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      设计六西格玛(DFSS)的方法体系

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              实现六西格玛设计的理想目标,必须依靠更先进的工具和方法。关于为六西格玛设计服务的武器装备也很多,常见的有:风险分析、质量功能展开QFD、容差设计Tolerance Design、设计失效模式与影响分析DFMEA、TRIZ方法、可靠性分析Reliability、高级试验设计Advanced DOE、模拟Simulation、数据挖掘Data Mining、面向X的设计(X可以是制造、装配、测试、售后服务或环境等各方面)、信息可视化Information Visualizaiton等等。下面将分别介绍几个典型的工具。

      质量功能展开(QFD)

      质量功能展开是实施六西格玛设计必须应用的最重要的方法之一。为了保证设计目标值与顾客的要求完全一致,质量特性的规格限满足顾客的需求,在六西格玛设计的首要阶段就要采用QFD方法分析和确定顾客的需求(设计目标值),并初步确定质量特性的规格限。在定义产品的时候,就需要应用QFD技术将顾客的需求科学地转化为设计要求,并确定关键质量特性CTQ和瓶颈技术。在产品研发后期也可以发挥辅助作用。

      TRIZ方法

      大量发明面临的基本问题和矛盾(在TRIZ中称之为系统冲突和物理矛盾)是相同的,只是技术领域不同而已。隐含其中的系统冲突数量是有限的,典型的系统冲突只有1250种。解决这些冲突所需的典型技术则更少,只有40种。这说明同样的技术发明原则和解决方案可以一次次地被重新使用。将这些有关的知识进行提炼和重新组织,就可以指导后来者的创新和开发。TRIZ体系正是基于这一思路开发的,打破了我们思考问题的心理惰性和知识面的制约,避免了创新过程中的盲目性和局限性,指出了解决问题的方向和途径。

      试验设计(DOE)

      在产品研发阶段,往往会在试验设计DOE时遇到更复杂的情况。例如,预测模型中的参数为非线性结构,用一般的线性建模方法无法胜任,或者即使构建成功也会带来不可避免的较大误差;在只存在系统偏差、不存在随机误差的确定性流程中进行试验,如何将有限的资源转换为更有效的试验方案,充分揭示因子在规定范围内的行为特征显得尤为突出;工程问题千变万化,怎样根据实际情况对因子的类型、水平等进行设定,不再有传统设计方案无法考虑到的情况,同时能够平衡模型精度和资源预算之间的矛盾,快速地找到最经济可行的试验方案……所有这些问题都需要借助更高级的试验设计的理论和方法(如非线性设计、空间填充设计和定制设计等)来解决。

      模拟(Simulation)

      模拟也称仿真,是建立系统或决策问题的数学模型或者逻辑模型,并以该模型进行试验,以获得对系统行为的认识或者帮助解决决策问题的过程。常用的仿真方法也称为蒙特卡罗方法,上世纪八十年代起电子计算机的应用使它得以广泛应用。采用模拟方法的优点主要有两点:一是分析人员无需建立或实际完成拟议中的系统或决策就能够评价模型,或者在不干扰现有系统的情况下对模型进行试验;二是一般比许多其他分析方法更容易理解。

      容差设计(Tolerance design)

      容差设计一般在确定了可控因素的最佳水平组合后进行,此时各元件的质量等级较低,参数波动范围较宽。容差设计的基本思想是:根据各参数的波动对产品质量特性贡献(影响)的大小,从经济性角度考虑有无必要对影响大的参数给予较小的容差(如用较高质量等级的元件替代较低质量等级的元件)。这样做,一方面可以进一步减少质量特性的波动,提高产品的稳定性,减少质量损失;另一方面,由于提高了元件的质量等级,使产品的成本有所提高。因此,容差设计阶段既要考虑进一步减少在参数设计后产品仍存在的质量损失,又要考虑缩小一些元件的容差将会增加成本,要权衡两者的利弊得失,采取最佳决策。

      设计失效模式与影响分析(DFMEA)

      DFMEA适合于产品设计阶段的失效模式与影响分析,找出影响产品质量和可靠性的各种潜在的质量问题和故障模式及其危害度和原因(包括设计缺陷、工艺问题、环境因素、老化、磨损和加工误差等),经采取设计、工艺和操作等层面的纠正措施,提高产品的质量和抗各种干扰的能力。

      面向X的设计

      顾客对于产品全寿命周期内的特性,如可靠性、寿命、使用维护、保修期、备件耗材的保障、不污染环境、全寿命周期的费用等均有明示的或隐含的要求。产品质量特性的实现和成本的形成也受到结构设计方案以外的许多因素如工艺、制造、装配、检验、使用维护、保障服务、研制周期、成本控制等的影响和制约。因此,为了在产品全寿命周期内增强顾客满意,必须针对有关的各种要素X,进行面向X族的设计(DFX)。所谓DFX,本质上就是面向产品全寿命周期的设计。

            目前,越来越多的公司已经开始启动六西格玛设计,六西格玛设计理论体系和应用工具的不断发展将是六西格玛管理的又一个里程碑。

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