（Six Sigma）是一套旨在持續(xù)改進企業(yè)業(yè)務流程，實現(xiàn)客戶滿意的業(yè)務改進方法體系。實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)有流程改進的 DAMIC模式；二是面向六西格瑪設計(Design for Six Sigma，DFSS)。在其應用過程中，6σ 從一個衡量優(yōu)良程度的標準、解決問題的技術演化為一個企業(yè)建立持續(xù)改進系統(tǒng)、增強綜合領導能力、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是當前國內(nèi)外質量工程和六西格瑪管理研究的一個熱點問題。國外一些學者針對DFSS中的管理和技術問題做了個方面的討論，這些文獻都是將6σ 的方法和工具以及設計方法分解到各個階段，強調(diào)概念設計方法（公理設計、TRIZ等）、田口的線外質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設計質量。這些文獻雖然將許多設計方法學中的新方法應用于DFSS，提出解決問題的框架，但迄今為止，還沒有學者將所提出的DFSS設計流程給予總結。而且實踐表明，沒有面向六西格瑪?shù)脑O計，僅采用DMAIC的成效是有限的。從國內(nèi)制造業(yè)的實際情況來看，雖然有些大企業(yè)已經(jīng)引入了六西格瑪管理方法，但極少將重點放在產(chǎn)品和流程的前期設計階段。傳統(tǒng)的設計開發(fā)流程不重視對顧客需求的深入分析，不能在設計階段并行地考慮其下游階段的制造、裝配和服務等過程，而且設計上缺乏系統(tǒng)的方法指導和創(chuàng)新機制，導致產(chǎn)品質量低和穩(wěn)健性差。因此有必要對DFSS的設計過程給出具體的技術路線，為實踐有效應用DFSS提供指導。

 

1、 DFSS 流程及主要設計工具

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），設計（Design），驗證（Verify）

 

? DMADOV—定義（Define），測量（Measure），分析（Analyze），設計（Design），優(yōu)化（Optimize），驗證（Verify）

 

? DMCDOV—定義（Define），測量（Measure），特征化（Characterize），設計（Design），優(yōu)化（Optimize），驗證（Verify）

 

? DMADIC—定義（Define），測量（Measure），分析（Analyze），設計（Design），實現(xiàn)（Implement），控制（Control ）

 

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

 

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

 

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

 

? IDEAS－識別（Identify），設計（Design），評價（Evaluate），保證（Assure），擴大規(guī)模（Scale-up）

 

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

 

? IDOV－識別（Identify），設計（Design），優(yōu)化（Optimize），驗證（Validate）

 

? I2DOV－創(chuàng)新性設計（Invention and Innovation），開發(fā)（Develop），優(yōu)化（Optimize），驗證（Verify）

 

? DCCDI—定義（Define），識別顧客需求（Customer），概念設計（Concept），產(chǎn)品和過程設計（Design），實現(xiàn)（Implement）

 

? CDOV－概念開發(fā)（Concept development），設計開發(fā)（Design development），優(yōu)化（Optimize），驗證（Verify certification）

 

從設計和顧客角度來講，認為該流程應該為 DDOVP——定義和開發(fā)需求（Define and Develop Requirements）、并行產(chǎn)品和過程設計（Concurrent Design）、優(yōu)化（Optimize）、評價和驗證（Evaluate and Validate）、開發(fā)控制計劃（Develop Control Plan），簡記為：定義（Define）、設計（Design）、優(yōu)化（Optimize）、驗證（Validate）、計劃（Plan）?？偨Y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，或者是從設計和優(yōu)化角度給予強調(diào)，但基本上都始于需求開發(fā)階段終于驗證階段，根據(jù)這些流程，總結得到 DFSS 的設計路線如下：定義和開發(fā)產(chǎn)品的顧客需求，設計產(chǎn)品和過程（致力于并行設計、著重于預防和穩(wěn)健性），驗證設計并制定流程控制計劃。但建立和保持一個高度有效的并行工程團隊是實現(xiàn) DFSS 的前提。下面對該設計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計，而需求設計又是概念設計的先導，分析顧客需求并將關鍵顧客需求融入到產(chǎn)品設計中是產(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、基準評價、損失函數(shù)、FMEA、poka yoke 等。

 

（2）DFSS 的第二階段是設計產(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)設計（包括 TRIZ）的方法，通過創(chuàng)造性的思維和自頂向下的設計，形成一個可以實現(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)品和過程設計，利用并行工程的思想并行設計產(chǎn)品和過程，其目的是能夠在產(chǎn)品設計的最初階段就考慮到與最終產(chǎn)品有關的所有因素，并能夠同時完成或部分完成其中某些過程的設計，如制造過程、檢驗過程、裝配過程等。這樣才能使得產(chǎn)品設計一次達到最佳，完全消除在傳統(tǒng)的線性工程中由于反復修改直至完善所造成的增加成本、延誤交貨期等現(xiàn)象，并行設計還能夠在改善產(chǎn)品設計過程的同時實現(xiàn)生產(chǎn)過程設計的最優(yōu)化，為產(chǎn)品質量控制提供保證；第三是優(yōu)化，其目標是達到質量、成本和交付時間的平衡。首先設計應該是穩(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，而 DFSS著重于預防和穩(wěn)健性；第四是錯誤預防以及對實時處理進行控制和調(diào)整并評價設計產(chǎn)品和過程，使得工程師識別和預防失效，確認并消除產(chǎn)品或服務失效的潛在可能。通過潛在的失效模式和功能變異性的減少來改進產(chǎn)品和過程；第五需要制定過程工具、測量和控制計劃。所應用的工具包括以下幾個方面:用小字樣 SPC、FMEA、信噪比和 DFSS 積分卡等方法進行設計質量的評估；采用系統(tǒng)工程、系統(tǒng)和功能圖、DFX、TRIZ、公理設計、普氏方法、CAD／CAM、田口的三次設計、實驗設計、RSM、EVOP、變異分析、MSA、數(shù)字/算法優(yōu)化、QFD、FMEA、小字樣 SPC、防故障設計等方法進行整個產(chǎn)品的設計和試制。

 

（3）DFSS 的第三階段是驗證設計是否滿足顧客需求并制定流程控制計劃，第一步是模型驗證和不確定性評價；第二步是通過建立、測試并固定原型，進行試生產(chǎn)來驗證設計和過程的能力和穩(wěn)健性/可靠性；第三步制定流程控制計劃，給出設計驗證計劃和報告，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，并不斷促進流程的改進。在驗證階段，通過小子樣 SPC 和驗收試驗規(guī)程（ATP）等方法進行制造質量的驗證，通過仿真試驗、雙 V 試驗、可靠性試驗、壽命試驗、鑒定試驗等方法進行 DFSS 產(chǎn)品的驗證和確認，以及通過平均故障時間（MTBF）和信噪比等統(tǒng)計指標及 DFSS 積分卡等考查產(chǎn)品的質量可靠性水平，并請顧客試用來驗證 DFSS 是否達到了我們希望的目標。

 

當然，最優(yōu)化的方案還應當通過技術狀態(tài)控制的方法固化下來，以保證設計的產(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 的設計流程有一個更清晰的了解。

 

傳統(tǒng)的設計開發(fā)流程不重視對顧客需求的深入分析，不能在設計階段并行地考慮其下游階段的制造、裝配和服務等過程，而且設計上缺乏系統(tǒng)的方法指導和機制創(chuàng)新，導致產(chǎn)品質量低和穩(wěn)健性差。持續(xù)質量改進的一個原則是質量必須設計到產(chǎn)品之中，因為檢驗和統(tǒng)計質量控制從來不能完全的彌補不良的設計。既然設計質量決定了產(chǎn)品的固有質量,那么就有必要開展 DFSS，在設計階段就賦予產(chǎn)品很高的固有質量，使產(chǎn)品真正實現(xiàn)六西格瑪質量。

 

為了更好的理解質量和 DFSS，基于 Nam Suh 和 Peter Senge 的模型給出的理解質量演化的模型，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 設計過程中，利用 TRIZ 和公理設計為 DFSS 提供概念設計基礎，質量工程為其提供了工程設計基礎，同時DFSS 和6σ 在設計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。

 

DAMIC 側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)品或流程的初始設計，強調(diào)對現(xiàn)有流程的改進，即針對產(chǎn)品／流程的缺陷采取糾正措施，通過不斷改進，使流程趨于“完美”。然而通過 DMAIC 對流程的改進還是有限的，即使發(fā)揮 DMAIC方法的最大潛力，產(chǎn)品的質量也不會超過設計的固有質量。另一方面，DMAIC 重視的是改進，對新產(chǎn)品幾乎毫無用處，因為新產(chǎn)品需要改進的缺陷還沒有出現(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)務改進方法的另一種實現(xiàn)形式，是在設計階段而非質量控制階段乃至生產(chǎn)階段來預防缺陷。要想突破“五西格瑪墻”，開展 DFSS 是一個重要途徑。因為只有在開發(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，減少質量波動，實現(xiàn)六西格瑪?shù)馁|量目標。DFSS 是在設計階段就強調(diào)質量，而不是等設計完成之后再通過“試錯法”來試圖提高質量，達到目標，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)在的質量是其它任何體系所無法達到的。因此，DFSS 比六西格瑪改進具有更加重要的意義和更大的效益。尤其在引進新產(chǎn)品和新流程的過程中，DFSS 才是最佳的方法，因為 DFSS 設計的目標就是新產(chǎn)品和新流程。

 

那么什么是 DFSS 呢？它是指從設計源頭出發(fā)，基于并行工程和 DFx (Design for X)的思想，面向六西格瑪設計，主動采用系統(tǒng)的解決問題的方法，把關鍵顧客需求融入到產(chǎn)品設計過程中，實現(xiàn)無缺陷的產(chǎn)品和過程設計。綜合應用現(xiàn)代設計和質量工程的理念和方法，確保開發(fā)速度和產(chǎn)品質量，降低產(chǎn)品生命周期成本，為企業(yè)解決產(chǎn)品和過程設計問題提供了有效的實踐方法。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計產(chǎn)品、服務和／或過程的一個嚴格的方法。

 

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