مهندسین اغلب برای رسیدن به سطح بالایی از روند تولیدات و یا کیفیت
Six sigma ، به بهینه سازی و ارزیابی فرآیندهایی می‌پردازند که دارای ویژگی های کیفی متعددی هستند. توابع فعلی کیفیت در عین اینکه می‌توانند در تحقق بخشیدن به اهداف چند گانه موثر واقع شوند دارای نقاط ضعفی نیز هستند. یکی از این نقاط ضعف و محدودیت ها این است که توابع فعلی نمی‌توانند توضیح روشنی برای اثر مشترک میانگین و پراکندگی کیفیت داشته باشند. به همین دلیل مهندسین که هنگام تولید محصولات، از این توابع استفاده می‌کنند یا نمی‌توانند به محصولات مورد نظر خود برسند و یا در صورت تولید این محصولات، آنها را با صرف هزینه‌های اضافی بدست می‌آورند. در این مقاله تابع مطلوبیتی مطرح شده است که فاقد این نقاط ضعف است. این تابع پیشنهادی قادر است با توجه به فرضیاتی که در مبحث Six sigma مطرح است « محصول موثر » را تخمین بزند.
همچنین بهتر از توابع دیگر می‌تواند میزان تغییرات را توجیه کند. برای آنکه متوجه شوید این تابع پیشنهادی تا چه اندازه می‌تواند به شما در رسیدن به سطح بالاتری از کیفیت کمک کند و در ارزیابی دقتی قابلیتهای فرآیند یاری‌تان نماید مثالی دربارة جوشکاری قوسی برای شما ارائه داده‌ایم.
توجه: yield به معنی بازده نیز هست اما در این متن در همه جا این کلمه به صورت
«محصول» ترجمه شده است.
مهندسین هنگام طراحی محصولات یا فرآیندها، پارامترهای طراحی رابه گونه‌ای طراحی می‌کنند که منجر به ترکیب مناسبی از ویژگی‌ها یا معیارهای کیفی بشود. برای مثال در جوشکاری قوسی، مهندس هنگام تولید قسمت خاصی از یک محصول، باید سرعت حرکت و زاویة مشعل جوشکاری را به گونه‌ای تنظیم کند که میزان گودافتادگی، تحدب و زمان چرخه، مطلوب شود. هدف روش‌های سطحی جواب یا RSM ها، مدل‌سازی ویژگی‌های فرآیند است به طوری که بتوان هنگام بهینه‌سازی فرآیند ازاین مدل‌ها بهره گرفت.(برای اطلاع بیشتر به Box & Draper ، Khuri & cornell و Myers & Montagomery رجوع کنید). این نوع مدل سازی مستلزم تجربه است. هر فردی با استفاده از RSM ها می‌تواند مدل‌هایی را دربارة ویژگی‌های فرآیندی که درحال مطالعه‌اش است ایجاد کند و میزان تغییرپذیری فرآیند را تخمین بزند. در کنار این مدل‌ها باید با استفاده از اطلاعاتی که قابل حصول هستند اهداف خاص را مشخص کرد. بطوری که پس از بهینه‌سازی این اهداف، آن چیزی که حاصل می‌شود واقعاً یک محصول مطلوب باشد.
توابعی که مجموعه‌ای از ویژگی‌ها را به یک هدف خاص تبدیل می‌کنند توابع مطلوبیت نام دارند و به صورت نوشته می‌شوند. منابعی که دربارة توابع مطلوبیت وجود دارند عبارتند از: castillo و همکارانش، Derringer ، Derriger & suich ، Harrington ، kim& Lin توجه داشته باشید توابع مطلوبیت معمولاً دربارة بستة ] 1 و0 [قرار دارند.
طور پیش‌بینی نشده‌ای تغییر کند).
بنابراین مفهوم «مطلوبیت» در طراحی محصول الزاماً به معنای کنش متقابل بین میانگین و واریانس ویژگی‌های خاص است. مهمترین ایرادی که از تعریف قطعی استاندارد Six sigma می‌توان گرفت این است که استاندارد عموماً بر حسب یک معیار کیفی واحد تعریف شده است (رجوع شود به Harry). انگیزه‌ی مهمی‌که باعث شده است تابع مطلوبیت جدیدی در این مقاله مطرح شود این است که بتوان تعریف گسترده‌ای از کیفیت Six sigma ارائه داد و این استاندارد را به گونه‌ای تعمیم داد که معیارهای چندگانه را نیز در برگیرد. به طور کل ممکن است بعضی از معیارها؛ مشخصات محصول همخوانی نداشته باشند و برخی دیگر مربوط به هدفی بشوند که محصول یا فرآیند به خاطر آن طراحی شده است هدف، بدست آوردن تابع مطلوبیتی است که بعد از حل آن مشخص شود که آیا طراح محصول یا فرآیند به سطح کیفی Six sigma رسیده است یا خیر.
به طور خلاصه، تحقیقاتی که بر روی توابع مطلوبیت صورت گرفته است منجر به ایجاد توابع مطلوبیت انعطاف‌پذیری شده است: توابعی که اجازه می‌دهند تکنیک‌های تحقیقاتی gradient – based (مبتنی بر گرادیان) عملکرد خوبی داشته باشند و نیز باعث می‌شوند وابستگی‌هایی که به دلیل کمبود اطلاعات به وجود می‌آیند تأثیر کلی بر روی تصمیم‌گیری داشته باشند اما این توابع و روش RSM نیز دارای نقاط ضعف مهمی‌هستند که عبارتند از:
علاوه بر این، مبحث «به حداکثر رساندن محصول» (plante , tsui , Barton) باعث ایجاد اهداف سودمند و بالقوه‌ای شده است. ولی این روش‌ها نمی‌توانند برای ویژگی‌هایی که هیچ مشخصه‌ای برایشان وجود ندارد به کار روند. از این رو استفاده از این ویژگی‌ها برای ایجاد تابع مطلوبیت یک محصول موثر، ادامه‌ای از کارهای قبلی به حساب می‌آید.
نمونه‌ای که در زیر مطرح می‌کنیم با استفاده از توابع مطلوبیت (از جمله متد هارینگتون) بهنیه‌سازی شده است. در اینجا در نظرداریم نتایج حاصل از این نوع بهیه‌سازی را با نتایجی که خود بدست آورده‌ایم مقایسه کنیم. اهداف طراحی و کاربرد RSM در مدل‌سازی معیارها به عنوان تابعی از متغیرهای تصمیم، موضوعاتی هستند که در ابتدای امر به آن می‌پردازیم. سپس به کاربردی که توابع مطلوبیت و تابع مطلوبیت پیشنهادی در بهینه‌سازی چند معیاری (در فرایند six sigma) دارند اشاره می‌کنیم.
هدف سازندگان لوازم یدکی و تجهیزات سنگین این است که ضمن انجام جوش‌کاری‌هایی که با استانداردها مطابقت دارد. میزان بهره‌وری را به حداکثر برسانند. موردی که در زیر به آن می‌پردازیم نیز برهمین اساس تنظیم شده است. طراحی پارامتر جوشکاری شامل انتخاب متغیرهای تصمیمی‌می‌شود که در شکل 3 نشان داده شده‌اند به طوری که معیارهای نشان داده شده در شکل 4 با مشخصات مطابقت داشته باشند. سرعت حرکت x5 هم یک ورودی است و هم یک معیار زیرا این متغیر تقریباً با زمان چرخة فرآیند رابطة معکوس دارد. بررسی اهداف شامل رسیدن به برای سرعت حرکت می‌شود. زیرا قبلاً مشخص شده است که این مقدار سرعت از صرف هزینه‌های اضافی درتجهیزات اضافی جلوگیری می‌کند. پارامتر برای تمام Iها برابر 5/1 است و بالاخره از آنجا که معیارها تقریباً از اهمیت یکسانی برخوردار هستند پارامترهای (از معادله ی 11) برای تمام I ها برابر با یک در نظرگرفته می‌شود.
به منظور مدل‌سازی از معیارها به عنوان توابع ورودی‌های فرآیند، از RSM ها استفاده شده است. آزمایش‌ها، مطابق با یک طرح آزمایشی که توسط Behnken , Box ارائه شده است، صورت گرفته‌اند زیرا این طرح آزمایشی با محدودیت‌ها بودجه‌بندی مطابقت دارد و مهندسین بر این باورند که طرح مذکور می‌تواند مدلی را ایجاد کند که قادر است پیش‌بینی‌های درست و قابل قبولی انجام دهد. برای مقایسه، آزمایش‌ها یک بار دیگر به روش Ribardo و یا استفاده از روش‌های چندگانه (از جمله RSM های هزینه پایین که توسط Allen & Liyong ، Koc و همکاران ، Allen و همکاران مطرح شده‌اند) صورت گرفته‌اند.