DFSS六西格玛设计课件.ppt

DFSS六西格玛设计,什么是六西格玛,一个依据数据使用结构化问题解决程序而能取得及维持业务改进的灵活的系统我们真正需要是什么数据和信息?我们怎样利用这些数据和信息来得到最大的最终收益?我们如何使问题结构化从而能使我们在问题出现之前发现流程改进机会.哪些是合适的项目?哪些是工作合适的人选?需要什么管理系统才可保证成功?,Six Sigma不是DMAIC DMAIC是Six Sigma的一部份,六西格玛的组成,六西格玛改进和设计的差异,六西格玛改进和六西格玛设计之间的区别就在于：是对已有的发动机进行改进，还是发明一种新的发动机。或者，是在你的破裤子上钉上几个补丁，还是买条新裤子。-六西格玛设计的力量,六西格玛改进是引进修理工，而六西格玛设计是引进了设计工程师。-GE/杰克 威尔奇,什么是六西格玛设计(DFSS),六西格玛设计(DFSS)是六西格玛的最高境界。低成本(Cost down)，高可靠性(High Reliability)，零缺陷(Zero defect)是当今高级六西格玛的管理的发展方向。21世纪是六西格玛设计的世纪贝思德国际管理(BIM)总裁 Georgr Wen,高级六西格玛管理从一开始就注重设计质量，进行六西格玛设计(DFSS)，要从改善达到六西格玛逾越的障碍和代价是可想而知的，21世纪需要六西格玛设计的高级复合型人才。通用电气(GE)人力资源总裁 Bell Jason,Design For Six Sigma,什么是六西格玛设计(DFSS),六西格玛设计DFSS就是按照合理的流程，运用科学的方法，准确理解和把握顾客的需求，对新产品/新流程进行设计，使产品/流程在低成本下实现六西格玛质量水平，同时使产品/流程具有抵抗各种干扰的能力，在各种恶劣的环境下，产品仍能满足顾客的需求。六西格玛设计DFSS就是帮助实现在提高产品质量和可靠性的同时降低成本和缩短研制周期的有效方法。六西格玛设计是解决生产制造过程中的改进所不能解决的问题，突破六西格玛改进限制的“5s墙”，使产品质量达到六西格玛水平，甚至达到七西格玛水平。,六西格改进,甜美的果实六西格设计,大量的果实流程改进和优化,低处悬挂的果实七个质量工具，5S，TQC,地面上的果实直觉、经验和逻辑,流程改进项目-DMAIC-,一般性的项目,为什么要六西格玛设计,流程设计项目-DMADV-,为保证六西格玛的质量水平，重新设计产品和流程是正常的和必须的。当流程输出的质量水平受到一般原因或背景变化的限制不能继续提高时。当市场期待新的产品或服务时。当一般公差影响了期待的质量水平时。产品和部件的装配订单的周期时间集装箱/产品包装配合不当,DFSS和生产能力的设计注重系统中个体和总体的关系,为什么要六西格玛设计,为什么要（六西格玛）设计,产品质量,生产控制,工艺设计,产品设计,质量杠杆图,质量控制的认识过程质量是检验出来的质量是制造出来的质量是设计出来的质量是定义出来的,何时需要六西格玛设计,DFSS（DMADV）,满足顾客要求？,有否相应的过程/产品或服务,业务需要,不必改进现有运营,一般过程管理,Step 5:控制Control,Step 4:改进Improve,Step 3,继续continue,解决根本原因需要新的过程或产品？,Step 3:分析Analyze,Step 2:测量 Measure,Step 1:定义Define,DMAIC,No,Yes,Yes,No,流程最佳状态能否满足客户需求?,No,No,Yes,Yes,No,Yes,六西格玛设计的常用模型,六西格玛设计的基本原则,性能指标适合要求的原则实用性和舒适性的原则创新性和超前性原则工艺性和可制造性原则可靠性原则可维修性原则成本效益原则安全性原则,六西格玛设计的模式,六西格玛设计模式：,(摩托罗拉),(GE),(田口玄一),(乔杜里),六西格玛设计的过程DMADV（一）,目标描述流程范围界定流程输出和需求修改描述流程验证测量系统测量过程绩效价值分析流程实践分析确认/调整范围、绘制高级流程图创造设计理念建立详细的设计方案每个操作步骤的设计评价改进设计试验新的流程全面推广,D 定义,M 测量,A 分析,D 设计,V 验证,六西格玛设计IDDOV的过程（一）,通过项目团队章程创建商业案例完成项目计划确定客户要求（运用质量功能展开）给顾客需求确定优先级别说明产品要求和目标（运用质量功能展开）确定关键质量特性（CTQ）的衡量方法确认采用何种方法获得客户的需要和要求，并将他们列入顾客的声音清单中，将顾客的声音转化为实际的要求利用创造性的方法确定可行的概念使用符合逻辑的、客观的方法来评估可选取的方案确认并消除产品或服务失效的潜在可能昼减少产品或流程的差异性（稳健化设计），调整输出信息、使其达到指标验证生产过程的能力建立、测试并固化原型进行试生产,I 识别,D 定义,D 定义,O 优化,V 验证,六西格玛设计DMADV的过程（二）,产生和选择项目确定项目和团队的大纲识别关键质量特性（CTQ）确定关键过程特性（CTP）量化CTQ和CTP对现有的关键质量项目制定测量计划收集和分析现有关键质量项目的性能数据进行风险评估认别关键的质量设计参数认别关键设计参数认别关键质量的关键波动源起草设计方案决定最佳设计确定稳健设计容差设计控制计划验认关键质量性能上达到可预见性估计成本监控关键质量的性能经验总结和学习,D 定义,M 测量,A 分析,D 设计,V 验证,什么是设计过程中的输入因素,什么是六西格玛设计的输出内容,六西格玛设计的工具,质量功能展开(QFD)公差分析与设计团队合作(TW)卡诺(Kano)分析头脑风暴法(BS)顾客满意度评价创新技巧新技术研究市场分析竞争对手分析关键质量CTQ研究关键过程CTP研究六西格玛设计项目计划项目策划线性公差/非线性公差样本抽样与分析质量特性关系矩阵新产品升级计划(MGP)质量损失函数蒙特卡罗分析(Montr Carlo Simulation)模型模拟实验(MDOE)计算机仿真人-机工学分析迭代计划(MGDP)可靠性设计设计优先模型概念化设计决策矩阵优化方法PDCA循环测量系统分析(MSA)软件评价散布图回归分析结构树关系图数据库流程图直方图FMEA实验设计(DOE)项目管理(PM)失效树正交设计统计技术方差分析(ANOVA)底线分析DPMO计算,六西格玛设计IDDOV流程(二),六西格玛设计总结,六西格玛设计是以顾客为关注焦点的设计,六西格玛设计是最优化的关键过程特性的设计,六西格玛设计是最经济的成本设计方案,六西格玛设计是高可靠性的设计,质量功能展开QFDQuality Function Deployment,Dumb Manager Always Ignore Customers(愚蠢的总经理总是忽视顾客的要求),Quit Fooling with Design(避免愚蠢的设计),DMAIC和QFD,D M A I C,Q F D,什么是QFD,QFD是六十年代出现在日本三菱公司首先使用，并陆续由其他公司如松下推广运用的一种了解客户需求且可精确预测客户的需求的方法。,质量功能展开过程是通过一系列图表和矩阵一完成的，这些图表和矩阵的组合很像一系列的房屋，所以然称其为质量屋。,QFD是将用户的要求变换成代用的特性，确定产品的设计质量，然后经过各功能部件的质量，从而至各部分的质量和工序要素，对其中的关系进行系统的展开。,QFD是把顾客对产品的需求进行多层次的演绎分析，转化为产品的设计，零部件特性，工艺要求，生产要求的质量工具，用来指导产品的稳健设计和质量保证。,QFD的四个过程,客户需求,技术需求,质量控制,零件特征,工艺特征,产品规划矩阵,零件配置矩阵,工艺规划矩阵,工艺/质量控制,技术需求,零件特征,工艺特征,设计规划阶段,详细设计阶段,工艺阶段,生产阶段,质量屋的结构,左墙客户需求(要求的质量)和重要性,2天花板工程措施(设计要求或质量特性),3屋顶工程措施间相互关系矩阵,4房间客户要求秘工程措施的关系矩阵,5右墙市场竞争性评估,7地下室技术竞争性评估,6地板工程措施的指标及重要度,左墙,房间,地板,地下室,右墙,天花,屋顶,质量屋举例,新型铅笔设计的质量屋,质量屋的建筑过程,调查客户要求(VOC)，转化成相应的质量要求，并量化其重要度，作出质量展开表。-建左墙根据质量展开表，调查研究目前市场情况，与竞争对手产品进行水平比较，并策划新产品的质量水平，计算并进行竞争能力分析。-建右墙客户要求(VOC)和需求的质量，转换成相应的工程措施（要求的质量特性CTQ或设计要求）。-建天花板确定VOC或客房客户需求质量和工程措施（CTQ或设计要求）之间的关系，用符号或数据表明相互之间的关系程度。-建房间确定各工程措施或CTQ间的交互作用和关系，并用符号表示。-建屋顶确定工程措施的设计要求所对应的工程措施的指标，或CTQ所对应的工程措施，并计算每个工程措施或CTQ的重要度，选定重要的CTQ或设计要求。-建地板根据工程措施的指标或设计要求，确定本公司新设计和旧产品与其他公司的技术能力，进行计算并确定各自的竞争能力。-建地下室,质量屋“左墙”的建立,利用多种形式（问卷，访谈，杂志等）收集顾客信息和要求。将顾客的要求和信息转换成规范的质量要求，用亲和图等方法进行整理并形成系统的质量要求展开表。不包括两个以上意思的简洁表达，如：能否雨中能持久地受大强度的冲击。采用质量的表现形式,在功能形式上加上修饰语,如“能很快/简单/均匀地改变颜色”而不是“能改变颜色”。不包含“-性,-度”等质量特性指标描述质量要求,如“可可靠性好,抗拉强度高”等不包含对隐含的对策或方法的表现形式,如“用电子打火,对服务员进行针对性训练”等避免用否定形式,避免影响下一步的质量特性总结,如“火在雨中也不会灭”改为“在雨中也能点火/稳定”不要使用名词性词汇对象要明确,语言要具体化,不能太抽象,如“打火机一下就能打着”转换成“能稳定地将火点着,而不是能稳定点着”要表现出客户真正的要求,如“打火机小型化”转换成“能拿在手中”或“能装进口袋”等应表现在状态,而不是希望形式,如“携带时别把包搞脏了”转换为“容器结实”包装密封好“等尽可能转换出更多的质量要求,如“外观可爱”变为“颜色可爱”造型可爱“加上必要的基本的要求,如房屋质量要求中可能会忘记“基础牢固”对质量要求确定其重要程度(5/10/100分制)。不影响功能实现的需求不影响主要功能的需求表示比较重要地影响功能实现的需求表示重要地影响功能实现的需求表示基本的,涉及安全的,特别重要的需求,QFD的质量要求表,物性要素外观特性(大小,长度,重量,厚度等)力学性能(速度,牵引力,强度,脆性等光学性能(透明度,遮光性,夜光性,照度等)物理性能(透气性,保温性,耐热性,伸缩性等)声学性能(音色,隔音性,S/N比,音响输出功率,分贝等)有关信息的(冗长度,信息量,正确率等)化学性能(耐腐蚀性,易燃性,防爆性,耐盐雾性等)电气性能(绝缘性,导电性,防静电性,防干扰性等)功能要素效率(能源效率,易操作度,自动化程度等)安全性(无害性,防误设计等)功能多样化(多用途产品,多种功能组合等)携带性(手提式,固定安全型,袖珍型,易移动性能等)时间要素耐候性(耐寒性,耐湿性,耐热性,抗紫外线性,防老化性等)时间(效果的保持性,速效性等)耐久保存性(耐用年数,故障率,易修性等)废弃容易性(自然降解性等,人的要素形象(高级品,知名度)稀少性(订做品,进口产品,纯天然性,文物古董)习惯(传统,新产品,民族用品)感管特性(触感,外观,味道,气味,居住性,舒适感)充实度(知识的充实感,情感的充实感)服务性(笑颜度,关心度,语言艺术,礼貌度,服装度,洁度)经济要素有利性(使用费用低,电耗,修理费用低)互换性(零部件的交换性)生产要素作业性(工时省,纠正少,不需要特殊技能,作业标准的弹性容易库存,易检性,符合工序能力)收率(收率高,修改容易,容易向其它产品转换)市场要素适时性(流行性,时髦性,古典性,季节性)品种多样性决定购买的契机(依据各自的基准选择,著名评论家的决定)寿命周期,顾客要求与质量要求,亲和图法和系统图法,质量屋“右墙”的建立,根据质量要求展开表进行市场调查，确定现有产品在各方面的表现，用数字进行分等。表示产品无竞争能力，产品积压，无销路表示竞争力低下，市场占有份额递减表示可以进入市场，但并不占优势表示在国内市场竞争中具有优势表示在国内市场中具有明显优势，并具有一定的国际市场竞争能力根据调查结果，确定竞争对手(国内外，先进和一般)在各质量要求方面的表现，用数字进行分等，进行水平比较。确定新设计产品在各质量要求方面的目标，进行竞争能力分析。确定新产品的质量目标时，应与企业技术与设备条件及资源相结合对重要度要求高的质量要求，本企业的水平比其他企业高，将成为产品的卖点，其他质量特性，一般不能低于竞争对手。市场竞争能力指数M的一种计算方法：M=SKiMi/(5SKi)i:质量要求项数 Ki:第i项质量要求的重要度 Mi：该产品第i项质量要求的评分数,质量屋市场竞争能力计算（一）,本公司M1:M1=(4*5+3*5+4*4+3*3+3*4+3*3)/5*24=81/120=0.675,国外公司M2:M2=(5*5+4*5+4*4+3*3+4*4+4*3)/5*24=98/120=0.816,X公司M3:M3=(3*5+3*5+4*4+3*3+3*4+3*3)/5*24=71/120=0.592,本公司M5:M5=(5*5+5*5+4*4+3*3+5*4+5*3)/5*24=103/120=0.858,本公司M4:M4=(4*5+3*5+4*4+3*3+3*4+4*3)/5*24=84/120=0.70,质量屋市场竞争能力计算（二）,为加强公司产品在此方面优势（卖点）,取代原重要度进行质量屋分析,无线电远距遥控装置的质量策划及市场能力计算,质量屋“天花板”的建造,根据各项质量要求提出相应的工程措施（质量特性或设计要求)工程措施应从产品整体出发，而不是从现有产品的零件和工艺出发，以免限制产品设计方案，影响创造力的发挥。同一级的工程措施应相互独立，而且工程措施的组合应是全面系统的，可据此产生完整的设计方案。所选的工程措施应有助于提出量化的指标，以便对该项措施的实现方法和可实现程度进行科学评估。提出工程措施时，应调查同类产品在售后服务中所发现的设计缺陷，检查有无对应的工程措施防止再次发生故障。利用亲和图法对提出的工程措施进行整理和分级，并形成质量特性展开表；若质量特性较明确和简单，有时也不必展开质量特性形成展开表。有时也有先提出总的解决方案，然后再展开详细的工程措施,天花板：质量特性CTQ的展开表,质量屋的质量特性,打火机的质量特性提取例子,打火机QFD中的质量特性表,天花板,亲和图法和系统图法,质量屋“屋顶”与“房间”的建筑,质量屋的“屋顶”是各工程措施间的相互关系，运用矩阵图将各相互间的关系用符号表示出来：正相关：正强相关：负相关：X 负强相关：#无关系：（空白）,质量屋的房间是各工程措施和质量要求间的相互关系，运用矩阵图将相互关系用符号或数字表示出来,若某项顾客质量要求与所有工程措施间关系是空白，则应重新评估，或可增加满足些质量要求的工程措施。若某项工程措施与所有质量要求的关系也是空白，应检查此工程措施是由哪一项推导出来，能否取消。若某一项顾客要求与大多数工程措施都有很强的关系，应重新分析，可能是该需求是高一级的需求，此时应将其分成几个子项目，同样每一项工程措施与大多数质量要求有较强关系，也要分析，分成几个工程措施。质量要求与工程措施间的关系可以用数字表示（3分制，4分制，5分制，9分制或10分制，依次表示关系的密切程度），也可以用符号表示（关系紧密，关系一般，关系较弱，（空白）没有关系）,质量屋“地板”的建筑,计算工程措施（质量特性或设计要求）的重要度Hj，确定关键的工程措施Hj=SKiRij Ki:第i行的重要度 Rij:第i行客户要求与第j列工程措施的对应关系根据市场调查情况，确定企业原产品和其他企业产品的技术水平值（这是质量屋地下室部分）技术水平低下，2 技术水平一般3 技术水平达到行业先进水平4技术水平达到国内先进水平 5 技术水平达到国际先进水平根据公司资源和技术条件确定新产品所对应工程措施的目标值。工程措施及指标与产品技术方案的确定是相互影响的，应全面评估和优化，必须是调整工程措施或技术方案。如不存在资源或成本问题，可参照最先进水平，开发出领先的产品对重要度高或对保持企业竞争优势较大的工程措施要取高标准值对有负相关或强负相关的工程措施应权衡，不可能都取高标准值若企业技术条件限制，则工程措施目标应实事求是，着眼于总体的优化对重要度不高的工程措施，应结合成本控制确定其目标值确定关键措施与瓶颈技术（技术，成本，质量，可靠性，工艺，材料），组织技术力量，集中资源突破瓶颈。有时地板也包括对应质量特性的工程措施或技术方案，如手机和圆珠笔的QFD展开图.,质量屋“地下室”的建筑,某国产手机 TCX8000的QFD,地下室是关于技术竞争能力T的评估,确定企业原产品,新产品的目标值和其他企业产品的技术水平值Ti。计算技术竞争能力指数TiTi=ShiTj/(5Shi)hi:工程措施重要度计算综合竞争能力C=MTM：市场竞争能力指数,质量屋建筑中的重要工序,问题：质量屋的建筑过程中，哪个部位最重要？,天花板：是质量屋的关键一环，对六西格玛设计至关重要。左墙：DFQ中第一步，而且关系到最终产品能否满足客户 的需求。地板：我们最终结果主要是得到关键的工程措施，便于集中 资源进行解决。,1,2,3,注意：质量屋不要太复杂，一般质量要求不超过20项，工程措施不超过40项,质量屋例子,圆珠笔设计阶段的质 量功能展开QFD,QFD设计阶段质量屋建造的流程,调查市场要求项目的重要度,对要求用亲和法进行分类,形成要求项目的展开表,从要求项目中确定质量特性指标CTQ,将指标用亲和法进行分类,形成质量特性指标民开表,做用户要求和CTQ的对应矩阵,判断并记入有对应关系的相关矩阵表中,将用户要求转变为设计项目要求,调查国内外其他竞争者状况,确定新产品的质量计划,计算并填入CTQ的权重、重要度,调查本公司及其他竞争者的质量特性,确定设计质量,权重和重要度是否适当,N,Y,QFD与质量屋,客户需求,技术需求,质量控制,零件特征,工艺特征,产品规划矩阵,零件配置矩阵,工艺规划矩阵,工艺/质量控制,技术需求,零件特征,工艺特征,设计规划阶段,详细设计阶段,工艺阶段,生产阶段,并不是所有QFD都包括上面四个完整的阶段，也不是所有质量屋都有七个部分。不同阶段的质量屋可能也不同。QFD也是一个系统，使用时需用到许多其他工具，本身也要与其他工具结合使用。不同的对象产品QFD或质量屋可能侧重点不一样，新产品和改进产品；计划型产品和订单型产品，有形产品和无形产品，整机产品和零件产品，过程性产品和装配性产品等。质量屋要不断迭代和完善,用户世界到公司内部的转换,质量特性,设计质量,与其他企业比较,设计质量,质量特性重要度,重要度,与其他比较,策划质量,水平提高率,要求质量重要度,质量策划,要求特性,技术的世界,用户的世界,QFD的四个阶段的说明,QFD的应用步骤,确定对象产品把握市场要求，绘制要求质量展开表与其他企业比较，确定卖点绘制质量特性展开表就质量特性和可靠性与其他企业比较绘制质量表用户投诉和意见分析确定策划质量决定开发前的评价制造功能展开表制作子系统展开表质量投诉、质量特性、可靠性及成本分析决定设计质量，选定重要的安全部件和功能部件应用价值工程（VE）和FMEA实施改进设定质量评价项目设计评审绘制零部件展开表作业方法研究和展开工序展开质量标准、作业标准、检验标准的制定设计评审和试制吕评价编制作业指导书,QFD的益处,有形的效益:有效减少后期的工程设计更改，缩短产品开发周期通过产品早期概念设计阶段的有效规划，可大大降低产品设计成本降低企业的管理费用无形的效益:产品更有竞争优势产品整个开发过程直接由客户需求驱动，客户对产品的满意度将大大提高健全企业的质量保证体系QFD数据库和改进产品策划的基础积累的价值:强化了研制过程，改进部门间的协作与联系，提高设计人员水平同时注意产品和工艺技术根据矩阵对每个控制因素的重要度进行描述，使主要问题一目了然,从而把资源最优化配置。有效地获得了用户真正所需产品，更好地满足用户的需求，建立用户的忠诚度通过对同类产品的竞争性评估，有利于发现市场上同类产品的优势和劣势，为企业的产品设计和决策更好地服务。,QFD实施的案例,美国丽兹-卡尔顿酒店用QFD对客房整理进行研究，明确努力目标，优化服务程序，以最大限度地满足房客的需求，取得极大成功，最终获得美国鲍德里奇国家质量奖洛克威尔公司的柯林斯航电与通讯部用QFD分析美国军方对“顾客设备平均定期维修时间”的关键质量服务指标，结果发现军方要求无关，于是调整业务，节约大量经费。惠而浦公司用QFD对大型会议的组织进行分析，提高了开会效率并降低会议成本ABB公司开始新业务必须进行QFD分析。目标管理与QFD,#,#,X,市场需求,公司任务,公司任务,部门任务,部门任务,小组任务,小组任务,个人任务,公差分析和设计Tolerance Analysis&Design,六西格玛,消费者的期望值,公差分析和设计,流程的能力,Define Spec Limits,s,一个活跃的系统能够平衡消费者、流程和公差,在DFSS中公差分析和设计的应用,统计学的基本概念,平均值：方差 2：标准偏差：短期能力Zst(Zbench)值:长期能力Zlt值,计算实例：某折边机折了10块板，要求为5.0 0.5cm，其中板的实际长度分别为：5.4,5.2,5.3,5.1,5.0,5.5,5.4,5.3,5.2,5.1。请问该折边机的加工能力如何（计算,Zst(Zbench),Zlt,）？,平均值=5.25方差 2=0.025标准偏差=0.158114短期能力Zst(Zbench)=1.58长期能力Zlt=3.08,思考:如何计算Cpk,公差设计分析的基本概念,12=1 2 21 2=21+22 COV（1,2)21 2=21+22（当两个部件相互独立时）,当这两个零件放进一个盒子里时，如何计算空隙的过程能力？是否达到六西格玛水平？,公差设计分析计算实例,有两个部件来自不同操作过程的部件，其各自的过程能力条件如下：Part 1:m1=5.859s1=.008 Part 2m2=2.174s2=.006计算组装两个部件总和的平均数和标准差。,m=8.033 s=0.010,公差设计分析计算实例,若上两个部件(m=5.859,s1=.008 m2=2.174,s2=.006)要求装在一个盒子里，客户对装配的要求是：间隔大于0.125，两部件将可能损坏；若间隔小于0.001,它们将无法装到一起。现一个工程师对盒子的设计要求是m3=8.100,s3=0.005，评价此设计是否达到六西格玛水平。如果没有达到，该如何设计？,Gap间隔,公差设计分析计算实例解答,平均间隔将是8.100-8.033=.067间隔的标准差是：,P(d)total=1.25E-07+1.25E-09=1.26E-07,Z bench=5.276.0,如何重新设计？,公差设计分析调整,Gap间隔,USL-X USL-(X盒子-X部件）Z=s s,0.125-(8.100-8.033)=0.011,六西格玛设计与分析例,2,1,3,303,10,10,10,在一个箱子装入三个相同的盒子，如图。箱子制造过程能力是30 3，而盒子名义尺寸是10，如何确定盒子的公差，但之达到6s水平？,s箱子2=s12+s22+s32=3s盒子2,Z bench=(USL-LSL)/s箱子=6/3s盒子=6,s盒子=1/3=0.577,每个盒子尺寸是10 3s盒子=10 1.73,Thank you for any comments and suggestion!,