1、概述

三次設計是統計質量管理的基本概念之一，是一個產品設計所經歷的三個階段（系統設計，參數設計和容差設計）。這是日本田口玄一提出的產品設計的思路，核心是在傳統的產品設計中增加了參數設計，這一思路已被愈來愈多國家的工程師和統計學家接受，并在產品設計中產生好的效果。

2、應用

1）系統設計（一次設計）

系統設計即傳統的設計。它是依據技術文件進行的。例如：化工生產過程選擇什么樣的原材料和工藝路線；生產電機選用何種導線，采用什么加工工藝等等。系統設計的質量取決于專業技術的高低。但對于某些結構復、多參數、多特性值的產品，要全面考慮各種參數組合的綜合效應，單憑專業技術往往無法定量地確定經濟合理的最佳參數組合。盡管系統設計有這個不足，有時甚至由于時間限制，不可能對所有系統進行研究，只能根據直覺或預測，從各個系統中挑選幾個重要的系統進行研究。系統設計是整個設計的基礎，它為選擇需要考察的因素和待定的水平提供了依據。

2）參數設計（二次設計）

在系統設計的基礎上，就該決定這些系統中各參數值的最優水平及最佳組合。但由于系統設計是憑專業知識推定出待考察的因素和水平，無法綜合考慮減小質量波動，降低成本等因素。而參數設計是一種非線性設計，它運用正交試驗、方差分析等方法來研究各種參數組合與輸出特性之間的關系，以便找出特性值波動最小的最佳參數組合。因此，參數設計也稱參數組合的中心值設計。實踐表明，整機質量的好壞，既取決于產品整體的設計，又取決于零部件的質量。一個系統功能好壞很大程度上取決于系統本身的結構。好的參數組合不一定是以每件零部件最優為條件的，而是一種不同檔次、不同質量水平的低成本的組合，從而實現低成本高質量的設計要求。產品設計中的波動情況是復雜的，很多產品的輸出特性與因素組合之間并不是線性關系。

3）容差設計（三次設計）

系統要素的中心值決定后，便進入決定這些因素波動范圍的容差設計。由于某些輸出特性的波動范圍仍然較大，若想進一步控制波動范圍，就得考慮選擇較好的原材料、配件，但這樣自然會提高成本。因此有必要將產品的質量和成本進行綜合平衡。容差是從經濟角度考慮允許質量特性值的波動范圍。容差設計通過研究容差范圍與質量成本之間的關系，對質量和成本進行綜合平衡。

例如：可以將那些對產品輸出特性影響大而成本低的零部件的容差選得緊一些，而對輸出特性影響小而成本又很高的零部件選得松一些。為此，必須要有一個質量損失函數來評價質量波動所造成的經濟損失。

容差設計是在決定了最佳參數組合的中心值后，根據質量損失函數，在綜合平衡用戶與制造廠質量費用的情況下，選定合理的公差范圍。