六西格瑪設計中使用的主要技術工具集成為六個模塊:市場需求分析、系統(tǒng)設計、穩(wěn)定性優(yōu)化設計、面向X的設計、適用的可靠性工程和設計驗證。見下圖實線方框和流程圖。每個技術工具模塊包括幾個技術工具。下圖虛線框代表六西格瑪設計的相關技術。六西格瑪設計技術與IDDOV在五個階段的大致對應關系如圖。需要強調的是,IDDOV的五個階段是有先后順序的,但不是申請人和銀行的關系;實施中必須進行并行工程。在產(chǎn)品研發(fā)的初始階段,要面向市場和客戶,考慮并著手解決產(chǎn)品全生命周期可能遇到的所有問題。R&D應在每個階段的后續(xù)階段進行;不同階段之間需要有一些重疊,核查階段應該是對整個R&D進程的分階段核查。實施并行工程有利于縮短周期、提高質量、降低成本,實現(xiàn)質量、成本、進度三位一體。
1.質量功能開發(fā)
功能部署是六西格瑪設計中必須應用的最重要的方法之一。為確保設計目標值與顧客要求完全一致,質量特性的規(guī)范限值能夠滿足顧客的需求,在六西格瑪設計的第一次識別(I)階段,應采用QFD法分析確定顧客的需求(設計目標值),初步確定質量特性的規(guī)范限值。在定義(d)階段,需要應用QFD技術將客戶的要求科學地轉化為設計要求,確定關鍵質量特性CTQ和瓶頸技術。QFD還可以在產(chǎn)品設計(D)和優(yōu)化設計(O)中起到輔助作用。
2.系統(tǒng)設計
系統(tǒng)設計在六西格瑪設計中起著非常重要的作用??蛻粜枨竺鞔_后,如何有針對性地開發(fā)技術含量高、生命力強、適銷對路的產(chǎn)品,從根本上決定了產(chǎn)品的質量,將直接影響企業(yè)的成敗。
近年來,在質量學術界的不懈努力下,人們對系統(tǒng)設計的過程和一般規(guī)律有了深刻的認識,并提出了一些新的方法,主要包括西歐學派的理論、理性設計原則、解決創(chuàng)造性問題的理論和自頂向下的設計方法。系統(tǒng)設計適合定義(d)和設計(d)階段。
3.參與式設計
系統(tǒng)設計后進行參數(shù)設計。參數(shù)設計的基本思想是通過選擇所有參數(shù)(包括原材料、零件、部件等)的最佳水平組合,使外部、內(nèi)部和產(chǎn)品間干擾的影響最小化。)在系統(tǒng)中,使設計的產(chǎn)品波動小,穩(wěn)定性好。另外,在參數(shù)設計階段,一般選擇能滿足使用環(huán)境條件的質量等級最低的部件和性價比高的加工精度進行設計,使產(chǎn)品的質量和成本都得到提高。參數(shù)設計主要適用于優(yōu)化設計階段(0)。
4.容差設計
公差設計是在系統(tǒng)設計完成后,通過參數(shù)設計確定可控因素的最優(yōu)水平組合后進行的。此時各部件質量水平低,參數(shù)波動范圍大。
5.FMEA分析
通過FMEA分析,找出各種潛在的質量問題、失效模式及其危害性和原因(包括設計缺陷、工藝問題、環(huán)境因素、老化、磨損和加工誤差等)。)影響產(chǎn)品質量和可靠性,通過采取設計和工藝的糾正措施,提高產(chǎn)品質量和抗干擾能力。FMEA分析主要適用于定義(d)和設計(d)階段。
6.面向X的設計(DFX)
顧客對產(chǎn)品在全生命周期內(nèi)的特性有明確或隱含的要求,如可靠性、壽命、使用維護、保修期、備品備件和耗材的保證、對環(huán)境無污染、全生命周期內(nèi)的成本等。產(chǎn)品質量特性的實現(xiàn)和成本的形成還受到結構設計方案以外的許多因素的影響和制約,如工藝、制造、裝配、檢驗、使用和維護、保證服務、開發(fā)周期、成本控制等。因此,為了在產(chǎn)品的全生命周期內(nèi)提升顧客滿意度,需要根據(jù)各種相關因素X為X家族(DFX)進行設計,所謂DFX,本質上就是為產(chǎn)品的全生命周期進行設計。DFX技術主要適用于定義(d)、設計(d)和優(yōu)化(0)階段。
7.設計驗證技術
包括設計評審、小樣本SPC、模擬測試、雙V測試、可靠性測試、壽命測試、鑒定測試、六西格瑪計分卡等。設計驗證技術用于在IDDOV的定義(d)、設計(d)和優(yōu)化(0)三個階段驗證設計輸出是否滿足設計輸入要求。在設計驗證(V)階段,充分驗證樣機制造的工藝能力和樣機的功能、性能、可靠性,確保產(chǎn)品開發(fā)質量達到預期目標,滿足客戶要求。
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