六西格玛管理在工业机器人领域的应用（上）

一、识别阶段应用研究

工业机器人领域的特点是创新性强，难度高。如何加强创新设计，突破关键技术，开发出符合客户需求的系统，是这个项目的关键。在此背景下，import 六西格玛将积极推动项目的顺利开展，有助于在竞争形势下取得该领域的优势地位。正在开发的工业机器人演示系统对指导工业机器人在自动化领域的应用具有重要作用。迫切需要进行六西格玛流程设计，实现系统的创新设计，突破关键技术，开发出满足客户需求的系统。根据六西格玛流程要求，组建团队，制定团队职责和运营模式；同时对项目的潜在风险进行分析，制定预案措施，拟定项目计划，设定项目的关键节点和设计里程碑。

二、定义阶段的应用研究

1.顾客的声音

通过任务需求分析、技术研究、流程模拟和潜在扩展能力制定，分步进行客户需求分析，用卡诺分析法识别基本需求、预期需求和激发需求，并进行重要性评分(见图1)。

2.I级QFD展开

根据顾客的需求，将所需的质量转化为质量要素，然后进行分析提取，形成可以初步量化的关键质量特性。

三、设计阶段的应用研究

1.概念生成和概念筛选

①功能分析

通过对系统功能的分析，进行适当的消、减、用、加、补，从而确定合理的必要功能。根据关键质量特性，对功能进行不同层次的扩展，列出了三个层次的工业机器人演示系统的功能(见图2)。

②II级QFD展开

我们进行了二级QFD部署，根据功能分析和部署结果，技术瓶颈是:实现抓取和探测识别目标的功能。鉴于同类产品已有的目标特征需要具有协同属性，我们可以在这方面有所突破，完成对非协同模拟目标的检测和识别，有助于我们在市场竞争中处于优势地位。

③概念生成和筛选

以系统功能为出发点，综合运用调查法和专家调查法，经过多轮迭代，初步筛选出符合要求的系统元素概念。选择多自由度机械臂作为执行机构，手爪和末端锁紧机构作为末端抓取机构，杯子和齿轮是模拟器的主要目标。在系统功能分析后，根据系统元素筛选的概念，提出了12个初步概念。利用AHP层次分析法，确定了概念选择过程中的概念评价标准。通过应用通用矩阵工具，得出“多自由度机械手+手爪+立体视觉摄像机+视觉伺服摄像机+杯子+配套软件”为最佳概念。

2、III级QFD展开

通过概念生成和筛选的结果，我们得到作为功能扩展结果的装置和机构的概念。经过分析发现，立体视觉检测识别装置和自主规划装置的重要性较高，存在技术瓶颈，在设计阶段应引起高度重视。

3、IV级QFD展开

根据装置和机构的选择，对其包含的组件进行扩展，通过分析提取出重要的组件。通过对装置和机构的扩展，得到了车顶部件的设计参数，并给出了设计参数指标。

4.关键参数矛盾的TRIZ应用研究

根据ⅳ级质量功能开发表，“自规划响应速度”与“机械手控制精度”存在矛盾。本文运用TRIZ理论对它们分别进行分析，寻求解决矛盾的方法。

5.价值工程分析和优化

此后，我们定义并分析了机械手系统的功能。通过对产品价格的研究和与供应商的沟通，在功能和成本之间做出妥协，并采取一些改进措施，采用替代产品降低成本，提高价值系数(见表1)。

6.DFMEA分析和优化

根据系统和功能组成，划分结构层次，开发了工业机器人演示系统的DFMEA。分析了系统层面的主要功能失效模式、原因、对系统的影响、严重程度、发生可能性、故障检测方法、设计改进措施和使用补偿措施。

7.设计记分卡(见表2)

可以看出系统抓取精度的工序能力指数稍差，需要优化。