一篇精彩的DFSS六西格玛设计

DFSS六西格玛设计

英文全称：DFSS，Design for Six Sigma

中文名称：六西格玛设计）

精彩的DFSS六西格玛设计

中国制造2025提出后，制造业转型升级成为迫在眉睫的箭。成功转型，赶超德国、日本等制造业强国，不仅仅是制造业和信息化的结合。一是要解决困扰中国设计制造业多年的质量问题。但是，质量问题并不是简单地呼唤工程师的精益求精，或者提倡“工匠精神”，就可以用手解决问题。

中国制造业的质量必须在源头进行有效和系统的设计。而“面向设计的六西格玛”DFSS（Design for Six Sigma），正是这样的一件利器。

DFSS是一个前瞻性的设计理念。将传统的测绘仿制或逆向工程的产品研发模式转变为客户需求驱动的正向设计将是关键。DFSS肯定会在制造业转型过程中扮演重要角色。

DFSS提倡精细化的正向设计方法，这会增加设计师的工作量，改变他们的设计思维和工作习惯。所以这不仅仅是方法论的应用，更是设计领域的管理变革。

DFSS六西格玛设计是一套应用于新产品开发的方法论，能够以较低的成本使产品达到六西格玛质量水平(百万机会缺陷率3.4)。DFSS结合先进的设计理念和方法，为设计师提供产品质量和可靠性的积极设计方法。

DFSS遵循系统工程的科学逻辑。如果未来能自然融入产品研发体系，成为工程师研发活动的日常工具，将全面提升企业的自主创新能力。

DFSS以客户需求为驱动，通过应用情景分析、卡诺分析、质量功能展开(QFD)等工具，准确把握客户需求，并将其转化为技术要求，确保在设计过程中“以客户为中心”。在设计过程中，基于系统工程、实验设计(DOE)、可靠性工程、面向可制造性和可装配性的设计(DFMA)等技术和方法，确定客户需求与系统、子系统、零部件之间的传递函数，定量描述客户需求转化的过程，逐层优化设计参数和公差，经过权衡和分析后得到最优设计结果。不同于用经验和拍脑袋，数据分析让决策更加科学合理。

正是从需求开发开始，一步一步回溯，依靠模型和数据说话，DFSS成为质量体系的源头保障。

DFSS的技术路径当依靠传统的DMAIC时，质量管理水平最多只能提升到sigma水平左右(百万机会的不良率为233)。为了持续提高质量水平，企业必须在产品设计阶段充分考虑客户需求、原材料特性、生产工艺要求、生产人员素质等各种因素和条件，使产品设计达到六西格玛级。

事实上，统计结果也表明，产品设计对最终质量的影响达到70%-80%，设计阶段的质量改进具有最佳的效费比。在这种情况下，DFSS方法产生了。

可以说，DFSS正在试图穿透六西格玛墙，这决定了它必须从设计开始。

目前国内外的DFSS技术路径有几百条，基本遵循从需求-功能-物理-技术-验证的设计流程。最著名的有通用电气DMADOV(定义、测量、分析、设计、优化和验证)等。霍尼韦尔公司、质量管理专家乔杜里、道格拉斯等都提出了类似的模型。

DFSS方法论分为五个主要的过程阶段，每个阶段都有相应的工具来帮助实现该阶段的设计任务。

DFSS的五大流程

五大流程的工具

第一条DFSS技术路径是摩托罗拉提出的MADV(测量、分析、设计、验证)，但在GE通用电气公司得到了发扬光大。通用电气前总裁韦尔奇(Welch)正在领导一系列这样的思想统一，可以在质量和创新方面有效支持通用电气庞大的工业产业。

DFSS的起源不出所料，DFSS的主要技术来自20世纪70年代的质量工程方法。

DFSS方法源于系统工程，大部分方法和技术都是在国防部和NASA的倡导下逐步发展起来的。其中，系统工程中的需求管理对整个过程起到了指导和推动作用。大致可以分为以下两个阶段:

质量工程技术应用阶段:20世纪70-90年代，是现有DFSS法核心质量工程技术的应用阶段。在这一阶段，质量工程技术得到了大力发展和广泛应用，如质量功能展开(QFD)、实验设计(DOE)和稳健设计等。国外企业对这些质量工程技术的应用是DFSS应用的初级阶段，没有完整的DFSS应用的技术路径和工具体系。

方法论的形成和运用阶段:从20世纪90年代到上世纪末，是DFSS方法论的形成和运用阶段。由于每个企业的产品开发流程不同，产品开发流程也各有特点。同时，每个企业的管理基础也明显不同。产品开发的数据基础和项目管理模式不同。这一特点导致每个企业都根据自己的产品开发流程和研发管理基础制定自己的DFSS方法论。DFSS在DFSS企业中的快速发展已经应用于许多世界500强企业的产品研发中，如通用电气、霍尼韦尔、波音、西门子等大型跨国公司，并在这些公司中取得了良好的效益。

通用电气公司的医疗系统部门在20世纪90年代末引入了光学CT系统，以引导六西格玛设计和应用的趋势。光学ct系统是GE采用DFSS自主设计研发的第一款产品，实现了CT功能的革命性进步。

这一惊人的成就极大地鼓舞了时任通用电气总裁的韦尔奇的信心。他简单地宣布所有的产品都将由DFSS开发，到2000年，已经有22个产品实现了。2000年，通用电气公司宣布其50%以上的销售额来自DFSS开发的产品。不仅在民用工业，通用电气公司还将DFSS应用于军用产品的开发。例如，其前航空发动机子公司(GEAE)在其喷气发动机的开发过程中应用六西格玛设计来确保设计质量和可靠性，以满足客户的要求。

在军工领域，2010年，中国航空工业集团公司开始研究开发军工产品DFSS方法体系，提出了ICDOV的方法论和技术路径，并在固定翼飞机、直升机、航空发动机、航电、航电等领域的研发项目中进行了实践，探索了加强研发过程和提高装备质量的途径。

DFSS是质量的源泉，质量的机制，是每个成功企业的基本功。然而，作为一个重要的推动者，DFSS要取得成功并不容易，因为这涉及到管理变革。企业高层必须有清晰的意识，并有足够的决心去推动。

在实际推广DFSS的应用时，由于组织高层对DFSS定位不清，存在大量的短期行为。比如DFSS简单定位于降低成本，忽略稳健性或最优设计，忽略长期工程数据和知识的积累；或者说DFSS专家脱离了工程和制造部门，导致DFSS黑带和绿带职位政治化，而不是成为实际项目的领导者、教练和培训师。

质量已经成为中国制造业最大的软肋，DFSS在中国R&D领域的应用还处于起步阶段。这并不奇怪。或者可以武断地说，后者是前者发展最需要的重型武器。

DFSS是质量的源头保证机制。