客服热线 :  400 168 0525
Service 精益生产
  • 用最低成本,全面覆盖企业开展的项目策划、定位、推广、建
  • 站、运营的培训需求

六西格玛设计(DFSS)的技术路线

日期: 2019-03-04
浏览次数: 5

(Six Sigma)是一套旨在持续改进企业业务流程,实现客户满意的业务改进方法体系。实施六西格玛管理模式提升企业竞争力的主要途径有两个:一是基于现有流程改进的 DAMIC模式;二是面向六西格玛设计(Design for Six Sigma,DFSS)。在其应用过程中,6σ 从一个衡量优良程度的标准、解决问题的技术演化为一个企业建立持续改进系统、增强综合领导能力、不断提升业绩、带来巨大利润的管理理念和系统方法 。

 

DFSS是当前国内外质量工程和六西格玛管理研究的一个热点问题。国外一些学者针对DFSS中的管理和技术问题做了个方面的讨论,这些文献都是将6σ 的方法和工具以及设计方法分解到各个阶段,强调概念设计方法(公理设计、TRIZ等)、田口的线外质量方法和六西格玛哲理相融合的问题。国内对DFSS的研究很少,邵家俊、何桢等在该方面做了一定的研究。DFSS目的是在开发周期的上游阶段改进设计质量。这些文献虽然将许多设计方法学中的新方法应用于DFSS,提出解决问题的框架,但迄今为止,还没有学者将所提出的DFSS设计流程给予总结。而且实践表明,没有面向六西格玛的设计,仅采用DMAIC的成效是有限的。从国内制造业的实际情况来看,虽然有些大企业已经引入了六西格玛管理方法,但极少将重点放在产品和流程的前期设计阶段。传统的设计开发流程不重视对顾客需求的深入分析,不能在设计阶段并行地考虑其下游阶段的制造、装配和服务等过程,而且设计上缺乏系统的方法指导和创新机制,导致产品质量低和稳健性差。因此有必要对DFSS的设计过程给出具体的技术路线,为实践有效应用DFSS提供指导。

 

1、 DFSS 流程及主要设计工具 

DFSS 也有自己的流程,但目前还没有统一的模式,迄今研究者已提出的 DFSS 流程有以下几种:

• DMADV—定义(Define),测量(Measure),分析(Analyze),设计(Design),验证(Verify)

 

• DMADOV—定义(Define),测量(Measure),分析(Analyze),设计(Design),优化(Optimize),验证(Verify)

 

• DMCDOV—定义(Define),测量(Measure),特征化(Characterize),设计(Design),优化(Optimize),验证(Verify)

 

• DMADIC—定义(Define),测量(Measure),分析(Analyze),设计(Design),实现(Implement),控制(Control )

 

• DCOV—定义(Define),特征化(Characterize),优化(Optimize),验证(Verify)

 

• IDDOV-识别(Identify),定义(Define),开发(Develop),优化(Optimize),验证(Verify)

 

• DMEDI—定义(Define),测量(Measure),调查(Explore),开发(Develop),实现(Implement)

 

• IDEAS-识别(Identify),设计(Design),评价(Evaluate),保证(Assure),扩大规模(Scale-up)

 

• RCI—定义和开发需求(Define and Develop Requirements),概念设计(Define and Develop Concepts),改进(Define and Develop Improvements)

 

• IDOV-识别(Identify),设计(Design),优化(Optimize),验证(Validate)

 

• I2DOV-创新性设计(Invention and Innovation),开发(Develop),优化(Optimize),验证(Verify)

 

• DCCDI—定义(Define),识别顾客需求(Customer),概念设计(Concept),产品和过程设计(Design),实现(Implement)

 

• CDOV-概念开发(Concept development),设计开发(Design development),优化(Optimize),验证(Verify certification)

 

从设计和顾客角度来讲,认为该流程应该为 DDOVP——定义和开发需求(Define and Develop Requirements)、并行产品和过程设计(Concurrent Design)、优化(Optimize)、评价和验证(Evaluate and Validate)、开发控制计划(Develop Control Plan),简记为:定义(Define)、设计(Design)、优化(Optimize)、验证(Validate)、计划(Plan)。总结这些流程可以发现,它们或者是 DMAIC 流程的发展和延伸,或者是从设计和优化角度给予强调,但基本上都始于需求开发阶段终于验证阶段,根据这些流程,总结得到 DFSS 的设计路线如下:定义和开发产品的顾客需求,设计产品和过程(致力于并行设计、着重于预防和稳健性),验证设计并制定流程控制计划。但建立和保持一个高度有效的并行工程团队是实现 DFSS 的前提。下面对该设计路线的三个阶段分别加以阐述:

 

(1)DFSS 第一阶段的目的是定义和开发产品的顾客需求并论证和确定要开展的 DFSS 项目,为以后的工作提供有力而清楚的方向。在产品开发过程中,产品创新的核心在于概念设计,而需求设计又是概念设计的先导,分析顾客需求并将关键顾客需求融入到产品设计中是产品生命周期最前端的过程,所以这一阶段是最重要的,这个阶段一个小小的错误都会给以后造成严重的后果。在该阶段的主要工具有: QFD、新 QC 七种工具、SIPOC、亲和图、基准评价、损失函数、FMEA、poka yoke 等。

 

(2)DFSS 的第二阶段是设计产品和过程,在这一阶段,首先是选择产品或者过程的概念,利用创造性的方法确定可行的概念,采用系统设计(包括 TRIZ)的方法,通过创造性的思维和自顶向下的设计,形成一个可以实现顾客需求的方案;其次是选择新产品及其过程,工程师必须考虑并行的产品和过程设计,利用并行工程的思想并行设计产品和过程,其目的是能够在产品设计的最初阶段就考虑到与最终产品有关的所有因素,并能够同时完成或部分完成其中某些过程的设计,如制造过程、检验过程、装配过程等。这样才能使得产品设计一次达到最佳,完全消除在传统的线性工程中由于反复修改直至完善所造成的增加成本、延误交货期等现象,并行设计还能够在改善产品设计过程的同时实现生产过程设计的最优化,为产品质量控制提供保证;第三是优化,其目标是达到质量、成本和交付时间的平衡。首先设计应该是稳健的,在 DFSS 中,这是最重要的特征。

 

DMAIC 模型着重于现有流程的改进,而 DFSS着重于预防和稳健性;第四是错误预防以及对实时处理进行控制和调整并评价设计产品和过程,使得工程师识别和预防失效,确认并消除产品或服务失效的潜在可能。通过潜在的失效模式和功能变异性的减少来改进产品和过程;第五需要制定过程工具、测量和控制计划。所应用的工具包括以下几个方面:用小字样 SPC、FMEA、信噪比和 DFSS 积分卡等方法进行设计质量的评估;采用系统工程、系统和功能图、DFX、TRIZ、公理设计、普氏方法、CAD/CAM、田口的三次设计、实验设计、RSM、EVOP、变异分析、MSA、数字/算法优化、QFD、FMEA、小字样 SPC、防故障设计等方法进行整个产品的设计和试制。

 

(3)DFSS 的第三阶段是验证设计是否满足顾客需求并制定流程控制计划,第一步是模型验证和不确定性评价;第二步是通过建立、测试并固定原型,进行试生产来验证设计和过程的能力和稳健性/可靠性;第三步制定流程控制计划,给出设计验证计划和报告,这是 DFSS 的最后一个步骤,旨在维持流程的绩效水平以满足客户需求,并不断促进流程的改进。在验证阶段,通过小子样 SPC 和验收试验规程(ATP)等方法进行制造质量的验证,通过仿真试验、双 V 试验、可靠性试验、寿命试验、鉴定试验等方法进行 DFSS 产品的验证和确认,以及通过平均故障时间(MTBF)和信噪比等统计指标及 DFSS 积分卡等考查产品的质量可靠性水平,并请顾客试用来验证 DFSS 是否达到了我们希望的目标。

 

当然,最优化的方案还应当通过技术状态控制的方法固化下来,以保证设计的产品在后继的加工过程中完全符合顾客的需求。将上述步骤用图 1 表示以求对 DFSS 的设计流程有一个更清晰的了解。

 

传统的设计开发流程不重视对顾客需求的深入分析,不能在设计阶段并行地考虑其下游阶段的制造、装配和服务等过程,而且设计上缺乏系统的方法指导和机制创新,导致产品质量低和稳健性差。持续质量改进的一个原则是质量必须设计到产品之中,因为检验和统计质量控制从来不能完全的弥补不良的设计。既然设计质量决定了产品的固有质量,那么就有必要开展 DFSS,在设计阶段就赋予产品很高的固有质量,使产品真正实现六西格玛质量。

 

为了更好的理解质量和 DFSS,基于 Nam Suh 和 Peter Senge 的模型给出的理解质量演化的模型,该模型指出了在产品开发中 DFSS 和6σ 的作用,如图 2 所示。从这一模型可以看出,在 DFSS 设计过程中,利用 TRIZ 和公理设计为 DFSS 提供概念设计基础,质量工程为其提供了工程设计基础,同时DFSS 和6σ 在设计中的作用有着明显区别,因此要充分理解 DFSS,就有必要区别6σ 与 DFSS 的关系。

 

2、DFSS 与6西格玛 的区别和联系

 

6西格玛 和 DFSS 的区别在哪里呢?为什么要应用 DFSS?区分两者的一个方式是通过确定六西格玛行为发生在产品生命周期的什么阶段以及其着重点。

 

DAMIC 侧重于主动找出问题的起因和源头,从根本上解决问题,但它并不注重产品或流程的初始设计,强调对现有流程的改进,即针对产品/流程的缺陷采取纠正措施,通过不断改进,使流程趋于“完美”。然而通过 DMAIC 对流程的改进还是有限的,即使发挥 DMAIC方法的最大潜力,产品的质量也不会超过设计的固有质量。另一方面,DMAIC 重视的是改进,对新产品几乎毫无用处,因为新产品需要改进的缺陷还没有出现。DFSS 即不是 DMAIC 流程的延伸也不是一种完全不同的方法,它是6西格玛 业务改进方法的另一种实现形式,是在设计阶段而非质量控制阶段乃至生产阶段来预防缺陷。要想突破“五西格玛墙”,开展 DFSS 是一个重要途径。因为只有在开发过程中努力消除产品的潜在缺陷,才能提高产品抵御各种干扰的能力,减少质量波动,实现六西格玛的质量目标。DFSS 是在设计阶段就强调质量,而不是等设计完成之后再通过“试错法”来试图提高质量,达到目标,这样就节省了大量的成本和时间,通过这种方式得出的稳固的、内在的质量是其它任何体系所无法达到的。因此,DFSS 比六西格玛改进具有更加重要的意义和更大的效益。尤其在引进新产品和新流程的过程中,DFSS 才是最佳的方法,因为 DFSS 设计的目标就是新产品和新流程。

 

那么什么是 DFSS 呢?它是指从设计源头出发,基于并行工程和 DFx (Design for X)的思想,面向六西格玛设计,主动采用系统的解决问题的方法,把关键顾客需求融入到产品设计过程中,实现无缺陷的产品和过程设计。综合应用现代设计和质量工程的理念和方法,确保开发速度和产品质量,降低产品生命周期成本,为企业解决产品和过程设计问题提供了有效的实践方法。也可简单地定义为:“一个减少交付时间、开发成本、增加有效性和更好的满足顾客的设计产品、服务和/或过程的一个严格的方法。

 

 DFSS 的各种流程总结出了一个基于设计和顾客角度的流程模式:DDOPV,并针对这一流程模式设计了三个阶段的技术路线。并在对 DFSS 和6σ 比较的基础上指出:DFSS 比6σ 改进具有更加重要的意义和更大的效益。最后给出了 DFSS 的定义。

文章来自网络,版权归作者所有,如有侵权请联系删除

  • 主讲老师
推荐方案 / Cases
  • 专家课程
  • 课程好不好,不听不知道!立即报名!
分享到:
客服热线: 400-168-0525
Copyright ©1999 - 2019 北京冠卓咨询有限公司
犀牛云提供企业云服务
X
1

QQ设置

在线咨询

---------------------

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

5

电话号码管理

  • 400-168-0525
6

二维码管理

展开