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继六西格玛之后，六西格玛设计一词又成了当今世界管理界又一个出现频率最高的时髦词，六西格玛设计成了大家公认的六西格玛的最新发展方向。据了解, 众多推行六西格玛的企业领导人都认为实施六西格玛改进之后，必然推行六西格玛设计；因为六西格玛改进只是对现有流程的改进，针对产品/流程的缺陷产生原因从根本上予以消除，持续改进使流程趋于完美。然而改进是有极限的，就算制造、装配等后续流程一点都“不走样”，产品充其量也只能达到设计的固有质量。据国外调查统计当改进使流程水平达到约4.8西格玛水平时，就再难以突破，这就是我们常说的“五西格玛墙”。此时通过增加投入还可能在一定程度上提高绩效，但得不偿失，最明智的选择就是对现有流程进行六西格玛设计。如果是开发新产品、新业务流程，一开始就应该用六西格玛设计，只有这样企业才能在竞争中取胜。目前在美国企业六西格玛设计不仅用于产品设计、工程设计，还用于市场营销、客户服务等方面。 这些年来，我国经济发展在世界独树一帜，已成为世界的产品制造中心，只可惜大部分产品都是中低端产品，没有多少功能独特性和科技含量，没有自主知识产权，只能以廉价取胜，因此，在国际市场不时遭到反倾销诉讼等市场冲击，同时也消耗了大量的宝贵资源，近年来，国家提出调整产品结构，确实迫在眉睫、刻不容缓。这对企业的研发设计提出了新的挑战。面对国际市场对产品新功能特点、产品质量、交货期等方面的要求不断提高，如何研发设计出高质量、高可靠性、低成本的产品，如何缩短研发周期，使企业的产品在国际市场上以高端产品面貌出现，在竞争中以高性价比取胜，惟有在源头开始启动六西格玛设计，改进现有的“研发设计方法”才能解决根本问题。本文就有形产品的研发领域的六西格玛设计活动进行分析讨论。 为什么要在研发领域进行六西格玛设计 据国外的一组调查数据显示：预算中仅有5%用于设计，而产品形成中设计决定了产品成本的70%，质量问题中有80%来自于设计，除此之外，市场竞争国际化，市场需求多样化，产品的寿命周期日益缩短，只有在极短的研发周期源源不断地推出新产品，才能在市场占据有利地位，而研发周期则基本取决于设计。设计的重要性不言而喻。 1、从产品研制、生产的时间序列来分析 设计质量决定了产品的固有质量。以工业产品为例，从产品研制、生产的时间序列来看，产品设计、工艺设计、生产控制等各不同阶段对产品质量的影响是不同的，下图是“质量杠杆图”。 图中形象说明对质量影响最大的是产品的设计阶段，其次是工艺设计，再次是生产控制。因为一旦产品图纸和技术规范形成后，固有质量已基本形成；其后的工艺设计是为了保证设计要求的实现，生产控制则是为了达到技术规范的要求（符合性），几乎没有进一步提高产品固有质量的可能。我们目前进行的六西格玛改进活动大都集中在杠杆图中“控制阶段”，也就是对现有产品/流程进行测量、分析、改进并将改进成果固化（控制），以达到减少缺陷，保证质量符合要求。只有在设计阶段就赋予产品很高的固有质量，产品才有可能实现高质量。六西格玛设计就是在一开始赋予产品六西格玛、甚至七西格玛的固有质量水平，以保证产品实现真正意义上的六西格玛质量。 2从管理角度来分析 上图是质量管理大师朱兰博士提出的质量管理三步曲，那就是质量策划/质量设计、质量控制、质量改进。尽管质量策划/质量设计阶段对质量的贡献起着四两拨千金的作用，质量的理论成本就在设计阶段形成的，但是企业界对策划/设计的重视远不及对质量控制、改进的重视。从40年代以来我们在质量控制、质量改进上花了很多的功夫，从休哈特的控制图、SPC到各种改进工具方法林林总总不断推出、广泛应用即可窥见一斑。多少年来大家眼睛盯着质量控制、改进。运用各种控制、改进技术方法，不断进行控制、改进、控制......,就这样周而复始。尽管在设计阶段也有许多非常有效的方法，如健壮设计（三次设计）、田口方法等技术方法产生，但这些方法却没有像SPC及其他工具那样得到广泛使用，尤其是在传统制造业。要真正实现高质量，应该把管理关口前移，只有在设计上采用更好的方法，才能在管理上赢取得主动。要改变长期以来形成的工作导向，把在现场忙于“救火”的质量人员看作是企业的英雄，对产品设计开发人员输出的图纸质量却不重视，造成设计阶段遗留的质量问题被带到控制、改进阶段，埋下祸根，难以消除。六西格玛设计是防火工程而不是“救火项目”，选择六西格玛设计可以减少或杜绝“失火”，根除隐患。同时变革企业现有的“救火”型文化，建立“防火”机制。通过六西格玛设计，把人的力量、技术的力量、流程的力量三结合，形成企业管理的新思想、解决问题的新模式和新的企业文化，使企业在竞争中处于领先地位。 3、从经济角度来透视 1）改进行动启动得越早，预防成本就降得越低 同样一个问题，发现得越早，付出的代价越小。据国外调查统计，假如某个质量问题在草图设计中被发现，采取措施进行改进的代价是1美元的话，那么在产品生产阶段被发现，采取纠正措施进行质量改进的代价可能就是100美元；如果在出厂检验时才被发现，这时采取措施的代价将要花去10000美元；如果是在顾客使用中被发现，甚至在顾客使用时发生了质量事故，这时解决问题的代价可能要达到10万甚至百万美元。这种损失是呈几何级数增加的。六西格玛设计就是在产品/流程设计一开始就寻找缺陷，将一切可能的问题消灭在萌芽状态，努力创造一个新的更好的产品/流程，此时的预防性改进当然是最经济的做法。 2）六西格玛设计可以为企业带来多方面的收益： ●当产品满足顾客需求，就可以提高本公司产品在市场的占有率，销售量的增加必然带来利润的增加。 ●产品质量超出了顾客的预期，生产具有魅力质量的产品企业就有提高价格的理由。提价为企业带来新的利润。 ●六西格玛的健壮设计（参数设计、容差设计）使产品实现了低成本下的高质量，经过参数设计的产品其理论成本必然下降，即原材料等成本下降为企业带来了直接的经济效益。此外高质量意味着产品质量稳定，内外质量故障等劣质成本下降，同时还降低了管理成本，为企业带来的利润显而易见。 图三显示六西格玛改进前后劣质成本的变化。六西格玛改进降低了劣质成本，增加了利润。 图四显示六西格玛设计前后理论成本的变化。六西格玛设计使理论成本下降，利润增加。 六西格玛的健壮设计还使产品具有了很高的抗干扰能力，这是健壮设计的又一显著特点，比如说同一产品不论在西藏还是在海南的环境下都能发挥其功能。产品的抗干扰能力使产品的可靠性提高，使制造企业的维修费用和使用者的运行费用同时下降，对企业有利润，对社会有好处。 ●六西格玛设计使产品的设计修改次数降低，研发周期大大缩短，不仅使产品能及时投放市场，为企业带来新的效益增长点，还降低了产品的开发成本，一举多得。 ●进行了六西格玛设计的产品在制造等后道过程减少了缺陷机会，减少了改进的工作量，使企业可以真正实现哑铃式的管理模式，使企业质量管理工作进入良性循环。 现有的研发设计过程存在的问题 我们都知道研发、设计需要创新。创新是组织持续发展的核心优势，但创新又是最难管理的工作，尤其是在我国的研发设计领域，长期以来似乎形成了一个人才荟萃、技术性很强、对外封闭的象牙塔，成了一个很难让科学管理触及的角落。高层次的设计人员往往精通专业技术，但缺乏必要的科学管理知识，因此，要改进研发设计方法，首先应该培养研发设计人员掌握六西格玛设计知识，训练设计人员把个人的创造性与团队的创造性有机结合，把六西格玛设计融入研发设计活动中。在研发领域推行六西格玛设计刻不容缓。 然而对于研发设计领域的现状和存在问题仍有相当一部分人不以为然！让我们一起观察、分析描述现在的设计人员的工作情形吧:（流程见图五） 当今的研发设计工程师们在严酷的产品市场竞争环境下，竭尽全力周而复始地进行着设计-制造/实验-测试-修改, 这个过程一直循环下去直到全部“要求”得到满足。循环起于公司远景目标、战略规划以及听取顾客心声后提出所有要求，这是产品策划阶段,此时概念形成并被确定，概念也许早在前期所谓的“种子”技术开发就已经产生，然后一个原始模型诞生了，工程师们在设计上实现其功能，然后试制样品，接下来对该样品进行可靠性实验确认其功能。看它在正常的使用中是否存在缺陷，或由于使用环境的变化及内部老化等原因引发何种故障。在可靠性实验中未发现问题直接就转入产品化的先例几乎没有，肯定会发现缺陷并需要更改设计，经过几次才能制造出好产品已经是不错了，反复多次修改设计仍不能实现稳定性能的例子并不少见，设计人员就这样制造样品，进行硬件和模拟的测试，比照着“要求”进行评判，如果不相符，又从头开始，死命地去研究和分析设计方案，根据分析结果重新设计再进行测试看“要求”是否得到满足。为了满足“要求”工程技术人员常常沉湎其间，时间就似水流失了，最后设计的项目可能会由于时间和费用耗尽，不得不降低要求或对局部改良装潢门面，然后“拖泥带水地出炉”。这就是设计-制造/实验-测试-修改过程，或者说是传统的产品研发设计过程。研发设计人员是一群不断进行着设计－修改－设计－修改…….的忙忙碌碌的人,捋起袖口白天黑夜流着汗水努力满足那些所有的“要求”。 许多人都认为这一切似乎合情合理：新产品开发之际，当然必须先明确要求，如果没有明确尺寸和性能，那就无法确定开发方向。而用试制样品进行试验来寻找缺陷也是不得已的办法，如果不通过实验就没法发现缺陷，只有通过实验寻找到缺陷及其原因才能逐一解决问题。但传统设计过程存在着以下问题值得思考： 我们花费了大量的时间和资源去研究现存的设计规格； 当我们进行测试时，“标准要求”是唯一的评估标准； 测试往往在开发过程的最后阶段，而且为了确认其功能和验证在使用中是否存在缺陷，通常是将所有的可能性都尝试一遍。 为什么这是些问题呢？费时间去研究现存的设计方案有什么不对？难道明白现存的设计未能符合要求的原因不重要吗？我们的工作不就是去满足哪些“要求”吗？那么为什么使用“要求”为评估标准是错误的呢？难道不对样品进行耐久试验能保证使用中不出问题吗？六西格玛设计可以回答这些问题。 六西格玛设计产品过程与众不同 确实，我们最终还是必须满足那些要求，最终要在产品出炉之前使其具有高可靠性，问题在于达到这一目标的路径、效率。图二是六西格玛设计的产品开发过程 六西格玛设计产品研发过程包括了在研发阶段技术开发先行，用能量转化思维进行技术因素的健壮优化，技术因素可以被优化并不对具体产品提出细节上的要求，例如，一个小电机可以在不知道要求细节情况下被优化（当然，你需要知道一些基本要求，如输入电压范围，输出功率范围等等），健壮优化设计的概念在质量、可靠性、低成本、缩短开发期等方面非常重要，最终所有技术因素应该在应用前全部优化。不必到最后进行测试，因为有限的测试无法发现所有问题，无法发现使用环境的变化及内部老化等原因引发何种故障，根本上很难避免由于开发时的疏忽而造成的使用问题。 正因为六西格玛设计在开发过程增加了技术开发先行和健壮设计优化后，设计的产品就有机会一次就符合全部要求，“一网打尽”。而且最佳设计还有可能远远超越那些“要求”，此时在满足全部“要求”之后，我们还有足够的机会削减成本，如果设计太好了，进一步放弃一些细枝末节来降低成本。增加这两个环节，可以大大缩短研发周期、一次技术开发形成系列产品、实现低成本下的高质量、高可靠性，一石多鸟。这就是六西格玛设计与众不同之处。 当然，也还有一种可能，就是我们发现六西格玛设计的健壮优化值没有达到要求，这是好消息也是坏消息，坏消息是我们发现原来的设计概念还不够好，即使再努力开发下去，也难成气候。好消息是我们避免了坏的设计进入下一步阶段，使损失被限制在最小的限度内。换句话说，我们避免了即将发生的大麻烦，当我们觉察到一个差的设计概念，这时要么放弃并修改概念，或者进入容差设计以便将来以最少的成本增加得以完善。设计人员应该意识到六西格玛设计也是为了寻求设计概念的尽善尽美，它防止了不好的概念进入到下一阶段，是一个消除火险的过程。或者说我们可以及早判断开发产品的前途，还可以动态调整开发方向。 特别要说明的是，通过六西格玛设计开发的产品之所以健壮，是因为在六西格玛设计中有一个健壮优化阶段，健壮优化的思路与寻找功能下降原因的对策方法完全不同，我们不用研究噪声也不去分析故障原因，而是探讨即使承受所有的噪声，仍能稳定发挥其功能的设计值，换句话说，它不是保护产品不受噪声干扰，而是使其耐噪声干扰，这样的产品当然具有高质量、高可靠性。 抗干扰能力，具有健壮性。 有形产品的六西格玛设计通用流程 我们把有形产品的六西格玛设计通用方法论定义为IDDOV，流程图如图三： IDDOV流程图中可以看出，六西格玛设计以顾客需求为导向，以质量功能展开为纽带，深入分析和展开顾客需求，综合应用质量技术如系统设计、实验设计、参数设计、容差设计以及普氏矩阵、FMEA等分析技术，大跨度地提高产品的固有质量，从而更好地满足顾客的需求。六西格玛设计还体现了激发创新能力、加快创新速度、预防为主等思想理念。 值得一提的是：当你在实施质量功能展开时建立的质量屋为开发战略性的要求提供了极好的过程，用矩阵来选择概念是我们推荐的概念产生和确定的一个过程，TRIZ在提出新概念以解决设计冲突方面也得到成功的应用，用质量大师“田口方法”创始人田口玄一博士的话说，在产品策划和系统设计阶段，无须置疑，健壮值是最重要的概念选择标准之一，理想情况是你把所有概念健壮优化，正确估计每个概念到底有多好，从中选择最好的概念。参数设计、容差设计是六西格玛设计最精彩的部分，是实现低成本、高质量、高可靠性的关键。六西格玛设计各阶段的工作内容和常用工具方法见下表： 六西格玛设计各阶段的主要工作内容及常用工具方法
六西格玛设计的实施; 美国是在六西格玛设计方面走在世界前列的国家，美国的世界级企业GE，摩托罗拉、道化学、霍尼韦尔等世界著名公司都加入了六西格玛设计行列。1998年GE宣布未来所有新产品和新业务都采用六西格玛设计，1999年GE医疗系统的利润增长达25％，有7种产品应用了六西格玛设计，2000年又有22种产品采用了六西格玛设计，并宣布2001年50％以上销售额将来自六西格玛设计的产品。微软公司从2003年起今后所有的新产品设计必须采用六西格玛设计。他们的六西格玛成功实施经验值得俄我们借鉴。 管理承诺：实施六西格玛设计就像实施六西格玛改进一样，关键在于从高层到中层管理者的认同。无论一个计划有多好没有高中层管理者全力支持实施，基层的职工再努力实施起来也会极其困难。因此必须确保管理层充分认识到实施六西格玛设计的意义、价值，并且相信六西格玛设计项目绝不会对他们的职务和在公司的地位构成威胁。管理层的强有力支持会使企业的每个人都能感受到高层领导实施六西格玛设计的决心，如果高层领导不仅支持而且还有政策鼓励，中层的领导也会效仿，这样在把六西格玛设计推向整个企业活动之中就会获得越来越大的动力 项目团队： 与六西格玛改进一样要组建一个多学科跨职能的项目团队。六西格玛设计项目应该由市场、研发、工艺、技术、生产等方面的人员组成跨职能的团队，为确保实施的成功，组织应有激励机制。 教育和培训： 与六西格玛改进的培训方式相同，六西格玛设计也是结合项目进行。培训一周，项目实践三周，循环往复，在经历大约一年左右的时间，培训结束，学员的项目也将完成。六西格玛对培训导师也提出了更高的要求，导师的角色将变成教练，他们不仅要懂项目管理、统计技术，更要有丰富的实践经验，能胜任指导团队实现目标。实践证明，这种通过实践来学习的方式非常有效。 整合战略： 实践证明六西格玛设计同其他日常的工作及ISO9000体系整合在一起，将会提高企业的绩效，否则项目带来的成果将会消失，我们所做的一切努力也将前功尽弃，企业务必予以高度重视。六西格玛设计是一种全新的思路，要固化到企业的常规业务中去、固化到质量体系文件中去。一切有效的做法都要文件化，这样既巩固六西格玛设计成果，又促进企业变革。 文化变革： 当战略与文化发生冲突时，文化恒胜 当企业文化与变革的精神不相容时，变革的努力将遭到失败 ----霍德盖茨 美国的学者霍德盖茨在研究波得里奇奖获奖企业经验教训时做出以上总结，值得我们深思。企业的一切改进、变革，终极目标应该是文化变革，企业要推行六西格玛设计，应该自上而下建立一种与之相适应的企业文化。如现在不少的研发设计工程师是把大量的时间花在“灭火”工作上，因为管理层常常把好的“消防队员”确认为是好的工程师，予以称赞和提拔，而避免火情的工程师，却不被人知晓。通常管理层没有要求研发设计工程师按六西格玛设计去优化设计，以至产生许多“起火“的机会，这就是当前不少企业在研发设计领域形成的文化，文化的变革从高层做起。
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