程第十一讲六西格玛设计模式及其应用.pdf
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1、专题讲座专题讲座!#$%&工业工程!第十一讲六西格玛设计模式及其应用!摘要#结合六西格玛设计模式的研究和应用实际$探讨六西格玛设计和六西格玛改进的关系$并以六西格玛设计中的#$%&五阶段为基础$论述六西格玛设计的基本流程%流程中各阶段所用的主要工具以及各阶段的实施成果$介绍六西格玛设计辅助数字化平台的开发与研究的现状$指出企业在实施六西格玛设计时应注意的一些问题&有助于我国企业科学地认识和成功地实施六西格玛设计&关键词#六西格玛设计六西格玛改进数字化平台顾客需求随着我国加入(%$国际品牌的工程机械产品相继来到中国$市场竞争更加激烈&目前$国产工程机械产品的质量%寿命和可靠性$与国外产品相比确实
2、存在着较大差距&我们的产品设计质量本身不高是一个关键的问题$我们的企业只有在提高自主开发和创新能力$提升设计质量水平$形成企业的核心竞争力$才有生存和发展的希望&本文介绍国际上目前比较先进的设计理念和方法六西格玛设计!$)*+,-./01.2+3.2+,4567$822六西格玛管理是一套旨在持续改进企业业务流程$实现客户满意的业务改进方法体系9:;&现今企业实施六西格玛管理提升竞争力主要通过两个途径#一是基于现有流程改进的六西格玛改进$即$流程(二是面向六西格玛设计?$)*+,-./01.2+3.2+,45$822&其中#822在近年越来越受到业界的关注&有鉴于此$笔者认为有必要对有关#822
3、的实施给予说明$同时提出我国企业实施#822时应注意的一些问题$供业界商榷&:.六西格玛设计研究现状及意义:A:.$822实施的现实意义在当今全球经济一体化的进程中$为实现从制造大国到制造强国的转变$国家先后出台多项措施鼓励企业提高自主创新能力$打造核心竞争力$以适应动态多变的国内外市场环境$对于工程机械企业更是如此&我国的工程机械企业正面临着走出国门的机遇与挑战$而现今我们面对的是以顾客需求为驱动的全球市场$企业只有不断缩短产品开发时间$提高质量$降低成本并改进服务才能抓住机遇$适应不断变换的国际市场需求&六西格玛设计正是基于这种理念而发展起来的&国外的一些知名大企业如#摩托罗拉%通用电器%
4、工程机械领域的卡特彼勒等已先后应用了六西格玛设计$但我国制造业中$现在只有一些规模较大企业如#宝钢%联想%徐工集团等引入了$=流程$实施六西格玛设计的企业更是凤毛麟角&因此要适应日益激烈的国际竞争$实施$822对我国企业已是迫在眉睫&!#$%&与传统设计开发流程的比较传统的产品设计一般分为明确任务%概念设计%技术设计和施工设计彼此相对独立的B个阶段$这种产品设计开发流程很难做到对顾客需求的深入分析$也无法从产品的全生命周期来考虑产品的设计$而且缺乏系统的开发创新流程和方法以及必要的工具支持$从而致使产品的质量%稳健性%可制造性%可维修性%可靠性都不能令人满意$开发新产品的过程也很难控制和审查&
5、而$822是一种实现无缺陷的产品和过程设计方法&它基于并行工程和$8C.D$)*+,-./01.C的思想$面向产品的全生命周期$采用系统的解决问题的方法$把关键顾客需求融入到产品设计过程中&从而确保产品的开发速度和质量$降低产品生命周期成本$天津大学管理学院何桢梁昭磊邹峰E基金项目#国家自然科学基金资助项目!FGHIJGBB(天津市科技攻关资助项目!GBK:GLL:M(教育部新世纪优秀人才资助计划DNO(PGQPGRQGSR专题讲座专题讲座!#$%&为企业解决产品和过程设计问题提供了有效的解决方法!#$%&与$()*流程的比较!#与!$%&流程同为实施六西格玛管理的两种途径!其中六西格玛改进主
6、要通过!%$&(流程来实现即定义#!)*+,)$%测量&%)-./0)$%分析&$,-123)$%改进&45067)$%控制&(6,8061$是旨在通过持续改进企业业务流程 实现客户满意的业务改进方法体系但!%9&(流程对产品的质量优化仍具有局限性!众所周知质量首先是设计出来的实践表明至少:;?!若想真正实现六西格玛的质量水准 就必须考虑六西格玛管理战略实施的另外一种途径(六西格玛设计)下面结合六西格玛设计的流程对其的实施给予介绍!六西格玛设计的实施流程跟六西格玛改进中的!%9&(流程一样!#也有自己的流程但目前还没有统一的模式迄今研究者已提出的!#流程有多种=ABC?如*!%9!D流程即定义
7、+测量%分析%设计%验证,!%9!ED流程 在!%9!D流程的基础上增加了优化环节,还有!&流程指的是定义%识别顾客需求%概念设计产品和过程设计%实现,!%F!&流程指的是定义%测量%调查%开发%实现,此外还有其它的六西格 玛 设 计 流 程 如!%(!ED%!E(D%!(!&%!%F!&%!%$!&(%G(&等虽然这些流程的表述不同但内容却大同小异这里不作逐一介绍)以下我们重点介绍一下在业界较为广泛应用的 由美国的质量管理专家#/H+0(I6JKI/02先生提出的&!ED流程即识别&K),8+*2$%定义&!)*+,)$%开发&!)7)1L65$%优化&E58+4+3)$%验证&D)0+*2
8、$)&M$识别&K),8+*2$!#在识别阶段的主要任务是收集和确定待开发产品的顾客需求 并论证即将开展的!#项目的可行性)!#的特点之一在于产品设计之初就充分考虑顾客的需求 聆听客户的声音 利用一些评价工具对顾客需求进行识别和优先级排序 以保证设计出的产品满足客户的需要)在此基础上系统地考虑外部环境%市场和企业内部满足此项目开发所需的资源等 如市场上的竞争对手的产品状况企业的工艺水平%人员情况%开发费用等以确定项目的可行性)这一阶段对整个!#项目是非常重要的所谓差之毫厘谬以千里若此阶段不能充分收集和分析顾客的需求 客观评价项目的可行性将给项目带来致命的打击)在此阶段的成果一般包括*顾客的需求
9、分析报告%项目的成本分析及可行性报告%产品的功能要求等资料)&$定义&!)*+,)$定义阶段是!#实施的核心过程 此阶段的任务是进一步细化展开顾客的需求&D6+N)O6*/.864PDE($并将海量的具有模糊和不确定性 甚至矛盾的DE(利用一些模糊信息处理技术转化为准确的DE(再通过质量功能展开将DE(逐层展开为设计要求%工艺要求%生产要求并提炼出顾客的关键需求准确地识别%量化顾客需求和期望并针对需求和期望进行产品设计=Q?最后生成产品的设计方案和工艺要求说明书)&A$开发&!)7)165$在!#的开发阶段所做的工作是对新产品进行详细的局部设计 在前期工作给定的解决方案框架以及关键质量特性R(
10、0+8+N-1S6T/-1+82P(STU和关键过程特性R0+8+N-186V06N).P(SVU尺度之内进行新产品的设计)即可以把设计过程看作满足一定功能约束与设计约束的优化过程)本阶段结束后应完成样品的设计并为采购%生产和售后服务提供一定的参考标准供后阶段讨论 如原材料和产品的验收准则 规定安全和正常使用所必需的产品特性以及初步的售后质保体系等)&W$优化&E58+4+3)$此阶段是对产品和过程设计参数的优化其目标是在质量%成本和交付时间允许的基础上达到企业利益的最大化)首先设计应该是稳健的在!#中强调预防和稳健性,其次设计应尽量消除产品或服务失效的潜在可能 通过失效模式和效应分析R-+1
11、/0)%6K)-,KF*)N8.9,-12.+.%F9U分析潜在的失效模式和功能变异性从而在设计阶段就尽量减少产品和过程失效的可能)此阶段结束后应有详细的产品生产流程图 并对生产的各环节有相应的生产要求标准 完善的售后质保体系)&C$验证&D)0+*2$!#的验证阶段的任务是对产品设计是否满足顾客要求%是否达到期望的质量水平的确认过程)通过试生产等手段营造一个仿真的生产环境测试设计的能力%稳健性和可靠性)QA(专题讲座专题讲座!#$%&最后提交设计的验证报告和!#项目的总报告!以上是!#实施阶段的简要介绍 需要说明的是虽然!#有固定的流程可以遵循 但在实施的过程中也不可拘泥于流程或工具的运用
12、而要从!#的本质上去把握其精髓 根据产品和流程的差异有选择地应用!#中的工具!此外在产品设计的过程中还必须考虑并行的产品和过程设计利用并行工程的思想并行设计产品和过程 每个阶段的工作都要充分考虑其后续阶段 在相邻的阶段之间需要有一定的交叉!鉴于篇幅所限本文不再讨论详细的实施工具 图$是笔者综合%!&的设计阶段并结合各阶段所用的工具及相应流程给出的六西格玛设计实施路线图!()数字化六西格玛设计平台的开发与研究基于上述的六西格玛设计的研究现状#设计模式及关键技术的研究表明!#正在发展成为现代管理与设计理论!在这一理论的框架下许多质量工具与设计方法的综合集成成为其有力的支持工具!但由于有些质量工具和
13、设计方法要求掌握的统计学知识比较多 对于非专业人士应用相对比较困难所以在相当长的一段时期不能得到很好的推广!但随着计算机技术的发展 如今许多工作都可以通过软件得以解决 其中应用较为广泛的质量统计软件有*%+%,-.和/*0!这些统计软件在一般的统计工具上已经做得比较完善 可以快速便捷地对大量的数据进行统计处理并且根据输入的数据生成直观形象的统计图形以利于工程师做出分析判断这些都给六西格玛管理的实施带来了方便!但遗憾的是现有的这些统计软件都过多的偏重于统计方面没能把质量的工具真正融入项目的流程中至今仍无比较完善的商业化软件可以满足!#项目实施的需要!有鉴于此笔者所领导的团队在天津市科技攻关项目的
14、支持 下 正 在 尝 试 开 发 一 套 支 持!#的软件工具平台!此平台拟基于!#的流程管理模式和并行设计技术路线将主要的质量工具#统计工具及设计方法融合在!#的框架之中通过流程与工具的整合希望能开发出一套基于.1#的易于操作的!#管理系统!通过这套!#管理系统实现了对多项目的集成化和动态化管理!#项目小组成员从开始的项目计划#定义直到最终的项目验证#完成在整个项目周期内每一阶段的数据都可在!#流程的框架中进行图!六西格玛设计实施路线图23$专题讲座专题讲座!#$%&集中管理!通过此数字化平台可实现项目小组成员的即时通信和数据交流#存储!还可为企业提供网上培训和模拟测试大幅度降低了项目的实施
15、成本#增强了学习的灵活性!另外这套系统还可以使不同的用户享有不同的数据及文件访问权限 而且可以根据用户所处的不同管理级别 分别从宏观和微观角度来观察项目的进展情况!如项目实施的工程师主要关心项目中的原始数据的一致性#项目中具体用到的统计方法等细节问题$而企业或项目的领导则主要关注的是项目的总体进展#项目间需要调整的资源等全局性的问题!我们的平台对项目组内部不同职责用户分别提供不同的信息和工具支持!相信这套!#管理系统将有助于企业从质量形成的角度对各种过程进行跟踪和协调 满足网络化制造模式下的过程和数据管理实现多元化#全过程的持续质量改进!$%六西格玛设计实施中应注意的问题目前我国很多企业对!#
16、的实施有一定的困惑和误解存在一些普遍性的问题根据笔者的了解认为在实施!#的过程中应特别注意以下几点!%&!#实施的基础应用!#需要企业高层管理者对六西格玛有清醒的认识 并致力于其推行工作!#的实施需要企业有扎实的六西格玛改进中实施!()*的基础此外内部良好的管理沟通体系和对质量管理的重视也是实施!#不可或缺的条件!%+&项目选择!#项目的选择对于项目的成功具有重要影响!首先项目选择要始终坚持以客户需求为驱动!#的核心是有效地获取面向客户的产品要求并把这些要求嵌入到产品研制中!同时兼顾企业的工艺#人力#过程#业务规范和供应商水平等实际情况!其次项目的选择要有管理层的参与并组织跨职能的团队以保证从
17、产品的全生命周期来考虑产品的设计!并规定必要的可量化的指标使其成为今后判断六西格玛活动成效的重要依据!%,&项目评审管理层应按计划对六西格玛设计项目执行的情况进行定期分阶段评审!#和一般六西格玛改进项目在评审时的不同之处在于!#要根据市场等外部环境的变化对项目的必要性和可行性进行及时地评估 为下一阶段项目的实施做出指导!原因在于创新设计存在很大的风险性因此需要根据阶段目标的达成情况及市场情况做出终止或继续进行项目的决定 在有些情况下及早终止项目反而会为企业节省资源!若条件允许项目继续进行还应制定必要的纠偏措施 对计划和目标进行调整!如果未能够把好评审关的话就会把早期的缺陷和不足带到设计过程的后
18、期去解决 这时将要付出更惨重的代价!%$&成果鉴定!#的成果一部分可以通过一些指标的实现情况反映出来 如项目选择阶段量化的性能指标 同时我们也不应该忽视六西格玛设计所取得的隐性收益!因为对于一个创新的设计其预期收益一般很难在新产品投产的初期予以度量其对企业的收益很可能在一个相当长的时期才能得以体现!所以在对一个!#项目进行鉴定时要充分考虑到这些因素!-%结束语!#是应用于产品研发阶段有效的质量管理技术通过其实施可以更有效地控制产品质量#降低成本#缩短研发周期#增加企业在市场中的竞争力!本文旨在介绍!#的流程和在实施中应注意的问题 希望以此能为其在我国企业中的推广尽绵薄之力!%待续&参考文献.&
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- 第十一 讲六西格玛 设计 模式 及其 应用
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