（Six Sigma）是一套旨在持續(xù)改進(jìn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)客戶滿意的業(yè)務(wù)改進(jìn)方法體系。實(shí)施六西格瑪管理模式提升企業(yè)競爭力的主要途徑有兩個：一是基于現(xiàn)有流程改進(jìn)的 DAMIC模式；二是面向六西格瑪設(shè)計(jì)(Design for Six Sigma，DFSS)。在其應(yīng)用過程中，6σ 從一個衡量優(yōu)良程度的標(biāo)準(zhǔn)、解決問題的技術(shù)演化為一個企業(yè)建立持續(xù)改進(jìn)系統(tǒng)、增強(qiáng)綜合領(lǐng)導(dǎo)能力、不斷提升業(yè)績、帶來巨大利潤的管理理念和系統(tǒng)方法 。

 

DFSS是當(dāng)前國內(nèi)外質(zhì)量工程和六西格瑪管理研究的一個熱點(diǎn)問題。國外一些學(xué)者針對DFSS中的管理和技術(shù)問題做了個方面的討論，這些文獻(xiàn)都是將6σ 的方法和工具以及設(shè)計(jì)方法分解到各個階段，強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)方法（公理設(shè)計(jì)、TRIZ等）、田口的線外質(zhì)量方法和六西格瑪哲理相融合的問題。國內(nèi)對DFSS的研究很少，邵家俊、何楨等在該方面做了一定的研究。DFSS目的是在開發(fā)周期的上游階段改進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量。這些文獻(xiàn)雖然將許多設(shè)計(jì)方法學(xué)中的新方法應(yīng)用于DFSS，提出解決問題的框架，但迄今為止，還沒有學(xué)者將所提出的DFSS設(shè)計(jì)流程給予總結(jié)。而且實(shí)踐表明，沒有面向六西格瑪?shù)脑O(shè)計(jì)，僅采用DMAIC的成效是有限的。從國內(nèi)制造業(yè)的實(shí)際情況來看，雖然有些大企業(yè)已經(jīng)引入了六西格瑪管理方法，但極少將重點(diǎn)放在產(chǎn)品和流程的前期設(shè)計(jì)階段。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)流程不重視對顧客需求的深入分析，不能在設(shè)計(jì)階段并行地考慮其下游階段的制造、裝配和服務(wù)等過程，而且設(shè)計(jì)上缺乏系統(tǒng)的方法指導(dǎo)和創(chuàng)新機(jī)制，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低和穩(wěn)健性差。因此有必要對DFSS的設(shè)計(jì)過程給出具體的技術(shù)路線，為實(shí)踐有效應(yīng)用DFSS提供指導(dǎo)。

 

1、 DFSS 流程及主要設(shè)計(jì)工具

DFSS 也有自己的流程，但目前還沒有統(tǒng)一的模式，迄今研究者已提出的 DFSS 流程有以下幾種：

? DMADV—定義（Define），測量（Measure），分析（Analyze），設(shè)計(jì)（Design），驗(yàn)證（Verify）

 

? DMADOV—定義（Define），測量（Measure），分析（Analyze），設(shè)計(jì)（Design），優(yōu)化（Optimize），驗(yàn)證（Verify）

 

? DMCDOV—定義（Define），測量（Measure），特征化（Characterize），設(shè)計(jì)（Design），優(yōu)化（Optimize），驗(yàn)證（Verify）

 

? DMADIC—定義（Define），測量（Measure），分析（Analyze），設(shè)計(jì)（Design），實(shí)現(xiàn)（Implement），控制（Control ）

 

? DCOV—定義（Define），特征化（Characterize），優(yōu)化（Optimize），驗(yàn)證（Verify）

 

? IDDOV－識別（Identify），定義（Define），開發(fā)（Develop），優(yōu)化（Optimize），驗(yàn)證（Verify）

 

? DMEDI—定義（Define），測量（Measure），調(diào)查（Explore），開發(fā)（Develop），實(shí)現(xiàn)（Implement）

 

? IDEAS－識別（Identify），設(shè)計(jì)（Design），評價（Evaluate），保證（Assure），擴(kuò)大規(guī)模（Scale-up）

 

? RCI—定義和開發(fā)需求（Define and Develop Requirements），概念設(shè)計(jì)（Define and Develop Concepts），改進(jìn)（Define and Develop Improvements）

 

? IDOV－識別（Identify），設(shè)計(jì)（Design），優(yōu)化（Optimize），驗(yàn)證（Validate）

 

? I2DOV－創(chuàng)新性設(shè)計(jì)（Invention and Innovation），開發(fā)（Develop），優(yōu)化（Optimize），驗(yàn)證（Verify）

 

? DCCDI—定義（Define），識別顧客需求（Customer），概念設(shè)計(jì)（Concept），產(chǎn)品和過程設(shè)計(jì)（Design），實(shí)現(xiàn)（Implement）

 

? CDOV－概念開發(fā)（Concept development），設(shè)計(jì)開發(fā)（Design development），優(yōu)化（Optimize），驗(yàn)證（Verify certification）

 

從設(shè)計(jì)和顧客角度來講，認(rèn)為該流程應(yīng)該為 DDOVP——定義和開發(fā)需求（Define and Develop Requirements）、并行產(chǎn)品和過程設(shè)計(jì)（Concurrent Design）、優(yōu)化（Optimize）、評價和驗(yàn)證（Evaluate and Validate）、開發(fā)控制計(jì)劃（Develop Control Plan），簡記為：定義（Define）、設(shè)計(jì)（Design）、優(yōu)化（Optimize）、驗(yàn)證（Validate）、計(jì)劃（Plan）?？偨Y(jié)這些流程可以發(fā)現(xiàn)，它們或者是 DMAIC 流程的發(fā)展和延伸，或者是從設(shè)計(jì)和優(yōu)化角度給予強(qiáng)調(diào)，但基本上都始于需求開發(fā)階段終于驗(yàn)證階段，根據(jù)這些流程，總結(jié)得到 DFSS 的設(shè)計(jì)路線如下：定義和開發(fā)產(chǎn)品的顧客需求，設(shè)計(jì)產(chǎn)品和過程（致力于并行設(shè)計(jì)、著重于預(yù)防和穩(wěn)健性），驗(yàn)證設(shè)計(jì)并制定流程控制計(jì)劃。但建立和保持一個高度有效的并行工程團(tuán)隊(duì)是實(shí)現(xiàn) DFSS 的前提。下面對該設(shè)計(jì)路線的三個階段分別加以闡述：

 

（1）DFSS 第一階段的目的是定義和開發(fā)產(chǎn)品的顧客需求并論證和確定要開展的 DFSS 項(xiàng)目，為以后的工作提供有力而清楚的方向。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，產(chǎn)品創(chuàng)新的核心在于概念設(shè)計(jì)，而需求設(shè)計(jì)又是概念設(shè)計(jì)的先導(dǎo)，分析顧客需求并將關(guān)鍵顧客需求融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)中是產(chǎn)品生命周期最前端的過程，所以這一階段是最重要的，這個階段一個小小的錯誤都會給以后造成嚴(yán)重的后果。在該階段的主要工具有： QFD、新 QC 七種工具、SIPOC、親和圖、基準(zhǔn)評價、損失函數(shù)、FMEA、poka yoke 等。

 

（2）DFSS 的第二階段是設(shè)計(jì)產(chǎn)品和過程，在這一階段，首先是選擇產(chǎn)品或者過程的概念，利用創(chuàng)造性的方法確定可行的概念，采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 TRIZ）的方法，通過創(chuàng)造性的思維和自頂向下的設(shè)計(jì)，形成一個可以實(shí)現(xiàn)顧客需求的方案；其次是選擇新產(chǎn)品及其過程，工程師必須考慮并行的產(chǎn)品和過程設(shè)計(jì)，利用并行工程的思想并行設(shè)計(jì)產(chǎn)品和過程，其目的是能夠在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最初階段就考慮到與最終產(chǎn)品有關(guān)的所有因素，并能夠同時完成或部分完成其中某些過程的設(shè)計(jì)，如制造過程、檢驗(yàn)過程、裝配過程等。這樣才能使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)一次達(dá)到最佳，完全消除在傳統(tǒng)的線性工程中由于反復(fù)修改直至完善所造成的增加成本、延誤交貨期等現(xiàn)象，并行設(shè)計(jì)還能夠在改善產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程的同時實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程設(shè)計(jì)的最優(yōu)化，為產(chǎn)品質(zhì)量控制提供保證；第三是優(yōu)化，其目標(biāo)是達(dá)到質(zhì)量、成本和交付時間的平衡。首先設(shè)計(jì)應(yīng)該是穩(wěn)健的，在 DFSS 中，這是最重要的特征。

 

DMAIC 模型著重于現(xiàn)有流程的改進(jìn)，而 DFSS著重于預(yù)防和穩(wěn)健性；第四是錯誤預(yù)防以及對實(shí)時處理進(jìn)行控制和調(diào)整并評價設(shè)計(jì)產(chǎn)品和過程，使得工程師識別和預(yù)防失效，確認(rèn)并消除產(chǎn)品或服務(wù)失效的潛在可能。通過潛在的失效模式和功能變異性的減少來改進(jìn)產(chǎn)品和過程；第五需要制定過程工具、測量和控制計(jì)劃。所應(yīng)用的工具包括以下幾個方面:用小字樣 SPC、FMEA、信噪比和 DFSS 積分卡等方法進(jìn)行設(shè)計(jì)質(zhì)量的評估；采用系統(tǒng)工程、系統(tǒng)和功能圖、DFX、TRIZ、公理設(shè)計(jì)、普氏方法、CAD／CAM、田口的三次設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、RSM、EVOP、變異分析、MSA、數(shù)字/算法優(yōu)化、QFD、FMEA、小字樣 SPC、防故障設(shè)計(jì)等方法進(jìn)行整個產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和試制。

 

（3）DFSS 的第三階段是驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否滿足顧客需求并制定流程控制計(jì)劃，第一步是模型驗(yàn)證和不確定性評價；第二步是通過建立、測試并固定原型，進(jìn)行試生產(chǎn)來驗(yàn)證設(shè)計(jì)和過程的能力和穩(wěn)健性/可靠性；第三步制定流程控制計(jì)劃，給出設(shè)計(jì)驗(yàn)證計(jì)劃和報告，這是 DFSS 的最后一個步驟，旨在維持流程的績效水平以滿足客戶需求，并不斷促進(jìn)流程的改進(jìn)。在驗(yàn)證階段，通過小子樣 SPC 和驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程（ATP）等方法進(jìn)行制造質(zhì)量的驗(yàn)證，通過仿真試驗(yàn)、雙 V 試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)、鑒定試驗(yàn)等方法進(jìn)行 DFSS 產(chǎn)品的驗(yàn)證和確認(rèn)，以及通過平均故障時間（MTBF）和信噪比等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)及 DFSS 積分卡等考查產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性水平，并請顧客試用來驗(yàn)證 DFSS 是否達(dá)到了我們希望的目標(biāo)。

 

當(dāng)然，最優(yōu)化的方案還應(yīng)當(dāng)通過技術(shù)狀態(tài)控制的方法固化下來，以保證設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在后繼的加工過程中完全符合顧客的需求。將上述步驟用圖 1 表示以求對 DFSS 的設(shè)計(jì)流程有一個更清晰的了解。

 

傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)流程不重視對顧客需求的深入分析，不能在設(shè)計(jì)階段并行地考慮其下游階段的制造、裝配和服務(wù)等過程，而且設(shè)計(jì)上缺乏系統(tǒng)的方法指導(dǎo)和機(jī)制創(chuàng)新，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量低和穩(wěn)健性差。持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)的一個原則是質(zhì)量必須設(shè)計(jì)到產(chǎn)品之中，因?yàn)闄z驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制從來不能完全的彌補(bǔ)不良的設(shè)計(jì)。既然設(shè)計(jì)質(zhì)量決定了產(chǎn)品的固有質(zhì)量,那么就有必要開展 DFSS，在設(shè)計(jì)階段就賦予產(chǎn)品很高的固有質(zhì)量，使產(chǎn)品真正實(shí)現(xiàn)六西格瑪質(zhì)量。

 

為了更好的理解質(zhì)量和 DFSS，基于 Nam Suh 和 Peter Senge 的模型給出的理解質(zhì)量演化的模型，該模型指出了在產(chǎn)品開發(fā)中 DFSS 和6σ 的作用，如圖 2 所示。從這一模型可以看出，在 DFSS 設(shè)計(jì)過程中，利用 TRIZ 和公理設(shè)計(jì)為 DFSS 提供概念設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，質(zhì)量工程為其提供了工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，同時DFSS 和6σ 在設(shè)計(jì)中的作用有著明顯區(qū)別，因此要充分理解 DFSS，就有必要區(qū)別6σ 與 DFSS 的關(guān)系。

 

2、DFSS 與6西格瑪 的區(qū)別和聯(lián)系

 

6西格瑪 和 DFSS 的區(qū)別在哪里呢？為什么要應(yīng)用 DFSS？區(qū)分兩者的一個方式是通過確定六西格瑪行為發(fā)生在產(chǎn)品生命周期的什么階段以及其著重點(diǎn)。

 

DAMIC 側(cè)重于主動找出問題的起因和源頭，從根本上解決問題，但它并不注重產(chǎn)品或流程的初始設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)對現(xiàn)有流程的改進(jìn)，即針對產(chǎn)品／流程的缺陷采取糾正措施，通過不斷改進(jìn)，使流程趨于“完美”。然而通過 DMAIC 對流程的改進(jìn)還是有限的，即使發(fā)揮 DMAIC方法的最大潛力，產(chǎn)品的質(zhì)量也不會超過設(shè)計(jì)的固有質(zhì)量。另一方面，DMAIC 重視的是改進(jìn)，對新產(chǎn)品幾乎毫無用處，因?yàn)樾庐a(chǎn)品需要改進(jìn)的缺陷還沒有出現(xiàn)。DFSS 即不是 DMAIC 流程的延伸也不是一種完全不同的方法，它是6西格瑪 業(yè)務(wù)改進(jìn)方法的另一種實(shí)現(xiàn)形式，是在設(shè)計(jì)階段而非質(zhì)量控制階段乃至生產(chǎn)階段來預(yù)防缺陷。要想突破“五西格瑪墻”，開展 DFSS 是一個重要途徑。因?yàn)橹挥性陂_發(fā)過程中努力消除產(chǎn)品的潛在缺陷，才能提高產(chǎn)品抵御各種干擾的能力，減少質(zhì)量波動，實(shí)現(xiàn)六西格瑪?shù)馁|(zhì)量目標(biāo)。DFSS 是在設(shè)計(jì)階段就強(qiáng)調(diào)質(zhì)量，而不是等設(shè)計(jì)完成之后再通過“試錯法”來試圖提高質(zhì)量，達(dá)到目標(biāo)，這樣就節(jié)省了大量的成本和時間，通過這種方式得出的穩(wěn)固的、內(nèi)在的質(zhì)量是其它任何體系所無法達(dá)到的。因此，DFSS 比六西格瑪改進(jìn)具有更加重要的意義和更大的效益。尤其在引進(jìn)新產(chǎn)品和新流程的過程中，DFSS 才是最佳的方法，因?yàn)?DFSS 設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是新產(chǎn)品和新流程。

 

那么什么是 DFSS 呢？它是指從設(shè)計(jì)源頭出發(fā)，基于并行工程和 DFx (Design for X)的思想，面向六西格瑪設(shè)計(jì)，主動采用系統(tǒng)的解決問題的方法，把關(guān)鍵顧客需求融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，實(shí)現(xiàn)無缺陷的產(chǎn)品和過程設(shè)計(jì)。綜合應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)和質(zhì)量工程的理念和方法，確保開發(fā)速度和產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品生命周期成本，為企業(yè)解決產(chǎn)品和過程設(shè)計(jì)問題提供了有效的實(shí)踐方法。也可簡單地定義為：“一個減少交付時間、開發(fā)成本、增加有效性和更好的滿足顧客的設(shè)計(jì)產(chǎn)品、服務(wù)和／或過程的一個嚴(yán)格的方法。

 

 DFSS 的各種流程總結(jié)出了一個基于設(shè)計(jì)和顧客角度的流程模式：DDOPV，并針對這一流程模式設(shè)計(jì)了三個階段的技術(shù)路線。并在對 DFSS 和6σ 比較的基礎(chǔ)上指出：DFSS 比6σ 改進(jìn)具有更加重要的意義和更大的效益。最后給出了 DFSS 的定義。