六西格瑪設(shè)計(jì)的主要工具PPT演示課件
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六西格瑪設(shè)計(jì)的主要工具,邵家駿Jiajunshaox263.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:縮小的問(wèn)題(Mini-Problem)和擴(kuò)大的問(wèn)題(Maxi-Problem)。縮小的問(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(GAltshuller)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)物體是與汽車發(fā)生撞擊的沖撞物,如路旁的欄桿或另一輛車等等。,.,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,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FMEA表格發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重度S8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; RPN120-150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?、成熟的工藝方案等?.,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,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!,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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