机械制造业研发管理中应用六西格玛设计理念

经过近二十年的运行和发展，六西格玛设计已经成为六西格玛管理理念的一个重要分支，在国内越来越多的制造业中得到应用。一般公司已经推出六西格玛改进（DMAIC）了两到三年，六西格码（DFSS）设计将在此时导入。

1.六西格玛设计简介

1.1六西格玛设计的起源和发展

六西格玛设计是20世纪90年代诞生的一种先进管理方法，在世界500强的GE公司中已经有了不俗的表现。1998年，GE宣布六西格玛设计应在未来所有新产品和业务中采用。1999年使用GE医疗系统7个产品六西格玛设计，利润增长25%。GE在2000年采用了六西格玛设计 29产品，并宣布2001年超过50%的销售额将来自六西格玛设计产品。除了GE，三星、陶氏、霍尼韦尔、微软、杜邦等公司都在公司中引入了六西格玛设计。经过近二十年的运行和发展，六西格玛设计已经成为六西格玛管理理念的一个重要分支，在国内越来越多的制造业中得到应用。一般公司引进六西格玛改良(DMAIC)两到三年，引进六西格玛(DFSS)设计。

1.2六西格玛设计的概念

六适马的设计是源于六适马改进(DMAIC)的一种管理方法。它是一种基于团队的系统方法，可以改变产品和流程的开发方法，以提高质量、成本和交付时间，满足或超过客户需求。与六西格玛(DMAIC)用于改进现有产品或流程不同，六西格玛设计主要应用于新开发的产品和业务流程。

1.3现有的六西格玛设计流程

现有的六个适马设计流程分为不同的阶段，共有四种常见类型:

1)DMADV过程，即定义、测量、分析、设计和验证。

2)DMEDI流程，即定义、测量、探索、开发和实施；

3)IDDOV流程，即识别、定义、设计、优化和验证。

4)ICOV过程，即识别、表征、优化和验证。

本文以众多公司广泛使用的DMADV路径为基础，结合当前机械制造业对产品设计和开发的要求，阐述六西格玛设计 concept在R&D质量管理中的应用。

2.六西格玛设计的质量管理理念

朱兰博士提出的质量管理三部曲是质量策划、质量控制和质量改进。目前，大多数企业的质量管理处于质量控制和质量改进阶段(见图1a)。就连在现场忙着“救火”的质量人员，也被视为企业的救星。然而，产品的内在质量取决于设计质量，因为产品的设计质量没有得到足够的重视。虽然我们在过程控制上做得很好，但是很多新产品进入市场后仍然不可避免地存在各种问题。产品成本的增加也损害了公司的品牌知名度。六西格玛设计的思路是从产品开发阶段的质量管理入手，首先根据客户的要求设计产品系统，通过以下思路减少或消除设计阶段的质量波动:可靠的参数设计和公差设计，以降低制造、装配、运输和使用阶段的故障率，变消防为防火，从而最终使产品在质量、成本和交货期方面满足客户的要求。

3.六西格玛设计的质量管理流程

3.1定义阶段(d)

定义阶段的目的是分析项目开发的机会，可以概括为以下几个方面:

1)项目现状分析:主要介绍项目背景，通过分析项目的紧迫性和重要性来判断是否有必要开展项目。

2)项目的机会和收益分析:通过对项目实施的优势、劣势、机会和威胁的分析，评估项目的实施是否有机会赢得部分客户的满意，并产生一定的收益。

3)确定项目目标和范围:根据机会分析的结果，选择胜算较大的点作为项目目标，根据现有资源和市场确定项目范围段作为项目的投入。

4)建立项目组和项目计划:根据项目的目标和范围，确定主要利益相关者作为项目组成员。制定详细的项目计划，确定团队成员的任务分配和完成时间，保证项目开发的各个阶段都有。一些技术和资源支持可以保证项目按计划顺利完成。

5)项目风险及风险控制措施分析:基于目前已有的资源和技术水平以及其他一切可能影响项目目标实现的方面，探讨项目风险，制定有针对性的风险控制措施。

3.2测量阶段(m)

测量阶段的目的是测量需求。需求收集可以是项目目标各方面的信息，可以概括为客户需求、业务需求、技术需求、法律法规需求、基准分析等。当需求收集过量时，可以对需求的重要性进行排序，根据团队的判断，选择重要性级别较高的需求，为分析阶段的计划生成提供数据支持。。

3.3分析阶段(a)

分析阶段的目的是将M阶段测得的需求转化为具体的整体设计计划。该行动计划可归纳为以下几个方面:

1)将需求转化为技术参数:使用QFD将M阶段度量的需求转化为相应的功能性能指标，得到功能性能指标的重要程度，确定每个指标的目标值。

2)确定总体设计方案:这个过程就是功能性能指标的提升。需要根据具体的产品特性，找出影响功能性能指标的因素。当功能性能指标根据不同的场景有不同的影响因素时，可以使用产品价值、收集要求等来筛选选项，以确定功能性能指标和最佳传递函数。因素，进而确定产品的整体设计方案。值得注意的是，在这个过程中，我们需要根据项目实现的风险不断评估方案的可行性，直到确定最终方案。

3)项目方案的调整:总体方案确定后，需要对项目的技术参数进行评估，必要时调整技术参数的指标值。同时，根据最新的总体计划设计结果，需要重新设计项目计划，确认所需资源，删除冗余步骤，制定详细的行动计划。

3.4设计阶段(d)

设计阶段的主要目的是实现总体计划的目标。设计阶段的实施可以概括为设计三部曲:第一次系统设计提出总体方案的框架；第二次系统设计提出了总体方案的框架。第二次稳健参数设计，为了保证项目中功能性能指标达到目标值，在存在不可控影响因素时，利用稳健设计思想确定可控影响因素达到目标值。第三种公差设计是对零件之间的配合间隙进行设计和优化，以减少制造、装配、运输和使用过程中的质量隐患。

3.5验证阶段(M)

验证阶段的主要目的是验证样品是否满足项目建议书的要求，包括功能验证、性能指标验证、制造验证、产品质量验证、可靠性验证、交付和交付日期验证等。当产品本身在使用过程中涉及健康、环境和安全要求时，也需要对使用过程进行验证。

4.机械制造研发运用六西格玛设计（DFSS）总结

随着机械制造业竞争的加剧，通过持续质量改进满足客户需求的时代即将结束，改变传统的质量管理理念势在必行。六西格玛设计的诞生标志着质量管理理念的发展。作为一种先进的质量管理理念，将其应用到产品研发活动中是非常必要的。通过在设计阶段为产品提供更高的内在质量，可以确保用户使用产品。过程中的质量目标最终将实现公司的可持续发展。