优化设计，需要通过一系列的实验来确定这些参数的最佳值以降低工程设计对变化源的敏感性，从而也就降低了损失，是质量设计的核心阶段。
3. 容差设计（第三次设计）
容差设计也称偏差设计，参数设计完成后，就可开始确定零部件的容差（机械设计中称为公差设计），容差设计的目的是确定各个参数容许误差的大小。在一个系统中，由于结构不同，各个参数对系统输出特性的影响大小就不同，它取决于误差的传递路线。容差设计的基本思想是对影响大的参数给予较小的公差值，对影响小的参数给予较大的公差值，从而在保证质量的前提下使系统的总成本为最小。并不是所有的偏差都有严格要求，而只是那些对产品性能具有重大影响的设计参数需要严格无误。对于容差设计，田口建议采用损失函数法，最近10多年来，人们开始采用优化设计法结合公差成本模型进行容差设计，且已取得较好的效果。
（三）稳健设计方法
从田口方法又产生了稳健设计技术，其目的是在工程设计中对不可控因素不要太敏感，从而把外部变量设计效果的影响降至最低。稳健设计技术的实现过程分为下述几个步骤。
（1）进行初始设计并确认理想功能。
（2）识别可控因素和噪声因素。
（3）实施一步优化，优化系统的稳定性。
（4）实施二步优化，确定对灵敏度影响显著的可调因素。
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