质量特性值围绕目标值的偏差，即波动，是造成质量损失，增大产品质量成本的根源。因此减小波动是质量工程的首要任务。在维持或降低当前成本的前提下，作为质量工程核心技术的稳健设计在消除或减少技术功能、产品性能或工艺过程的波动，减小质量特性对影响因素的灵敏度，使其具有稳健的性能或稳定的工艺条件，从而迅速优化研发及高级工程活动中产品或过程的技术经济效果，使产品获得竞争优势方面具有重要意义。 本文首先对基本的波动理论作了一定的研究，阐述了波动的来源、分类及其统计规律，并将波动理论与三层次理论相结合，阐明波动减少与质量管理、质量工程和技术更新等质量改进活动的关系。接着文章对所关心的输出质量特性的类别、理想功能以及评价它的波动情况的三个指标做了详细分析，并对如何有效的选择输出质量特性提出了建议。然后，为了找到引起生产系统中输出特性发生波动的关键工序，本文提出了两种有效的探测波动源的方法：聚类分析技术和因子分析法，并对聚类方法用软件做了仿真。在找到波动源后，本文采用基本的稳健设计方法——田口方法来消除一些对输出质量特性有显著影响的波动源，从而减小波动，以实现产品质量的提高。由于田口方法在实际运用中存在很大的争议，因此在本文最后对该方法的优缺点分成七个方面做了详尽的论述，并提出了实践中运用田口方法的一些建议。