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工業(yè)機器人領(lǐng)域的特點是創(chuàng)新性強，難度高。如何加強創(chuàng)新設(shè)計，突破關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出符合客戶需求的系統(tǒng)，是這個項目的關(guān)鍵。在此背景下，import 六西格瑪將積極推動項目的順利開展，有助于在競爭形勢下取得該領(lǐng)域的優(yōu)勢地位。正在開發(fā)的工業(yè)機器人演示系統(tǒng)對指導(dǎo)工業(yè)機器人在自動化領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要作用。迫切需要進行六西格瑪流程設(shè)計，實現(xiàn)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計，突破關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出滿足客戶需求的系統(tǒng)。根據(jù)六西格瑪流程要求，組建團隊，制定團隊職責(zé)和運營模式；同時對項目的潛在風(fēng)險進行分析，制定預(yù)案措施，擬定項目計劃，設(shè)定項目的關(guān)鍵節(jié)點和設(shè)計里程碑。

通過任務(wù)需求分析、技術(shù)研究、流程模擬和潛在擴展能力制定，分步進行客戶需求分析，用卡諾分析法識別基本需求、預(yù)期需求和激發(fā)需求，并進行重要性評分(見圖1)。

根據(jù)顧客的需求，將所需的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為質(zhì)量要素，然后進行分析提取，形成可以初步量化的關(guān)鍵質(zhì)量特性。

通過對系統(tǒng)功能的分析，進行適當(dāng)?shù)南p、用、加、補，從而確定合理的必要功能。根據(jù)關(guān)鍵質(zhì)量特性，對功能進行不同層次的擴展，列出了三個層次的工業(yè)機器人演示系統(tǒng)的功能(見圖2)。

我們進行了二級QFD部署，根據(jù)功能分析和部署結(jié)果，技術(shù)瓶頸是:實現(xiàn)抓取和探測識別目標的功能。鑒于同類產(chǎn)品已有的目標特征需要具有協(xié)同屬性，我們可以在這方面有所突破，完成對非協(xié)同模擬目標的檢測和識別，有助于我們在市場競爭中處于優(yōu)勢地位。

以系統(tǒng)功能為出發(fā)點，綜合運用調(diào)查法和專家調(diào)查法，經(jīng)過多輪迭代，初步篩選出符合要求的系統(tǒng)元素概念。選擇多自由度機械臂作為執(zhí)行機構(gòu)，手爪和末端鎖緊機構(gòu)作為末端抓取機構(gòu)，杯子和齒輪是模擬器的主要目標。在系統(tǒng)功能分析后，根據(jù)系統(tǒng)元素篩選的概念，提出了12個初步概念。利用AHP層次分析法，確定了概念選擇過程中的概念評價標準。通過應(yīng)用通用矩陣工具，得出“多自由度機械手+手爪+立體視覺攝像機+視覺伺服攝像機+杯子+配套軟件”為最佳概念。

通過概念生成和篩選的結(jié)果，我們得到作為功能擴展結(jié)果的裝置和機構(gòu)的概念。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，立體視覺檢測識別裝置和自主規(guī)劃裝置的重要性較高，存在技術(shù)瓶頸，在設(shè)計階段應(yīng)引起高度重視。

根據(jù)裝置和機構(gòu)的選擇，對其包含的組件進行擴展，通過分析提取出重要的組件。通過對裝置和機構(gòu)的擴展，得到了車頂部件的設(shè)計參數(shù)，并給出了設(shè)計參數(shù)指標。

根據(jù)ⅳ級質(zhì)量功能開發(fā)表，“自規(guī)劃響應(yīng)速度”與“機械手控制精度”存在矛盾。本文運用TRIZ理論對它們分別進行分析，尋求解決矛盾的方法。

此后，我們定義并分析了機械手系統(tǒng)的功能。通過對產(chǎn)品價格的研究和與供應(yīng)商的溝通，在功能和成本之間做出妥協(xié)，并采取一些改進措施，采用替代產(chǎn)品降低成本，提高價值系數(shù)(見表1)。

根據(jù)系統(tǒng)和功能組成，劃分結(jié)構(gòu)層次，開發(fā)了工業(yè)機器人演示系統(tǒng)的DFMEA。分析了系統(tǒng)層面的主要功能失效模式、原因、對系統(tǒng)的影響、嚴重程度、發(fā)生可能性、故障檢測方法、設(shè)計改進措施和使用補償措施。