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本文将从四个方面来阐述六西格玛设计方法论 第一部分：个人理解 第二部分：实现路径 第三部分：阶段概述 第四部分：总结提炼 六西格玛设计方法论的个人理解 六西格玛设计 ✔ 是以项目形式展开的，征用最佳实践和工具为新品开发服务，提升产品、服务和流程价值的一套方法论。 ✔ 是强调经验与数据分析相结合，强调数字样机，强调在设计阶段就能够预测产品投产后质量的一套方法论。 ✔ 是在产品设计阶段迫使团队识别设计风险并进行风险减缓的一套方法论。 ✔ 是准时、按预算并开发出高质量、高可靠以及高稳健产品的一套方法论。 ✔ 是攻克概念缺陷（违反独立公理）和使用缺陷（敏感于噪音源）的一套方法论 六西格玛设计实现路径 以市面上出现的六西格玛设计的实现路径为基础，作者总结了如图1所示的几种路径（有些做了些变化）：  图1 DFSS模型（实现路径）汇总 杨凯教授的ICOV路径是启蒙作者的六西格玛设计实现路径为，但杨凯教授的C为刻画的意思，作者把它改成了概念，主要原因是个人喜好。 什么情景下应用六西格玛改善，什么情景下应用六西格玛设计，以及采取何种路径的问题可从图2得到答案。项目的沟通语言和业务的沟通语言可能存在差异，譬如产品开发时使用西格玛水平来表达产品质量，而工厂端使用过程能力指数Cpk或Ppk来表达，如果出现这种情况，就需要对语言做相应的变换，目的是使得沟通更加高效。  图2 方法论选择项目团队根据具体的顾客需求决定采用增量设计还是创新设计，选择指南见图3，图中右半部分是增量设计，特别说明如下： ✔ 现有系统也就是现有解决方案，此判断由市场部做判断 ✔ 一个是有一个现有系统与顾客期望匹配 ✔ 多个是有多个系统与顾客期望匹配，此种情况下需要确定一个最佳的基准系统，以便后续的增量设计。 无论是增量设计还是创新设计，都可以应用以ICOV为实现路径的六西格玛设计方法论。  图3 设计类型选择 ICOV阶段概述 六西格玛设计可以由以下四个阶段组成： 可以用缩略语ICOV表达DFSS四阶段模型。DFSS有部署和应用两个层面的含义。部署是实施DFSS的组织为应用DFSS而选择项目、界定项目范围并对项目进行排序的策略。下文有关四个阶段步骤、任务以及使用工具的概述是建立在DFSS应用部署策略已经确立的基础上的。 阶段1：需求识别（I）  可将DFSS项目分为实体的设计或再设计。术语“创新设计”专指新设计或零基础设计， “增量设计”是指再设计或在基准设计上的再设计。后一种情况下，可以使用一些已有数据来细化设计要求。再设计与基准设计的偏离程度将决定已有数据的可用性。读者可参阅文献二《产品设计》以获取更多关于再设计的理论与应用。 这与 DMAIC改进项目几乎一模一样。然而，DFSS项目工期通常较长，开发前期成本通常较高。较长的项目持续时间是由于公司正在设计或重新设计不同的实体，而不仅仅是修补现有实体的缺陷。识别和研究更多的顾客需求，以识别所有重要的关键满意项（CTS）来构思和优化更好的设计，这直接导致了比较高的开发前期成本。应用DMAIC可能只需要改进非常有限的CTSs的子集。 这一步骤中，通过质量功能展开（QFD）和狩野模型分析，充分识别顾客并对其需求进行收集和分析。确定最合适的CTSs指标集，以便测量和评估设计。在工具QFD和狩野模型分析的帮助下，建立每个CTS的临界值和目标。 ✔ 建立最低需求集合 ✔ 识别并填补顾客需求缺口 ✔ 验证应用和使用环境 5:将CTSs分解成关键质量特性（CTQ），关键交付特性（CTD），关键成本特性（CTC）等。 ✔ 建立CTSs的指标标准。 ✔ 执行CTSs的下展。
✔ 风险分析 阶段2：概念设计（C）  顾客要求以及CTSs给我们提供了满足顾客的一些想法，但它们不能直接作为产品或过程设计的要求。我们需要将顾客需求转化为产品或过程的功能需求。QFD可以强化这种转换，公理设计也有很大帮助。 确定新的设计实体（产品、服务或过程）的功能需求后，我们需要描述（开发）满足功能需求的可能设计实体。一般来说，有两种可能性：
✔ 现有的技术或已知的设计不能满足所有的要求；那么就需要开发新的设计。根据偏离基准设计的程度，这种设计可能是“创新的”或“增量的”。这种情况下，TRIZ方法和公理设计将有助于产生许多创新的设计概念。
可能在上一个步骤中就生成了备选的几个设计方案。我们需要对它们进行评估，并最终决定使用哪个概念。设计评估可以采用多种方法，包括普氏概念选择、设计评审、设计缺陷分析(El-Haik 1996、.and Trewn 1999)和FMEA。设计评估后，将选择一个满意的概念。评价过程将暴露初始设计概念集的许多缺点，随后根据缺点清单对概念进行优化。如果我们设计一个过程，过程管理技术也会成为评估工具。 阶段3：优化设计（O）  这个阶段的结果是一个优化的设计实体，所有功能需求都以六西格玛水平来交付。设计虽然基本确定，但仍需要调整和改变许多设计参数。借助于计算机仿真以及硬件测试、DOE建模、田口稳健设计方法和响应曲面方法来确定最佳参数设置。产品DFSS项目中，紧跟参数优化的便是公差优化。目的是为制造公差的设定提供逻辑和客观依据。DFSS产品项目通常会遇到设计参数不可控，这时，我们需要重复DFSS的1-3阶段进行制造过程的设计。 步骤一：稳健设计和优化 基于设计风险分析、获得的传递函数调整设计参数以满足功能要求。 步骤二：公差设计和优化 基于顾客对设计的质量要求以及现有生产和供应商的过程能力来调整CTQ的规格限，在满足功能要求的前提下最大程度的放宽CTQ的公差以减少加工难度，提高加工速度，降低加工成本。
第4阶段：验证设计（V）  在完成参数和公差设计后，我们将进行最终的验证和确认活动。 步骤1：试验和提炼。 在没有试验和提炼的情况下，没有产品或服务可以直接进入市场。可通过设计失效模式-影响分析（DFMEA）以及试生产和小规模实施测试和评估产品在实际工况中的性能。 这个步骤中，我们将确认新的实体，以确保设计的最终结果（产品或服务）满足设计要求，并确保在制造和生产中建立了过程控制，以确保关键特性总是按照优化（O）阶段的规格来生产. 当对设计实体进行了验证并建立过程控制后，我们将启动大规模的商业发布，将新实体连同支持过程移交给设计和过程所有者，完成需求设定以及控制和监视系统。 总结提炼 ICOV是识别需求、概念设计、设计优化以及验证确认的英文缩略语，是六西格玛设计的实现路径之一，既可以应用于增量设计又可以应用于创新设计。可以通过六西格玛设计攻克两种设计缺陷：概念缺陷（设计公理）以及使用缺陷（稳健设计） 表1 ICOV阶段、任务以及关卡汇总  参考文献： ［1］Kai Yang, Basem EL-Haik. Design for Six Sigma-A roadmap for Product Development［M］, Second Edition. McGraw-Hill，2008 ［2］［美］Kevin N.Otto, Kristin L. Wood. 齐春萍，宫晓东，张帆等译. 产品设计［M］. 电子工业出版社，2017 ♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥♥ 微信群《DFSS共创社》加入指南 |
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