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六西格瑪設(shè)計(jì)的主要工具,邵家駿 Jiajunshao@x263.net (028)85508280(o) (028)85500618(h) 2004年4月,.,2,1 六西格瑪設(shè)計(jì)概論,略。,.,3,2 質(zhì)量功能展開(kāi),略。,.,4,3 系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于IDDOV的Define（定義需求）和Develop（研發(fā)）階段。為了達(dá)到六西格瑪質(zhì)量水平，首先必須論證和確定先進(jìn)可行的總體設(shè)計(jì)方案，從某種意義上說(shuō)，產(chǎn)品的成敗，產(chǎn)品能不能達(dá)到六西格瑪水平，首先取決于總體設(shè)計(jì)方案。,.,5,,定義和研發(fā)階段的主要任務(wù)及需采用的主要方法是：深入分析確定顧客需求（質(zhì)量功能展開(kāi)）；論證確定總體設(shè)計(jì)方案、攻克瓶頸技術(shù)、完成產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和零部件設(shè)計(jì)并制定加工工藝等（系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括TRIZ、FMEA等）。研發(fā)階段是開(kāi)展六西格瑪設(shè)計(jì)效益最高和潛力最大的階段。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)涵包括自頂向下的設(shè)計(jì)、公理性設(shè)計(jì)和解決創(chuàng)造性問(wèn)題的理論（TRIZ）等。 限于篇幅，本節(jié)重點(diǎn)介紹TRIZ理論，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的其他內(nèi)容只作簡(jiǎn)略介紹。,.,6,3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理與方法,3.1.1 設(shè)計(jì)是一個(gè)映射過(guò)程,.,7,3.1.2 自頂向下的設(shè)計(jì),自頂向下設(shè)計(jì)的基本思想是深入分析確定顧客需求，從系統(tǒng)頂層開(kāi)始，進(jìn)行功能的分配、系統(tǒng)原理框架的展開(kāi)、信息的傳輸與處理及綜合、接口的控制、余度和系統(tǒng)重構(gòu)設(shè)計(jì)、工程專業(yè)綜合(Engineering Specialty Integration)等，開(kāi)展自上而下的設(shè)計(jì)和自下而上的綜合。通過(guò)有機(jī)地管理各子系統(tǒng)、零部件的并行開(kāi)發(fā)，協(xié)調(diào)技術(shù)、進(jìn)度、成本的矛盾，保證產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)按規(guī)范的程序、規(guī)定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和成本完成，并保證產(chǎn)品的高質(zhì)量和高可靠性。,.,8,3.1.3 公理性設(shè)計(jì),公理1：獨(dú)立公理（模塊化公理） ?? 保持功能要求的獨(dú)立性。 好的設(shè)計(jì)應(yīng)具有模塊化的特點(diǎn)，特定的子系統(tǒng)（部件）實(shí)現(xiàn)特定的功能，互不干擾，最大限度 地減少各功能要求之間的“耦合”。 公理2：信息公理（簡(jiǎn)化公理）?? 信息含量最 小化。 設(shè)計(jì)公理的七個(gè)推論 構(gòu)成了系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)原則，對(duì)設(shè)計(jì)實(shí)踐提供指導(dǎo)。,.,9,3.2 解決創(chuàng)造性問(wèn)題的理論（TRIZ）,3.2.1 TRIZ方法的基本思想 TRIZ方法的提出源于以下認(rèn)識(shí)：大量發(fā)明面臨的基本問(wèn)題和矛盾（在TRIZ中稱之為系統(tǒng)沖突和物理矛盾）是相同的，只是技術(shù)領(lǐng)域不同而已。同樣的技術(shù)發(fā)明原則和解決方案一次次地在多年后被重新使用。將這些有關(guān)的知識(shí)進(jìn)行提煉和重新組織，就可以指導(dǎo)后來(lái)者的創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)。TRIZ體系正是基于這一思路開(kāi)發(fā)的，打破了我們思考問(wèn)題的心理惰性和知識(shí)面的制約，避免了創(chuàng)新過(guò)程中的盲目性和局限性，指出了解決問(wèn)題的方向和途徑，并得到了計(jì)算機(jī)輔助軟件的支持。,.,10,,3.2.2 理想的技術(shù)系統(tǒng) 較好的技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)是在構(gòu)造和使用維護(hù)中都消耗資源較少，而能完成同樣功能的系統(tǒng)；理想技術(shù)系統(tǒng)則是不需要用材料來(lái)構(gòu)造、不耗費(fèi)能量和空間、不需維護(hù)、也不會(huì)損壞的系統(tǒng)。即它在實(shí)體上不存在（隱含在已有的技術(shù)系統(tǒng)中），卻能完成所需要的功能。 [例10.3-1]酸液對(duì)合金腐蝕試驗(yàn),.,11,3.2.3 縮小的問(wèn)題與擴(kuò)大的問(wèn)題 TRIZ方法把所有的問(wèn)題分為兩類(lèi)：縮小的問(wèn)題（Mini-Problem）和擴(kuò)大的問(wèn)題(Maxi-Problem)?？s小的問(wèn)題致力于使系統(tǒng)保持不變甚至簡(jiǎn)化，而消除系統(tǒng)的缺點(diǎn)，完成改進(jìn)；擴(kuò)大的問(wèn)題則不對(duì)可選擇的改變加以約束，因而可能為實(shí)現(xiàn)所需功能而增加零部件，甚至開(kāi)發(fā)一個(gè)新的系統(tǒng)，使解決方案復(fù)雜化，甚至使解決問(wèn)題所需的耗費(fèi)與解決的效果相比得不償失。TRIZ建議采用縮小的問(wèn)題。這一思想是實(shí)現(xiàn)“理想技術(shù)系統(tǒng)”的途徑。 [例10.3-2]駕駛桿的共振問(wèn)題。,.,12,3.2.4 系統(tǒng)沖突及其處理 系統(tǒng)沖突是TRIZ方法的一個(gè)核心概念， 用于描述隱藏在問(wèn)題后面的固有矛盾。TRIZ認(rèn)為，發(fā)明可視為系統(tǒng)沖突的解決過(guò)程。 TRIZ理論創(chuàng)始人G·奧特舒勒(G·Altshuller)對(duì)大量發(fā)明作了研究，發(fā)現(xiàn)雖然它們所屬技術(shù)領(lǐng)域及所處理的問(wèn)題千差萬(wàn)別，但隱含其中的系統(tǒng)沖突數(shù)量是有限的，典型的系統(tǒng)沖突只有1250種。解決這些沖突所需的典型技術(shù)則更少，計(jì)40種。在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生了創(chuàng)造性問(wèn)題的解決原則。,.,13,3.2.5 物理矛盾及其處理 如果互相對(duì)立的屬性集中于系統(tǒng)的同一元素上，就稱為存在物理矛盾（或內(nèi)部系統(tǒng)沖突）。物理矛盾的定義是：同一物體必須處于互相排斥的物理狀態(tài)。也可以表述為：為實(shí)現(xiàn)功能F1，元素應(yīng)有屬性P；為實(shí)現(xiàn)功能F2，元素應(yīng)有對(duì)立的屬性-P。,.,14,根據(jù)TRIZ理論，物理矛盾可以用三種方法解決： 把對(duì)立屬性在時(shí)間上加以分隔； [例]變后掠翼設(shè)計(jì)。起落架的設(shè)計(jì)。 把對(duì)立屬性在空間上加以分隔； [例]帶手柄的煎鍋。某塑料管切割過(guò)程。 把對(duì)立屬性所在的系統(tǒng)與部件分開(kāi)。 [例]雙體船。,.,15,.,16,.,17,3.4 創(chuàng)造性問(wèn)題的分析方法,對(duì)于創(chuàng)造性問(wèn)題的解決而言，技術(shù)上的辛勤攻關(guān)固然重要，對(duì)事物加以科學(xué)的分析，找出問(wèn)題的突破口則更為關(guān)鍵。TRIZ通過(guò)對(duì)發(fā)明創(chuàng)造規(guī)律的總結(jié)，提出了三種獨(dú)特的方法，幫助創(chuàng)造者分析問(wèn)題的本質(zhì)，找出問(wèn)題的著眼點(diǎn)，從而利用創(chuàng)造性問(wèn)題的解決辦法，事半功倍地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品和工藝的改進(jìn)和開(kāi)發(fā)。,.,18,3.4.1 創(chuàng)造性問(wèn)題的解決步驟,,.,19,,[例10.3-3] 某紙廠用圓木作造紙?jiān)?。圓木卸在海邊的傳送帶上，并運(yùn)往切削機(jī)械進(jìn)行加工。為了切削流程順利完成，對(duì)圓木送到機(jī)器時(shí)的軸線方向作了規(guī)定。由于圓木卸下時(shí)雜亂地堆砌在傳送帶上，所以需要在傳送過(guò)程中增加一個(gè)圓木定向的工序，要求使圓木軸線方向與傳送帶軸線方向一致。,.,20,用TRIZ方法作了分析 :,,（1）縮小的問(wèn)題：不對(duì)系統(tǒng)做主要改動(dòng)，實(shí)現(xiàn)圓木定向。 （2）系統(tǒng)沖突：定向需要將圓木按要求方向加以排列的機(jī)構(gòu)，但這使系統(tǒng)復(fù)雜化。 （3）問(wèn)題模式：應(yīng)利用系統(tǒng)中已有的要素實(shí)現(xiàn)定向功能。 （4）沖突區(qū)域及資源分析：沖突區(qū)域是傳送帶表面。該區(qū)域系統(tǒng)的唯一資源是傳送帶。 （5）理想最終結(jié)果：利用傳送帶自身實(shí)現(xiàn)圓木定向。 （6）物理矛盾：為實(shí)現(xiàn)圓木定向，傳送帶表面的不同點(diǎn)應(yīng)有不同的速度；但為傳送圓木，傳送帶表面應(yīng)以同一速度運(yùn)動(dòng)。 （7）消除物理矛盾：將互相矛盾的要求分隔在不同的層面上：整個(gè)傳送帶以生產(chǎn)所需的速度向前運(yùn)動(dòng)，它的部件則以不同的速度運(yùn)動(dòng)。,.,21,.,22,3.4.2 三元分析法,所有系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)有賴于三個(gè)物體的相互作用，即主動(dòng)物體、被動(dòng)物體和使動(dòng)物體之間的相互作用。三元分析法就是對(duì)每一具體問(wèn)題找出這三個(gè)關(guān)鍵物體，分析它們彼此之間的關(guān)系，使工程人員明白現(xiàn)有系統(tǒng)這三者間好的與壞的作用，全面把握問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，以便采取針對(duì)性的解決措施。,.,23,以汽車(chē)的空氣袋為例。,主動(dòng)物體是空氣袋，被動(dòng)物體是乘員，使動(dòng)物體是與汽車(chē)發(fā)生撞擊的沖撞物，如路旁的欄桿或另一輛車(chē)等等。,.,24,3.4.3 物體─場(chǎng)分析,TRIZ專家開(kāi)發(fā)了物體—場(chǎng)分析這一建模技術(shù)，用于描述技術(shù)系統(tǒng)中物體和能量的相互作用，對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的動(dòng)作原理進(jìn)行深入分析。兼有能量、目標(biāo)物和工具的技術(shù)系統(tǒng)才是完整和穩(wěn)定的，三者之間構(gòu)成了一個(gè)三角形。,.,25,,,.,26,,,.,27,3.5 創(chuàng)造性問(wèn)題的解決方法,為了創(chuàng)造性地解決問(wèn)題，TRIZ開(kāi)發(fā)了頗具特色的解決方法，提出了系統(tǒng)沖突的解決原則和問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解決方案，還建立了對(duì)解決問(wèn)題有著重要支持作用的知識(shí)庫(kù)。 1.處理創(chuàng)造性問(wèn)題的40個(gè)原則 2. 創(chuàng)造性問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解決方案,.,28,格利高雷·葉澤爾斯基（Gregory Yezersky）運(yùn)用原則5 “將相同或相似的物體結(jié)合或合并”的著名案例：,[例10.3-4] 1993年，一家著名航空公司為了改進(jìn)火箭氣動(dòng)外形，引入了“蜂腰”結(jié)構(gòu)，但發(fā)現(xiàn)由此帶來(lái)了負(fù)面影響：這種改變將引起強(qiáng)烈的振動(dòng)，使安裝在“蜂腰”結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的傳感測(cè)量設(shè)備無(wú)法工作。受已有設(shè)計(jì)的限制，對(duì)問(wèn)題的解決不允許在系統(tǒng)中進(jìn)行大量更改。,.,29,,在美國(guó)專利中有一項(xiàng)“給薄玻璃板打圓角”的專利，內(nèi)容是，給一塊薄玻璃板打圓角容易把玻璃振碎，可以把幾塊薄玻璃板臨時(shí)粘合在一起，共同打圓角，就避免了問(wèn)題的發(fā)生。 從這一專利中獲得靈感。,.,30,.,31,,[例10.3-5] 當(dāng)前玻璃杯的制造工藝為將熔融狀態(tài)的玻璃注入相應(yīng)的模具中成形。外觀帶棱角的玻璃杯如果用整體模成形，模具的制造會(huì)很困難；如果模具精度不好，會(huì)影響杯子的外形。在矛盾矩陣表的指引下，怎樣解決這一難題呢？,.,32,2. 創(chuàng)造性問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解決方案,物體—場(chǎng)分析揭示了系統(tǒng)沖突中本質(zhì)性的問(wèn)題。在得出系統(tǒng)的物體—場(chǎng)結(jié)構(gòu)以后，就可以利用問(wèn)題的標(biāo)準(zhǔn)解決方案進(jìn)行物體—場(chǎng)結(jié)構(gòu)的綜合與轉(zhuǎn)換，以便解決或至少避開(kāi)系統(tǒng)沖突。 奧特舒勒歸納了76項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。,.,33,[例10.3-6] 制造帶刷毛的塑料塊[例10.3-7] 鋼丸發(fā)送機(jī)彎管部分的磨損問(wèn)題,,.,34,4 靜態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì),靜態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)是六西格瑪設(shè)計(jì)的最主要的技術(shù)工具之一，在QFD和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，針對(duì)CTQ和CTP，深入開(kāi)展靜態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)，尋找工作參數(shù)（或過(guò)程參數(shù)）的優(yōu)化匹配，以減少質(zhì)量特性（或過(guò)程特性）的波動(dòng)，提高產(chǎn)品（或過(guò)程）抵御各種干擾的能力（即健壯性）。靜態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)也可應(yīng)用于六西格瑪改進(jìn)（DMAIC）的I階段，在7.6節(jié)中已作了簡(jiǎn)要介紹，本節(jié)不再重復(fù)。關(guān)于靜態(tài)參數(shù)設(shè)計(jì)更深入的內(nèi)容，可見(jiàn)文獻(xiàn)[4、15、16、18-21]。,.,35,.,36,圖8 參數(shù)設(shè)計(jì)的非線性效應(yīng)圖,.,37,,在質(zhì)量功能展開(kāi)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，針對(duì)CTQ、CTP進(jìn)行； 干擾因素的引入，內(nèi)外正交表的直積； 先減少波動(dòng)，提高信噪比，再調(diào)整目標(biāo)值； （先減肥，后糾偏）。,.,38,5．容差設(shè)計(jì),5.1 質(zhì)量損失函數(shù) 5.1.1 望目特性的損失函數(shù) L(y)=k(y-m)2 5.1.2 望小特性的損失函數(shù) L(y)=ky2 5.1.3 望大特性的損失函數(shù) L(y)=k/y2,.,39,5.2 容差的確定方法,5.2.1 由安全系數(shù)確定容差 5.2.2 下位特性容差的確定 5.2.3 老化系數(shù)容差的確定 (1) 老化特性和老化系數(shù) (2) 初始值等于目標(biāo)值的情形 (3) 初始值不等于目標(biāo)值的情形 5.2.4 下位特性的老化系數(shù)容差的確定,.,40,5.3 望目、望小特性的容差設(shè)計(jì),5.3 望目、望小特性的容差設(shè)計(jì) 5.4 望大特性的容差設(shè)計(jì) 5.5 貢獻(xiàn)率法 5.5.1 單因素情況 (1) 回歸直線的確定 (2) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 (3) 系統(tǒng)偏差的校正 (4) 損失函數(shù)與平均質(zhì)量損失的確定 (5) 容差設(shè)計(jì),.,41,,5.2.2 多因素情況 （1）試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) ( 2) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 （3）正交多項(xiàng)式回歸方程的確定 (4 ) 損失函數(shù)與質(zhì)量水平的確定 （5）容差設(shè)計(jì),.,42,6 FMEA分析,6.1 FMEA方法的適用范圍 6.2 FMEA方法的分類(lèi) 6.3 FMEA的一般程序 6.4 DFMEA分析 6.5 PFMEA分析,.,43,6.1 FMEA方法的適用范圍,FMEA方法的適用范圍包括產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)中的各種質(zhì)量問(wèn)題的分析。 把FMEA作為對(duì)“產(chǎn)品和過(guò)程的確認(rèn)和更改”以及對(duì)“設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)”進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的工具。 在DMAIC和IDDOV中都有廣泛的應(yīng)用。,.,44,6.2 FMEA方法的分類(lèi),6.2.1 硬件法和功能法 當(dāng)產(chǎn)品可按設(shè)計(jì)圖紙及其它工程設(shè)計(jì)資料明確確定時(shí)，一般采用硬件法，當(dāng)產(chǎn)品處于研發(fā)初期，設(shè)計(jì)圖紙尚未形成時(shí)，一般采用功能法 6.2.2 DFMEA和PFMEA DFMEA適用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段的故障模式與影響分析，而PFMEA則適用于工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造過(guò)程的故障模式與影響的分析。,.,45,6.3 FMEA的一般程序,6.3.1 建立產(chǎn)品的框圖或過(guò)程的流程圖 6.3.2 填寫(xiě)FMEA表格 發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重度S≥8的故障模式，必須采取設(shè)計(jì)和工藝的更改措施，以消除這些故障模式或明顯降低其發(fā)生的概率； RPN≥120-150時(shí)，應(yīng)采取糾正或補(bǔ)償措施 6.3.3 DFMEA和PFMEA分析應(yīng)形成按技術(shù)責(zé)任制審簽的技術(shù)報(bào)告 6.3.4 隨著產(chǎn)品研制的進(jìn)展，DFMEA和PFMEA分析應(yīng)不斷地進(jìn)行修訂和迭代,,.,46,6.4 DFMEA分析,DFMEA是以設(shè)計(jì)工程師為主的團(tuán)隊(duì)分析產(chǎn)品每一個(gè)潛在的故障模式，并確定其發(fā)生原因和機(jī)理的一種分析技術(shù)，通過(guò)填寫(xiě)DFMEA表格來(lái)完成； 名詞“故障”來(lái)自于英文單詞Failure，從英文本意而言，F(xiàn)ailure的含意是“失敗、失效、故障、事故、中斷、損壞、折斷、衰退、缺少、不足等”?？梢?jiàn)Failure的含意本不限于“故障”， DFMEA適用于各種質(zhì)量問(wèn)題； 強(qiáng)調(diào)量化評(píng)估和改進(jìn)。,.,47,.,48,DFMEA評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),表10.6-2 推薦的產(chǎn)品故障嚴(yán)重度（S）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 表10.6-3 推薦的產(chǎn)品故障頻度（O）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 表10.6-4 推薦的產(chǎn)品故障檢測(cè)難度（D）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),.,49,6.5 PFMEA分析,PFMEA的目標(biāo)是： a．確定潛在的與過(guò)程故障模式有關(guān)的產(chǎn)品； b．評(píng)估過(guò)程故障對(duì)顧客的潛在影響； c．確定引起故障的潛在的制造或裝配過(guò)程原因，并確定哪一類(lèi)過(guò)程故障是應(yīng)該重點(diǎn)避免的以及相關(guān)的關(guān)鍵過(guò)程； d．找到和發(fā)現(xiàn)一系列的過(guò)程故障模式，為今后的分析工作打下良好的基礎(chǔ)，建立一個(gè)優(yōu)選的系統(tǒng)。,.,50,.,51,PFMEA評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),表10.6-6 推薦的過(guò)程故障嚴(yán)重度（S）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 表10.6-7 推薦的過(guò)程故障頻度（O）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 表10.6-8 推薦的過(guò)程故障檢測(cè)難度（D）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),.,52,7 面向X的設(shè)計(jì)（DFX）,面向X的設(shè)計(jì)（Design For X，縮寫(xiě)為 DFX）是為了滿足顧客對(duì)產(chǎn)品全壽命周期的所有要求，針對(duì)有關(guān)的各種要素進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法的統(tǒng)稱，包括 面向制造的設(shè)計(jì)(DFM)； 面向裝配的設(shè)計(jì)(DFA)； 面向成本的設(shè)計(jì)(DFC)； 面向試驗(yàn)的設(shè)計(jì)（DFT）； 面向可靠性和維修性的設(shè)計(jì)(DFRM)； 面向售后服務(wù)的設(shè)計(jì)(DFS)； 面向環(huán)境的設(shè)計(jì)(DFE)等。,.,53,7.1 DFX的技術(shù)基礎(chǔ)和支持軟件,系統(tǒng)工程、并行工程和價(jià)值工程的發(fā)展提供了解決上述問(wèn)題的技術(shù)基礎(chǔ)。 計(jì)算機(jī)輔助DFX軟件的應(yīng)用 美國(guó)BDI公司的DFMA軟件,.,54,,DFX是一種優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方法，同時(shí)也是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。其作用方式有兩種：DFX設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和DFX分析評(píng)價(jià)工具。 DFX設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： 將X要素方面專家的有關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)整理成具體的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，然后在它們的指導(dǎo)下進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，相當(dāng)于在這些專家的直接幫助下選擇設(shè)計(jì)方案，確定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。 DFX分析評(píng)價(jià)工具： 在產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行到一定程度后，通過(guò)系統(tǒng)分析影響產(chǎn)品的X要素的各種因素，對(duì)產(chǎn)品的X要素進(jìn)行評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上給出改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議。,.,55,7.2 面向制造和裝配的設(shè)計(jì)(DFMA),面向制造和裝配的設(shè)計(jì)(DFMA)也稱作設(shè)計(jì)制造一體化，是DFX中最重要的部分。DFMA的指導(dǎo)思想是：產(chǎn)品制造、裝配和試驗(yàn)檢驗(yàn)中的很多問(wèn)題和困難源于設(shè)計(jì)不當(dāng)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，工程師除了要滿足性能要求外，還必須盡可能地考慮和滿足可制造性、可裝配性的要求。,.,56,7.2.1 DFMA總則,（1）簡(jiǎn)化設(shè)計(jì) 在總體方案設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)當(dāng)貫徹簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的原則，即采用盡可能簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能。方案設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化不僅減少了零部件的數(shù)量、節(jié)省了設(shè)計(jì)費(fèi)、材料費(fèi)，更節(jié)省了大量的加工費(fèi)、裝配費(fèi)、庫(kù)存費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)等，在源頭采取措施將事半功倍、一本萬(wàn)利。必須糾正“簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案體現(xiàn)不出水平，先進(jìn)的方案一定比較復(fù)雜”的錯(cuò)誤思想，切忌把簡(jiǎn)單的事情復(fù)雜化。最優(yōu)秀、可靠性最高、效益最高的方案是能夠滿足顧客需求的最簡(jiǎn)約的方案。簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的方法詳見(jiàn)10.3節(jié)。,.,57,,（2）模塊化、系列化、通用化（三化）設(shè)計(jì) （3）互換性設(shè)計(jì) （4）繼承性設(shè)計(jì) （5）貫徹并行工程，實(shí)施團(tuán)隊(duì)工作法 （6）與DFMA有關(guān)的數(shù)字化技術(shù) DFMA軟件、FDM等,.,58,7.2.2 面向制造的設(shè)計(jì)(DFM),在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期階段即考慮與制造有關(guān)的約束，指導(dǎo)設(shè)計(jì)師對(duì)同一零件進(jìn)行不同材料和工藝的選擇，提高產(chǎn)品的可制造性；對(duì)不同制造方案進(jìn)行制造時(shí)間和成本的快速定量估計(jì)，全面比較與評(píng)價(jià)各種設(shè)計(jì)與工藝方案等。 在保證滿足設(shè)計(jì)要求的前提下盡可能選擇易于加工的材料、最低的尺寸公差和形位公差要求、合適的尺寸標(biāo)注基準(zhǔn)、適當(dāng)?shù)臒崽幚砗捅砻嫣幚硪蟆⒊墒斓墓に嚪桨傅取?.,59,7.2.3 面向裝配的設(shè)計(jì)(DFA),在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中利用各種技術(shù)手段如分析、評(píng)價(jià)、規(guī)劃、仿真等，充分考慮產(chǎn)品的裝配環(huán)節(jié)以及與其相關(guān)的各種因素的影響，在滿足產(chǎn)品性能與功能的條件下改進(jìn)產(chǎn)品的裝配結(jié)構(gòu)，使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品是可以裝配的，并盡可能降低裝配成本和產(chǎn)品總成本。,.,60,7.3 面向成本的設(shè)計(jì)(DFC),7.3.1 DFC的原理 DFC(Design For Cost)是指在滿足用戶需求的前提下, 通過(guò)分析和研究產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、裝配、試驗(yàn)檢驗(yàn)、使用、維修、回收或報(bào)廢的全壽命周期中各個(gè)部分的成本組成情況并進(jìn)行評(píng)估后, 對(duì)原設(shè)計(jì)中成本過(guò)高的部分進(jìn)行修改,以降低產(chǎn)品成本的設(shè)計(jì)方法。,.,61,7.3.2 DFC的主要工作內(nèi)容,（1）建立基于并行工程的全壽命周期成本模型 （2）成本數(shù)據(jù)的收集與成本估算 （3）與其他DFX工具的集成 （4）設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià)和改進(jìn)設(shè)計(jì)建議的生成 （5）目標(biāo)成本的確定,.,62,7.3.3 估算制造成本的主要方法,（1）成組技術(shù)的應(yīng)用 （2）作業(yè)成本法（Activity Based Cost，縮寫(xiě)為ABC）,.,63,7.3.4 估算非制造成本的主要方法,非制造成本主要通過(guò)歷史成本信息的收集、分析和統(tǒng)計(jì)獲得 。 R&D成本； 設(shè)計(jì)成本； 銷(xiāo)售成本； 保修成本 ； 使用成本； 回收?qǐng)?bào)廢成本； 管理費(fèi)用等。,.,64,7.3.5 減少成本設(shè)計(jì),在不改變總體設(shè)計(jì)方案的前提下，除了應(yīng)用各種DFX技術(shù)外，還可以采用最低消耗設(shè)計(jì)，即在滿足顧客需求，保證安全、強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)裕度的原則下，采用合適的材料、最小的尺寸、最低的功耗、最低的加工精度等，以實(shí)現(xiàn)最低消耗設(shè)計(jì)。避免過(guò)功能、過(guò)強(qiáng)度、過(guò)壽命設(shè)計(jì)。,.,65,7.4 面向試驗(yàn)的設(shè)計(jì)(DFT),產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮設(shè)計(jì)驗(yàn)證、例行試驗(yàn)和產(chǎn)品檢驗(yàn)的可行性和經(jīng)濟(jì)性。 DFT要求在設(shè)計(jì)早期就論證和確定設(shè)計(jì)驗(yàn)證的方案及其設(shè)施，產(chǎn)品制造和裝配過(guò)程中的測(cè)試、試驗(yàn)、檢驗(yàn)和計(jì)量的方案及其設(shè)施。 在確定總體設(shè)計(jì)方案的同時(shí)確定設(shè)計(jì)驗(yàn)證和試驗(yàn)檢驗(yàn)的方案并及早地啟動(dòng)相應(yīng)設(shè)施的組建。應(yīng)當(dāng)盡可能地應(yīng)用現(xiàn)有的經(jīng)過(guò)實(shí)際使用考驗(yàn)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證和試驗(yàn)檢驗(yàn)設(shè)施。還必須考慮和確定原材料、元器件、外包工序和外包部件等的驗(yàn)收試驗(yàn)或檢驗(yàn)規(guī)范。,.,66,,DFT是保持產(chǎn)品一致性，減少質(zhì)量波動(dòng)的重要方法。 DFT必須考慮的另一個(gè)方面是故障的檢測(cè)和排除。應(yīng)在深入到零件一級(jí)的FMEA分析的基礎(chǔ)上列出產(chǎn)品的所有故障模式及其癥狀，針對(duì)每個(gè)故障模式確定需監(jiān)控的參數(shù)和故障判斷邏輯，并給出檢測(cè)、隔離和排除的方法，以便當(dāng)產(chǎn)品在使用中出現(xiàn)故障時(shí)能迅速準(zhǔn)確地排除。,.,67,7.5面向可靠性和維修性的設(shè)計(jì)(DFRM),7.5.1 面向可靠性的設(shè)計(jì)（DFR） 六西格瑪設(shè)計(jì)的核心是穩(wěn)健設(shè)計(jì)（包括QFD、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì)等方法），其宗旨是提高產(chǎn)品抵御環(huán)境變化、制造誤差和磨損老化等各種干擾的能力，減少產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)。而實(shí)質(zhì)上，穩(wěn)健設(shè)計(jì)在減少產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的同時(shí)，也肯定提高了產(chǎn)品的可靠性。 本節(jié)主要介紹面向可靠性的經(jīng)典設(shè)計(jì)方法。,.,68,可采用的可靠性設(shè)計(jì)分析方法,可靠性指標(biāo)論證與確定； 可靠性分配與預(yù)計(jì)； 制定和貫徹可靠性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則； 開(kāi)展簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、降額設(shè)計(jì)、余度設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)等； 開(kāi)展FMEA分析（詳見(jiàn)本章第6節(jié)）以及故障樹(shù)分析（FTA）、事件樹(shù)分析（ETA）、熱分析、容差分析等。 故障數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行。,.,69,2. 面向維修性的設(shè)計(jì)(DFMt),維修性（Maintainability）也是產(chǎn)品的一種質(zhì)量特性，即由產(chǎn)品設(shè)計(jì)賦予的使其維修簡(jiǎn)便、迅速和經(jīng)濟(jì)的固有特性。提高維修性也是降低全壽命周期費(fèi)用（LCC），以滿足預(yù)期的費(fèi)用和維修活動(dòng)的重要途徑； 維修性設(shè)計(jì)是可靠性設(shè)計(jì)的重要補(bǔ)充。,.,70,面向維修性的設(shè)計(jì)的主要工作,（1）?平均修復(fù)時(shí)間MTTR的確定和分配； （2）?維修策略； （3）?可達(dá)性設(shè)計(jì)；?? （4）?防錯(cuò)設(shè)計(jì)（參見(jiàn)DFMA）； （5） 人素工程設(shè)計(jì)等； （6）?測(cè)試性設(shè)計(jì)等。,.,71,7.6 面向售后服務(wù)的設(shè)計(jì)(DFS),維修服務(wù)策略的確定 面向維修性的設(shè)計(jì) （見(jiàn)7.5節(jié)） 售后保障資源的設(shè)計(jì) 4. 質(zhì)量可靠性信息系統(tǒng)的建立,.,72,7.6.1 維修服務(wù)策略的確定,（1）?售后保障資源的方案及設(shè)計(jì)需求； （2）?免費(fèi)保修的期限和保修范圍； （3）?維修網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模； （4）?備件的需求量及供應(yīng)； （5）?產(chǎn)品的報(bào)廢處理。,.,73,7.6.3 售后保障資源的設(shè)計(jì),（1）隨機(jī)裝箱的保障資源如使用說(shuō)明書(shū)，培訓(xùn)資料，隨機(jī)配送的附件、備件、耗材、專用工具等； （2）維修站配備的測(cè)試和維修設(shè)備，備件，零部件、元器件，故障診斷和排故資料，維修人員培訓(xùn)資料等； （3）遠(yuǎn)程咨詢服務(wù)系統(tǒng)。,.,74,7.6.4 質(zhì)量可靠性信息系統(tǒng)的建立,確定信息系統(tǒng)的組織機(jī)構(gòu)； 規(guī)范信息收集的內(nèi)容； 明確信息收集人員的職責(zé)； 建立先進(jìn)的信息收集、傳遞、統(tǒng)計(jì)、分析、檢索、報(bào)表生成等手段； 為改進(jìn)設(shè)計(jì)、工藝和服務(wù)提供依據(jù)。,.,75,7.7 面向環(huán)境的設(shè)計(jì)(DFE),7.7.1 環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì) 7.7.2 環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì),.,76,7.7.1 環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì),產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能采用不會(huì)造成環(huán)境污染的材料和制造技術(shù)，還必須考慮產(chǎn)品報(bào)廢時(shí)對(duì)環(huán)境的影響； 在產(chǎn)品制造過(guò)程中，必須考慮有害廢氣、廢液、廢渣的凈化排放和操作工人的防護(hù)； 在產(chǎn)品使用中，應(yīng)不產(chǎn)生危害顧客安全、健康和污染環(huán)境的物質(zhì)； 通過(guò)使用DFE軟件對(duì)這些產(chǎn)品進(jìn)行面向環(huán)境和成本效益的設(shè)計(jì),.,77,7.7.2. 環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì),使產(chǎn)品本身具有很強(qiáng)的抵御環(huán)境變化的能力（參見(jiàn)穩(wěn)健設(shè)計(jì)），或改善局部工作環(huán)境，減少環(huán)境變化對(duì)產(chǎn)品性能和可靠性的影響（參見(jiàn)耐環(huán)境設(shè)計(jì)）。,.,78,7.8 面向其他因素的設(shè)計(jì),根據(jù)DFX的原理，參照以上6種DFX的方法，結(jié)合工程實(shí)際需要，還可以考慮面向其他要素的設(shè)計(jì)，例如面向開(kāi)發(fā)周期的設(shè)計(jì)、面向某一顧客群的設(shè)計(jì)、面向安全的設(shè)計(jì)、面向便攜的設(shè)計(jì)、面向人素工程的設(shè)計(jì)等。,.,79,,謝 謝！,