三次設計理論是日本著名質量管理學家田口玄一博士於20世紀70年代創立的一種系統化的設計方法，其核心思想是在產品設計階段就進行質量控制，試圖用最低的製造價格製造出滿足顧客要求的，對社會造成損失最小的產品。將產品的設計分成系統設計、引數設計和公差設計三個階段，三次設計的重點在引數設計，現稱為健壯設計（Robust Design）。一般認為，產品質量就是使用者對產品滿意程度的度量，使用者越滿意，則產品的質量越高，但使用者的滿意程度是個無法量化的概念，沒法計算。所以長期以來，人們習慣用合格與不合格來度量質量。只要產品合格，則認為質量過關，產品的合格指標越高，合格產品的質量就越高，但是，同為質量合格的產品，使用者的滿意程度是否都相同？是否合格產品也存在不同的質量檔次？如何度量？為了度量產品的質量，人們將質量與經濟性掛鉤，提出一種新的質量定義：所謂質量就是產品上市後給予社會造成的損失。但是，由於產品功能本身所產生的損失除外。根據這一定義，產品給社會造成的損失越小，則其質量越高。用社會損失來度量質量，將質量和經濟性緊密結合起來，使質量變為一種可量化的量，即使是合格品（輸出特性在使用者要求的公差範圍內），其輸出特性的波動仍可給使用者造成損失，輸出特性離其目標值越遠，造成的損失也越大。因此，輸出特性應儘量接近其目標值，以使使用者更滿意。三次設計即系統設計、引數設計及公差設計的總稱，它與傳統產品的三段設計（方案設計、技術設計和施工設計）有一定交叉，透過三次設計使產品具有健壯性。1 系統設計（第一次設計）系統設計指產品的總體設計、結構方案選擇，是以專業技術為中心的一種設計，正確選擇系統總體和結構方案是產品健壯性設計最關鍵的第一步。其主要是根據產品規劃所要求的功能，利用專業知識和技術，對該產品的整個系統結構和功能進行設計，相當於傳統的概念設計加結構設計。2 引數設計（第二次設計）即健壯設計當一種產品在各種干擾因素的作用下，其輸出特效能穩定地保持在某一儘可能小的範圍內（波動很小），可以認為這樣的產品穩定性好，相應地，採取一切措施保證產品輸出特性穩定性的設計稱為健壯設計。健壯設計法是建立在機率論和數理統計的基礎上，將產品輸出特性看作一個隨機變數，用這個隨機變數數學期望值的平方與方差之比作為輸出特性穩定性的指標。在各種干擾因素的作用下，為了求得最佳設計引數，採用正交設計法。由於未考慮製造成本因素，並不能保證製造成本為最小，所以，可以進行公差的二次設計。即令各最佳引數為已知值，可以得到各個公差與輸出特性變化量的數學關係，建立製造成本模型，並以成本模型為目標函式，以輸出特性的變化量作為約束，進行製造成本最小化條件下的公差設計，最終可以得到製造成本低，工作穩定性好的產品。3 公差設計（第三次設計）公差設計的目的是確定各個引數誤差範圍的大小。在一個系統中，各個引數對系統輸出特性的影響大小不同，取決於誤差的傳遞路線。公差設計的基本思想是對影響大的引數給予較小的值，對於影響小的引數給予較大的公差值，從而在保證質量的前提下使系統的總成本最小。公差設計可以藉助於損失函式來進行，也可用最佳化設計法結合公差——成本模型來完成。
三次設計理論是日本著名質量管理學家田口玄一博士於20世紀70年代創立的一種系統化的設計方法，其核心思想是在產品設計階段就進行質量控制，試圖用最低的製造價格製造出滿足顧客要求的，對社會造成損失最小的產品。將產品的設計分成系統設計、引數設計和公差設計三個階段，三次設計的重點在引數設計，現稱為健壯設計（Robust Design）。一般認為，產品質量就是使用者對產品滿意程度的度量，使用者越滿意，則產品的質量越高，但使用者的滿意程度是個無法量化的概念，沒法計算。所以長期以來，人們習慣用合格與不合格來度量質量。只要產品合格，則認為質量過關，產品的合格指標越高，合格產品的質量就越高，但是，同為質量合格的產品，使用者的滿意程度是否都相同？是否合格產品也存在不同的質量檔次？如何度量？為了度量產品的質量，人們將質量與經濟性掛鉤，提出一種新的質量定義：所謂質量就是產品上市後給予社會造成的損失。但是，由於產品功能本身所產生的損失除外。根據這一定義，產品給社會造成的損失越小，則其質量越高。用社會損失來度量質量，將質量和經濟性緊密結合起來，使質量變為一種可量化的量，即使是合格品（輸出特性在使用者要求的公差範圍內），其輸出特性的波動仍可給使用者造成損失，輸出特性離其目標值越遠，造成的損失也越大。因此，輸出特性應儘量接近其目標值，以使使用者更滿意。三次設計即系統設計、引數設計及公差設計的總稱，它與傳統產品的三段設計（方案設計、技術設計和施工設計）有一定交叉，透過三次設計使產品具有健壯性。1 系統設計（第一次設計）系統設計指產品的總體設計、結構方案選擇，是以專業技術為中心的一種設計，正確選擇系統總體和結構方案是產品健壯性設計最關鍵的第一步。其主要是根據產品規劃所要求的功能，利用專業知識和技術，對該產品的整個系統結構和功能進行設計，相當於傳統的概念設計加結構設計。2 引數設計（第二次設計）即健壯設計當一種產品在各種干擾因素的作用下，其輸出特效能穩定地保持在某一儘可能小的範圍內（波動很小），可以認為這樣的產品穩定性好，相應地，採取一切措施保證產品輸出特性穩定性的設計稱為健壯設計。健壯設計法是建立在機率論和數理統計的基礎上，將產品輸出特性看作一個隨機變數，用這個隨機變數數學期望值的平方與方差之比作為輸出特性穩定性的指標。在各種干擾因素的作用下，為了求得最佳設計引數，採用正交設計法。由於未考慮製造成本因素，並不能保證製造成本為最小，所以，可以進行公差的二次設計。即令各最佳引數為已知值，可以得到各個公差與輸出特性變化量的數學關係，建立製造成本模型，並以成本模型為目標函式，以輸出特性的變化量作為約束，進行製造成本最小化條件下的公差設計，最終可以得到製造成本低，工作穩定性好的產品。3 公差設計（第三次設計）公差設計的目的是確定各個引數誤差範圍的大小。在一個系統中，各個引數對系統輸出特性的影響大小不同，取決於誤差的傳遞路線。公差設計的基本思想是對影響大的引數給予較小的值，對於影響小的引數給予較大的公差值，從而在保證質量的前提下使系統的總成本最小。公差設計可以藉助於損失函式來進行，也可用最佳化設計法結合公差——成本模型來完成。