在中國,說到六西格瑪,大家馬上就會想到質量改進,想到六西格瑪改進模型DMAIC,想到百萬出錯機會PPM值,卻很少有人想到六西格瑪設計DFSS,更加很少會有公司的研發部門推行六西格瑪設計DFSS。然而六西格瑪設計卻是六西格瑪管理中的源頭部分,如果在產品的初期設計開發階段不考慮好產品質量的好壞,成本的高低,次品率等,將會給產品的后期上市帶來很多問題。
六西格瑪改進(DMAIC方法)是針對現有流程的改進,即針對產品/流程的缺陷產生原因采取糾正措施,通過不斷改進,使流程趨于“完美”。然而通過六西格瑪DMAIC方法對流程的改進是有極限的,即使發揮DMAIC方法的最大潛力,產品的質量也不會超過最初的設計固有質量。
六西格瑪設計DFSS就是按照合理的流程,運用科學的方法,準確理解和把握顧客的需求,對新產品/新流程進行設計,使產品/流程在低成本下實現六西格瑪質量水平,同時使產品/流程具有抵抗各種干擾的能力,在各種惡劣的環境下,產品仍能滿足顧客的需求。六西格瑪設計DFSS就是幫助實現在提高產品質量和可靠性的同時降低成本和縮短研制周期的有效方法。
六西格瑪設計應用在產品開發中的意義
1,從產品開發流程和技術角度來看,六西格瑪設計是提高產品固有質量的保證。
產品的開發流程圖見圖1。其中從概念設計到樣機試制階段,產品的技術規范和圖紙等相關文件已經完成,產品的固有質量基本形成,如果在這個階段之前不進行嚴格控制,后期的工藝設計只是為了保證設計要求的實現,生產控制只是為了達到技術規范的要求,幾乎很難進一步提高產品固有質量的可能。而目前我司進行的六西格瑪改進活動大都集中在生產控制階段,也就是針對現有產品/流程進行測量,分析,改進等,以減少產品的缺陷,達到產品的固有質量,很少在產品開發階段推行六西格瑪設計,因此很多產品已經批量生產了,還在進行許多整改項目。
因此,為了真正提高產品質量,必須開展六西格瑪設計,只有在設計階段就賦予產品很高的固有質量,才有可能實現六西格瑪的質量目標。
產品設計、工藝設計、生產控制和產品質量的關系,具有杠桿效應。
產品設計、工藝設計和生產控制在杠桿的左側,產品質量在杠桿的右側,只要加強杠桿左側的投入和控制力量,杠桿右側的產品質量就會得到提升。朱蘭博士提出的質量管理三部曲為質量策劃/質量設計、質量控制和質量改進,其中質量策劃/質量設計即為產品開發設計階段賦予產品的質量,是三部曲中的第一階段,也是最重要的階段,對質量的貢獻具有四兩撥千斤的作用。
2,從產品開發過程中問題的解決方法來分析,六西格瑪設計能夠提高解決問題的成功率,并能大大縮短產品開發周期。
六西格瑪設計是按照合理的流程,運用科學的方法,準確理解和把握客戶需求,對產品/流程進行穩健設計,能使產品在開發的階段少走彎路,以最快的路徑和方法達到產品的設計要求。對于一個產品的設計難題,會用一套嚴謹的解決方案流程來解決問題。其中六西格瑪設計IDDOV流程就是一套高效的解決問題的流程。
六西格瑪設計IDDOV流程的重要工作內容,技術方法。
IDDOV流程各階段的工作步驟:
(1) 識別階段(I)可劃分為尋找市場機會,識別客戶需求和制定項目特許任務書三個步驟,要應用QFD,卡諾分析,新QC七種工具、風險分析等方法去完成這三個步驟,爭取在新產品立項時就將客戶的需求,市場的機會等就考慮進去,以免以后做出來的產品不滿足市場需求或者客戶需求,而去變更產品要求。
(2)界定階段(D)可劃分為顧客需求的確定和展開,產品總體設計方案的論證和確定兩個步驟,通過質量功能開展深入分析,將客戶的需求逐層地展開為設計要求,工藝要求,生產要求,并采用系統設計分析等方法,形成一個可以實現顧客需求的總體設計方案。
(3)設計階段(D)可劃分為初步設計,全尺寸樣機的設計和過程設計、樣機的試制三個步驟,采用系統設計、QFD、FAEA面向X的設計、參數設計、容差設計、CAD/CAE等方法進行新產品的設計,以保證產品的固有質量要求和客戶的需求。
(4) 優化階段(O)可劃分為產品設計的優化、過程設計的優化兩個步驟,通過穩健設計和FMEA,DFX等方法,使產品質量特性穩定在目標值附近,以保證產品的質量穩定性。
(5)驗證階段(V)可劃分為設計質量的驗證,制造質量的驗證、產品的驗證與確認三個步驟,通過小抽樣SPC,驗收檢驗設計參數以及公司的標準和國家的標準等方法對產品設計的固有質量進行驗證和制造質量進行檢驗,以保證產品的合格性。
六西格瑪設計通過一套嚴謹的設計方法,以顧客需求為導向,以質量功能展開(QFD)為紐帶,深入分析和展開客戶需求,綜合應用系統設計(包括創造性問題解決理論TRIZ)、試驗設計,參數設計,容差設計以及FMEA等設計分析拘束,大幅度提高了設計過程中遇到問題的解決效率,從而縮短了產品的開發周期。
3,從經濟角度考慮,六西格瑪設計能夠降低產品開發成本,且能為企業帶來多方面的財務收益。
(1) 因為六西格瑪設計有一套能夠提高產品固有設計質量和高效解決問題的設計流程,能減少產品的技術更改次數和縮短產品的開發周期,所以就能減少產品的開發費用,從而降低產品的開發成本。
(2)因為六西格瑪設計在產品開發過程中,將很多隱患防患于未然,盡量使用能夠徹底解決產品質量隱患的設計方法,這將很多質量事故扼殺在搖籃中,從而節約了解決質量事故消耗的費用,以及避免后期不停的下發更改通知更改設計要求,為企業節約大量的產品生命周期維護成本。
同時,六西格瑪設計通過嚴謹的產品開發流程,能較早的發現問題并解決問題,以免在后期發現問題時需要較多的費用來解決問題。因為質量改進行動啟動的越早,所花費的質量整改費用就越低。同樣一個問題,發現的越早,付出的代價就越小。圖3為產品問題的發現時間和解決問題所需費用的關系圖,時間和費用成幾何關系增長。
六西格瑪設計就是在產品/流程設計一開始就尋找潛在缺陷,將一切可能的問題消滅在萌芽狀態,努力創造一個新的更好的產品,這種預防潛在問題出現的產品設計方法,為企業帶來的效益是相當可觀的。
通過六西格瑪設計在產品開發工程中應用的意義可以看出,六西格瑪設計不但能提高產品的固有質量和縮短產品的開發周期,并能為企業帶來可觀的經濟效益,因此六西格瑪設計在產品開發中的重要性是顯而易見的。一個企業在推進六西格瑪管理的時候,不能只注重產品在制造過程中的應用,也不能只注重在產品質量整改過程中的應用,應該從產品的設計源頭開始嚴格按六西格瑪設計流程進行開發新產品,將產品的質量隱患杜絕在設計的源頭,以免后期花費較多時間、人力、物資和財力進行質量更改,同時也能提高產品在客戶中的美譽度,為企業增加無形的品牌價值。