质量改进与六西格玛中的稳健设计
质量管理工程中的实验设计与优化
质量管理工程中的实验设计与优化在质量管理工程中，实验设计与优化是一项关键的工作。
通过科学合理的实验设计和优化方法，可以帮助企业提高产品质量、降低成本、提高生产效率，从而获得更好的竞争优势。
本文将探讨质量管理工程中的实验设计与优化的重要性以及常用的方法。
一、实验设计的重要性实验设计是质量管理工程中的重要环节，它可以帮助企业确定影响产品质量的关键因素，并找出最佳的工艺参数组合。
通过合理的实验设计，可以降低试验成本，提高试验效率，缩短产品开发周期。
同时，实验设计还可以帮助企业了解产品的稳定性和可靠性，为产品质量的持续改进提供依据。
二、常用的实验设计方法1. 完全随机设计完全随机设计是最简单和最常用的实验设计方法之一。
它的特点是试验对象被随机分配到各个实验组，每个实验组之间的差异仅仅是由于随机因素引起的。
完全随机设计适用于试验对象数量较少、试验条件较简单的情况。
2. 随机区组设计随机区组设计是一种常用的实验设计方法，它可以消除试验对象之间的差异，提高试验的可靠性。
随机区组设计将试验对象分为若干个区组，每个区组内的试验对象具有相似的特征。
在每个区组内，试验对象被随机分配到不同的实验组中，以消除试验对象之间的差异。
3. 因子水平设计因子水平设计是一种常用的实验设计方法，它可以帮助企业确定影响产品质量的关键因素及其不同水平的影响程度。
通过对不同因子水平的组合进行试验，可以找出最佳的工艺参数组合，从而实现产品质量的最优化。
三、实验优化的方法1. 响应面分析响应面分析是一种常用的实验优化方法，它可以帮助企业建立数学模型，分析各个因素对产品质量的影响程度，并找出最佳的工艺参数组合。
通过响应面分析，可以实现产品质量的最优化，提高产品的性能和稳定性。
2. Taguchi方法Taguchi方法是一种常用的实验优化方法，它通过设计正交实验表，确定关键因素及其水平的组合，从而实现产品质量的最优化。
Taguchi方法注重寻找稳健的工艺参数组合，以提高产品的可靠性和稳定性。
稳健性设计Robust Design
六西格玛培训—优化阶段模块稳健性设计Robust DesignPatrick ZhaoI&CIM Deployment Champion稳健性设计•稳健性设计也称田口设计，由Dr. Genichi Tuguchi在70 年代创立。
质量损失•车主在汽车行驶过程中听到发动机有异响，担心出问题，他请假开到4S 店检修。
工作人员安排检查，两个小时后报告显示异响噪音满足标准，无法赔偿。
车主十分不满，几年后换车时，他选择了其他品牌。
传统田口传统质量损失VS 田口质量损失LSL USLTarget LSL USLTargetLoss Loss Loss Loss什么是稳健性？•稳健性定义：产品或过程在周围不可控或未控制因子（噪音因子）不断变化的条件下，持续稳定工作的能力。
（The ability of a product or process to function consistently as the surrounding uncontrollable or uncontrolled factors vary.）在冬天转动遮阳板时很紧，在夏天时很松，产品是否稳健？发泡产品在环境干燥时需要更多原材料，潮湿时需要很少原材料，过程是否稳健？产品不稳健的原因–遮阳板•温度低，使材料变硬，遮阳板难以转动。
过程不稳健的原因–发泡•湿度低时，反应变慢，填充同样模具所用材料更多。
解决策略1.直接减少噪音•控制环境温度？•控制环境湿度？•建造恒温恒湿车间？成本？2.根据噪音制定不同的策略•制定两套工艺参数应对不同环境？•产品在客户端的条件能预测吗？3.稳健性设计•减少噪音因子对产品/过程的影响！•三种策略可能同时需要。
稳健性指标•衡量一个产品/过程是否稳健的指标是信噪比，S/N –Signal to Noise Ratio。
•通过比较两种设计的信噪比差值来确定设计优化的程度。
•信噪比越大，产品/过程越稳健，越不受噪音因子的影响。
六西格玛设计的可靠性和维修性设计
六西格玛设计的可靠性和维修性设计可靠性作为质量的时间延续特性，已越来越多地受到人们的重视。
六西格玛设计的核心是稳健设计(包括QFD、系统设计、实验设计、参数设计、容差设计等方法)，其宗旨是提高产品抵御环境变化、制造误差和磨损老化等各种干扰的能力，减少产品质量波动。
而实质上，稳健设计在减少产品质最波动的同时，也肯定提高了产品的可靠性。
下面天行健管理顾问介绍面向可靠性的经典设计方法。
可靠性设计的目标是在顾客所要求的寿命期内不出或尽可能少出故障，即满足顾客关于寿命和平均故障间隔时间的要求并降低全寿命周期费用(LCC)。
这个目标只有从产品研制开始就紧密结合产品研制深入开展可靠性设计和分析工作才有可能达到。
可采用的可靠性设汁方法包括可靠性指标论证与确定，可靠性分配与预计，制定和贯彻可靠性设计准则，开展简化设计、热设计、降额设计、余度设计、耐环境设计等；可采用的可靠性分析方法包括FMEA分析以及故障树分析(FTA)、事件树分析(ETA)、热分析、容差分析等。
1、可靠性指标论证与确定对于电子产品等偶然失效占统治地位的产品，应论证与确定平均故障间隔时间MTBF的指标，对于耗损失效占统治地位的产品，应论证与寿命指标；对于兼有偶然失效和耗损失效的产品应论证与确定平均故障间隔时间MTBF和寿命两种指标。
产品的寿命不是越长越好，应当根据顾客的需求来确定。
在产品的寿命期间，平均故障间隔时间MTBF应尽可能长。
2、可靠性分配与预计为了保证产品能满足顾客对可靠性的指标要求，应当在设计早期自顶向下地将基本可靠性和任务可靠性指标分配到各部件和零件，并自下而上地对零部件和整机的基本可靠性和任务可靠性指标进行预计，以便评估在实现可靠性指标方面设计方案的可行性。
通过可靠性预计，可以发现可靠性的薄弱环节，对这些薄弱环节应采取设计和工艺的改进措施，以提高产品的可靠性水平。
3、可靠性设计准则可靠性设计准则是有助于提高产品可靠性的定性设计要求的归纳总结，应制定并要求设计员贯彻可靠性设计准则，在设计评审时进行可靠性设计准则的符合性检查。
六西格玛6个sigma黑带系列二十六：稳健设计,静态响应(附有案例和源数据)
4
W4-5 稳健设计- Static_Inst.ppt
学习目标
学习完本模块，您能够……
1. 解释“稳健性”的概念. 2. 讨论静态与动态优化方案的区别。 3. 运用静态稳健设计，确定控制因子的最佳组合。
5
W4-5 稳健设计- Static_Inst.ppt
稳健设计- 静态响应: 内容
第一部分: 什么是稳健性 第二部分 : 静态衡量功能
在用户及生产环境存在各种“噪音”变化的情况下，
实现持续一致的功能.
用户环境 生产中的不足
噪音因子 环境温度 定位销偏差 托架打开尺寸偏差 托架内径尺寸偏差
控制因子 A 材料类型
托架打开尺寸偏差 B
(to set interference) Top Surface Reaction C 上表面反应
观察数据: 浇注面板的泡沫量
湿冷天气时的 浇注量
燥热天气时的 浇注量
84 88 92 96 100 104 108 112 116 Foam Quantity
▪ 燥热天气时，泡沫的平均浇注量是多少？ ▪ 湿冷天气时，泡沫的平均浇注量是多少?
浇注过程未能对温度及湿度的变化实现稳健!
13
W4-5 稳健设计- Static_Inst.ppt
分析
4 确定偏差和缺陷的原因（X）。 5 提供统计数据说明原因是真实的。致力于Y的改进目标。
改进
6 确定解决方案（消除原因的方法），包括运作水平和允许误差。 7 实施解决方案，提供统计数据证明方案起作用。
控制
8 适当控制以长期保持改进。 9 提供统计数据证明改进得以保持。
关于本模块
改进
6 确定解决方案（消除原因的方法），包括运作水平和允许误差。 7 实施解决方案，提供统计数据证明方案起作用。
(六西格玛管理)精益六西格玛简介
（六西格玛管理）精益六西格玛简介精益六西格玛简介质量是促进国防科技工业持续健康发展的重要推动力，也是确保武器装备研制生产和发展的关键。
为了于降低成本、提高速度的同时提供高质量、高可靠性的产品，越来越多的管理者开始关注“精益的速度”和“六西格玛的质量”的融合问题—精益六西格码，这种新的管理方法能够使企业兼顾速度、成本和质量，这壹点是以往任何壹种管理方法均不能做到的。
精益六西格玛于国内外的研究和应用使得于军工领域进行推广应用具有重要的价值。
壹、精益六西格玛管理1.精益生产精益（LeanProduction，LP）的思想起源于本世纪40年代后期第二次世界大战以后，日本丰田汽车公司。
丰田汽车公司经理大野耐壹于福特汽车公司先进管理方法的基础上，进壹步发展了其理念，于组织、管理和用户的关系、供应链、产品开发和生产运作等方面，使工作效率和利润率均得到大幅度的提高-即以越来越少的投入获得越来越多的产出。
自从1996年沃麦克和琼斯的《精益思维》壹书出版以来，许多组织采用精益方法取得了不同程度的成功。
精益生产的基本思想是消除浪费，降低成本。
精益思想的关键出发点是价值，它将浪费定义为：“如果不增加价值就是浪费”，且且将浪费归结为七种，即：过剩生产浪费、过度库存浪费、不必要的材料运输浪费、不必要的动作浪费（寻找零件等）、下壹道工序前的等待浪费、由于工装或产品设计问题使零件多次加工处理的浪费、产品缺陷浪费。
2.六西格玛管理六西格玛管理（SixSigma）最初的起源是Motorola公司。
而真正把六西格玛这壹高度有效的质量战略变成管理哲学和实践，从而形成壹种企业文化的是于杰克•韦尔奇领导下的通用电气公司。
六西格玛是壹套系统的业务改进方法体系，旨于对组织业务过程进行突破性的持续改进，实现顾客和其他关联方满意。
它通过系统地、集成地采用业务改进过程，实现无缺陷的六西格玛过程设计（DesignforSixSigma，DFSS），且对现有过程进行定义（Define）、度量（Measure）、分析（Analyze）、改进（Improve）、控制（Control），简称DMAIC流程，消除过程缺陷和无价值作业，从而提高质量和服务、降低成本、缩短周期时间，达到顾客完全满意，增强企业竞争力。
企业为什么要实施六西格玛设计
企业为什么要实施六西格玛设计，六西格玛设计与精益六西格玛一样，是一种目前国际比较通用的商业改进模式。
不同之处在于六西格玛设计更注重产品研发和改进阶段。
因而可以说六西格玛设计是一种在研发和设计中规范应用一整套质量与统计工具和创新工具的商业改进模式或者方法论。
企业为什么要实施六西格玛设计的具体原因从以下三个角度进行分析：1、从经济角度来透视①质量改进行动启动得越早。
质量成本就降得越低。
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，如果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，那么该问题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将是100美元;在出厂检验时被发现，采取措施的代价将要花去10000美元;在顾客使用中被发现，甚至在顾客使用时发生了严重质量事故，解决问题的代价可能会达到10万甚至100万美元。
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潜在缺陷，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，这种预防性改进的效益当然是最高的。
②六西格玛设计为企业带来了多方面的财务收益，包括:·如果某产品能很好地满足顾客需求，该产品在市场上的销售量必然增加，从而为企业带来利润的增加。
·如果产品具有魅力质量，超出了顾客的预期，企业就有提高价格的适当理由，将为企业带来额外的利润。
·采用六西格玛设计中的稳健设计方法将使产品实现低成本下的高质量，产品的理论成本必然下降，即原材料、制造、装配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，质量故障等引起的不良质量成本下降，为企业带来的利润也是显而易见的。
六西格玛改进可以降低产品的不良质量成本;而六西格玛设计则既可以降低产品的理论成本，又可以降低产品的不良质量成本。
·六西格玛的稳健设计还使产品具有很高的抗干扰能力，这是稳健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很好地实现其功能，并能长期保持功能的稳定。
六西格玛设计简介DFSS-什么是六西格玛设计
何时需要六西格玛设计
业务需要
No
Yes
不必改进 现有运营
有否相应 的过程/产 品或服务
No Yes
满足顾 客要求？ No
Yes
一般过程管理
流程最佳状 Yes 态能否满足 客户需求?
No
DFSS （DMADV）
DMAIC Step 1: 定义Define Step 2:测量 Measure Step 3: 分析Analyze
备注
低成本 设计 绿色环 保设计
顾客调 查设计 有限元 设计
详细设计
什么是六西格玛设计的输出内容
输出项目 一般要求 产品特性
产品规范 产品图样 验收规则
采购规范
分析计算书
服务规范 运行和维护文 件
六西格玛设计的输出内容
输出内容 1 每个阶段设计输出形成文件 2 产品图样及技术文件 1 性能要求 2 安全要求 3 可靠性要求 1 制造、装配和安装要求 2 检验和验收准则
--《六西格玛设计的力量》
六西格玛改进是引进修理工， 而六西格玛设计是引进了设 计工程师。
--GE/杰克 威尔奇
什么是六西格玛设计(DFSS)
六西格玛设计(DFSS)是六西格玛的最高境界。低成本(Cost down)，高可靠性(High Reliability)，零缺陷(Zero defect)是当 今高级六西格玛的管理的发展方向。21世纪是六西格玛设计 的世纪
9 利用创造性的方法确定可行的概念 10 使用符合逻辑的、客观的方法来评估可选
取的方案
11 确认并消除产品或服务失效的潜在可能
12 昼减少产品或流程的差异性（稳健化设 计），调整输出信息、使其达到指标
13 验证生产过程的能力 14 建立、测试并固化原型 15 进行试生产
六西格玛设计须知
ＴＲｌ Ｚ
子设 计 、全 因子设 计 和响应 曲面设 计
六 西 格 玛设 计 （ Ｓ ＤＦ Ｓ）的 第三
（ Ｍ） ，第 二层 次 的试验设 计包 括 个 重 要 的方 法 论 是 ＱＦ 品质 屋 ） ＲＳ 等 Ｄ（ 方 田 口设 计 （ 稳健参 数设 计 ）和混料 设 法 ，它 是 一 个 帮 助 实 施 者 将 客 户 的 Ｔ Ｚ是 六西格 玛设 计 的方法 论 计 。随着现 代工业 的发展 ，这 两个 层 要 求 转 化 为 产 品 具 体 特 性 的 工 具 ， ＲＩ
ｌ６ ５
一
ห้องสมุดไป่ตู้
六西格玛 设计 的成功 需要上述 三
这 些试 验设 计方法 中 ，尤为 值得 种方法 的综合 应用 ，任何 单一 的方法 提 的是定 制试 验设计 的方 法 ，传统 都 不 能 让 企 业 收 获 六 西格 玛 设 计 的 丰
不同而 已 ， 它总 结 了４ 条 创造性 问题 的试验 设计 方案 都是相 对 固定 的 ，当 硕 果实 。这些 理论 本身也 在不 断发展 ０
之 一 ，原 义 是 “ ｈ ｏ ｙ ｏ ｎ ｅ ｔ ｅ 次 的试验 设计 方案 已经 不能满 足要 求 从 七 个 维 度 进 行 展 开 ，分 别 是 客 户 Ｔ ｅ ｒ ｆＩ ｖ ｎ ｉ ｖ
Ｐ ｏ ｌｍ ｏｖｎ ” ｒ ｂｅ Ｓ ｌｉｇ ，是 一种 系统化 的 更 高的和 个性 化的 试验设 计方 案 ，于 的 需 求和 重 要度 、 程 措施 、关系 矩 工 发 明工程 方法论 ，它 是帮助研 发 人员 是 第三层 次 的试验设 计 方案便 由此诞 阵 、 程措 施 的 指标 和 重 要度 、 关 工 相 通过有 系统 有规则 的方法 来解 决创新 生 ，包括 非 线性 设计 、空间填 充设计 矩 阵 、市 场 竞 争 能 力 评 估 和 技 术 竞 过程 中种种 问题 的方法 论 。 Ｚ ＴＲＩ 理论 （ 均匀 设计 ） 扩 充设 计 、 差设 计 、 、 容 定 争 能 力 评 估 。 认为 ，大量 发明和创 新 面临 的基本 问 制试 验设 计等 。 题 和矛盾 （ 在ＴＲＩ Ｚ中成为 系统 冲突和 物理 矛盾 ）是 相 同的 ，只 是技术 领域
六西格玛的设计(原创)
六西格玛设计的由来和必要性质量策划/质量设计是朱兰博士提出的质量管理三部曲（质量策划/质量设计、质量控制、质量改进）中最前期和最重要的一部分。
设计质量决定了产品的固有质量，从产品和服务研制的时间序列来看，不同阶段对产品和服务质量的影响是不同的。
影响最大的是产品和服务设计，其次是工艺和流程设计，再次才是生产和实施控制。
目前进行的六西格玛改进活动大都集中在生产和实施控制阶段，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，以减少缺陷，达到产品和服务的固有质量。
为了真正实现六西格玛质量, 必须开展六西格玛设计，只有在设计阶段就赋予产品和服务很高的固有质量，才有可能实现六西格玛的质量目标。
正是由于这个原因，不少企业在深入推行六西格玛计划后，会发现在努力超越四至五西格玛水平时，经常感觉难以突破,或是因为无法实现改进工作，或是因为改进成本过高。
也就是说,六西格玛改进所能产生的效益是有限的，一旦产品或服务在初始设计上含有缺陷，单单进行过程的改进不可能彻底解决问题, 此时必须重新设计或修改部分设计才能突破。
一旦六西格玛的思想能影响到公司中的研发设计部门时，六西格玛会升华到一个崭新的阶段——六西格玛设计（Design For Six Sigma，简称DFSS），这是六西格玛研究中的又一亮点。
六西格玛设计是一个强有力的手段，它能够使产品设计从产品过程的最初阶段开始，就保证生产出的产品符合六西格玛的质量，使问题在发生之前就得以解决，满足最终客户的期望，而且获得可观的经济效益。
六西格玛设计的流程与六西格玛改进的DMAIC流程相似，六西格玛设计也有自己的流程，但是到目前为止还没有形成完全统一的模式，比较典型的有DMADV(Define定义–Measure测量–Analyze 分析–Design设计- Verify验证)，CDOV（Concept概念- Develop研制- Optimize优化- Verify验证）和IDOV（Identify识别- Develop研制- Optimize优化- Verify验证）等模式。
六西格玛(6 Sigma)设计 工程
六西格玛（6 Sigma）设计工程本文介绍了六西格玛的三种方法论：TRIZ、试验设计(DOE)和QFD （品质屋），六西格玛（6 Sigma）作为当今最先进的质量理念和方法，在帮助通用电气取得骄人的成绩之后，所受的关注到达了一个新的顶峰。
但是人们发现，依靠传统的DMAIC六西格玛改良流程最多只能将质量管理水平提升到大约5 Sigma的水平。
如果想继续改良质量水平，企业就必须在产品设计的时候就全面考虑客户的需求，原材料的特性，生产工艺的要求，生产人员的素质等各个方面的要素和条件，从而使产品设计到达6 Sigma水平，于是DFSS（六西格玛设计）便应运而生。
TRIZ是六西格玛设计的方法论之一，原义是「Theory of Inventive Problem Solving」，是一种系统化的创造工程方法论，经常浏览有关6 Sigma开展近况文献的读者对它应该并不陌生，它是帮助研发人员通过有系统有规那么的方法来解决创新过程中种种问题的方法论。
TRIZ理论认为，大量创造和创新面临的根本问题和矛盾（在TRIZ中成为系统冲突和物理矛盾）是相同的，只是技术领域不同而已，它了40条创造性问题的解决原那么，与各种系统冲突模式分别对应，直接指导创造者对新设计方案的开发。
六西格玛设计（DFSS）另外一个重要的方法论试验设计(DOE)：安排一批试验，并严格按方案在设定的条件下进行这些试验，获得新数据，然后对之进行分析，获得所需要的信息，进而获得最正确的改良途径。
试验设计如今已经形成较为完整的理论体系，试验设计方案大致可分为三个层次，第一层次的试验设计是最根本的试验设计方案，包括局部因子设计、全因子设计和响应曲面设计(RSM)等，第二层次的试验设计包括田口设计（稳健参数设计）和混料设计，试验设计（DOE）是六西格玛设计中最重要的方法论之一，但它的实现离不开专业六西格玛软件的支持。
JMP就试验设计的功能而言，上述的三个层次的试验设计方法中，目前市面上的六西格玛软件都只能支持第一和第二层次的试验设计方案，但对第三层次的试验设计方案却都不能支持。
六西格玛及其不同行业应用介绍
通过了解客户需求，提供定制化、个性化 的产品或服务，提升客户满意度。
流程设计
创新性设计
采用全新的理念和设计方法，创造全新的 产品或服务。
适应性设计
根据市场需求和变化，调整产品或服务的 设计和功能。
稳健性设计
在产品或服务的设计中考虑各种不确定因 素，确保产品的稳健性。
可持续性设计
在产品或服务的设计中考虑环境影响和资 源利用效率，实现可持续发展。
03
六西格玛的核心理念是关注客 户需求、关注流程改进、关注 团队合作，以实现持续的质量 改进和客户满意度的提高。
六西格玛的核心价值观
关注流程改进
六西格玛强调对流程的分析和 改进，以提高流程的效率和可 靠性。
预防缺陷
六西格玛注重预防缺陷，通过 改进流程和消除问题根源来减 少缺陷的发生。
以客户为中心
六西格玛将客户的需求放在首 位，通过满足客户需求来实现 组织的目标。
六西格玛及其不 同行业应用介绍
汇报人： 2023-10-29
contents
目录
• 六西格玛简介 • 六西格玛实施流程 • 六西格玛在不同行业的应用 • 六西格玛实施的成功案例 • 六西格玛的未来发展趋势和挑战
01
CATALOGUE
六西格玛简介
六西格玛的概念
六西格玛是一种追求卓越的质量管理方法，旨在提高组织的 流程质量和客户满意度。它通过运用统计工具和方法，对流 程进行分析和改进，以实现持续改进和优化。
六西格玛将质量定义为满足客户需求的能力水平，并强调对 流程的改进和对缺陷的预防。它以客户为中心，通过跨部门 的团队合作，来实现持续的质量改进。
六西格玛的发展历程
01
六西格玛起源于20世纪80年代 的美国摩托罗拉公司，最初是 为了解决生产过程中的质量问 题而开发的。
六西格玛高度重视的DOE--稳健参数设计的7种模型
六西格玛高度重视的DOE--稳健参数设计的7种模型稳健参数设计是六西格玛设计越来越重视一种高级试验设计。
一般的试验设计对误差的分析比较笼统，全都归为随机误差或试验误差。
但在稳健参数设计中，为了能达到产品或过程的稳健性，一定要细致地分析这些变差是如何形成的。
产品性能指标除了受可控因子的影响外，还受到噪声因子的影响。
首先要明确噪声因子的具体状况，对噪声因子的状况进行细致的分析，然后才能予以准确描述，进而设法在试验中反映这些变差，最后讨论如何通过稳健参数设计来实现控制这些变差的目标。
噪声因子进一步分析：噪声因子(noise factor)就是在正常生产过程或使用条件下难以控制的因子，这里不区分“噪声”与“难以控制”。
噪声因子可能有很多类型，下面是一些常见的类型。
1、参数的变化生产过程中的某些要素，由于在试验设计过程中并不发生设置的改变，我们就并未将它们设定为可控因子。
在实际工作中，任何参数的控制都不可能完全准确，这就造成了误差。
例如，反应罐中的温度很重要，如果要考虑它的变化影响，则我们可将它处理为可控因子;否则可以设定为常量。
但实际上它是有波动的，因此一般情况要将温度这个参数的波动看成噪声因子。
2、原材料参数的变化加工成产品的零部件有其名义值(nominal value)，但是其实际值与名义值总会有偏离，这就造成了变异。
由于原材料参数通常被我们选定作为可控因子。
这类误差所形成的噪声因子也常称为“内噪声”。
3、环境的变化环境条件对响应变量也会有直接的影响，而我们通常又未将它们放入可控因子范围内，例如手表运行快慢随温度的变化而波动，电视机的清晰度与输人电压的大小有密切关系，很多生产过程与室内条件有关，例如温度(或湿度)、静电粒子数、输入电压等，要在参数稳健设计中考虑如何使产品对这些环境的变化不敏感。
我们称这种使用条件和环境条件的波动为外干扰，也称为“外噪声”。
4、载荷因子是指产品所承受的外部载荷。
例如，洗衣机的设计中要考虑洗衣量的变化。
六西格玛稳健设计中的容差概述
张驰6sigma、精益生产、DFSS培训与咨询六西格玛稳健设计中的容差概述通过文献研究发现，容差设计的研究已取得了较大的发展，肯出现了不少新的容差设计理论。
下面介绍容差设计历史及发展现状。
容差在加工业已应用了100多年了，容差的最初概念源于Eli Whiteny 的互换性思想，即使得机器零件足够精确以达到装配互换性。
随着20世纪早期大批量生产的需求，容差设计的发展趋向提高可制造性和加强质量控制。
在1988年由NSF和ASME发起的MTW就是对容差关注的证明。
关于容差设计早期的出版文献可追溯到20世纪50年代，C.J.Marks(1953)论述了如何利用容差图安排容差，E.W.Pike(1953)研究了以最大化经济安排容差的问题，起源于20世纪50年代的尺寸链技术是容差设计的基本工具。
20世纪70-80年代，研究者在容差技术领域已经做了许多工作，尤其是计算机辅助容差设计得到很大的发展，王兆征在《计算机辅助尺寸容差设计的研究》中给予了详细论述。
在过去的几十年里，关于容差设计在制造方面的研究主要集中于满足设计功能需求、最小化制造成本和最大化可生产性等方面，其中的一个重要领域是容差分析和综合。
H.C.Zhang和M.E.Huq(1992）对容差技术进行了概括和总结，并对未来趋势进行展望，把以前的研究按分析方法的不同划分为五类：尺寸容差链技术，容差中的几何模型，统计和概率模型，基于分析和综合的容差，基于成本的容差算法。
国内浙江大学的吴昭同等研究了计算机辅助容差设计、方差分析在健壮容差阳春面计中的应用、现代质量工程中几个重要问题的研究进展和基于田口质量观并行容差设计等几个方面，浙江大学曹衍龙等进行了基于双响应面方法的容差设计研究和容差－成本健壮性分析;哈尔滨工业大学的姖郐平等提出了一种基于制造环境的统计容差分析方法。
这些研究均以制造成本最低为目标函数来优化容差。
陈立周所著《稳健设计》一书中的容差设计方法实质上是容差约束来实现健壮设计，而不是优化分配容差。
六西格玛管理I改善阶段
学习目的
通过对本文章的学习，学员将能够 ❖ 了解改进阶段基本内容 ❖ 理解为什么使用DOE ❖ 了解一些DOE的术语 ❖ 了解DOE的基本步骤 ❖ 了解DOE基本类型
目录
一、改进阶段综述
改进目的
改进阶段的目的是形成针对问题根本 原因的解决方案，并且验证这些方案是有 效的。
改进方案的风险评估
一个好的改进方案是不能够以顾客或企业带来较高风险为代价。 风险评估常用方法：
FMEA是一种可靠性设计的重要方法。它实际上是FMA（故 障模式分析）和FEA（故障影响分析）的组合。它对各种可能的风 险进行评价、分析，以便在现有技术的基础上消除这些风险或将 这些风险减小到可接受的水平。
应用测定的多组数据，可以拟合出曲线，求得相应 的参数 a,b,c，然后由方程求极大值的方法，可以 获得对应的温度为70.5℃，经核实在该温度下电 解率达到99.5%，表明优化一次成功。
单因子试验设计目的
一 比较几个不同设置间是否有显著 差异，若果有显著差异，哪个设置 较好； 二 建立相应变量与自变量间线性关 系。
试验设计步骤
I、 陈述问题 II、 设立目标 III、确定输出变量 IV、识别输入因子（可控因子/噪声因子） V、 选定每个因子的水平
试验设计步骤
VI、选择实验设计类型 VII、计划并为实施实验做准备. VIII、实施实验并记录数据. IX 、分析数据并得出结论. X、必要时进行确认实验.
三、试验设计基本类型
调优运算
调优运算： 是以当前生产条件为中心，在周围很近的范围内选
定并安排一批试验，对这些试验结果进行分析。 结论： ✓对生产条件微调使生产有改进； ✓在一定精度范围内目前生产条件已经达到最优，不必 再进行改进生产的尝试。
六西格玛设计方法论是什么
六西格玛设计方法论是什么
六西格玛设计方法是指：是按照合理的流程，运用科学的方法，准确
理解和把握顾客的需求，对新产品、新服务、新过程进行稳健设计，使产品、服务、过程低成本地实现六西格玛质量水平，同时在设计时基于预防
的思想，使产品、服务、过程本身具有抵抗各种干扰的能力，即使使用环
境恶劣或操作不当，产品任然可以满足顾客的需求。
六西格玛设计方法适用于产品开发副总裁、总监、经理、开发、过程
工程师、企业创新人员、项目管理人员、任何对创新和过程再造有兴趣的人。
六西格玛设计和六西格玛之间的主要区别在于六西格玛侧重于减少缺陷，精益侧重于减少浪费，六西格玛设计侧重于预防缺陷和浪费。
作为一
种过程改进方法，六西格玛通常遵循DMAIC的思想。
如果当前工艺能力的
限制太大，则渐进改进不足以再次改进。
我们需要的是一个新的过程。
六西格玛通俗理解？
六西格玛通俗理解：六西格玛是一种改善企业质量流程管理的技术，
以“零缺陷”的完美商业追求，带动质量成本的大幅度降低，最终实现财
务成效的提升与企业竞争力的突破。
六西格玛背后的原理就是如果你检测
到你的项目中有多少缺陷，你就可以找出如何系统地减少缺陷，使你的项
目尽量完美的方法。
六西格玛管理包括两层含义：第一，它是不合格的测量和评价指标；
第二，它是一种方法和管理模式，推动业务绩效的提高。
六西格玛管理是
一种新的企业管理方式。
六西格玛不是一个技术项目，而是一个管理项目。
六西格玛是统计学家用来衡量流程可变性的代码。
企业还可以使用西格玛
水平来衡量其在业务流程管理中的绩效。
质量创新系统——稳健六西格玛
质量创新系统—-稳健六西格玛(本文根据韩之俊教授的授课录音资料由MYH学习小组整理）各位满缘红的学子,大家晚上好！今天是我们满缘红网络大学第一次授课，在此开学之际祝大家在新的一个学年里学习进步,身体健康!今天讲课的题目是质量创新系统－稳健六西格玛,在这次讲课之前,请允许我介绍两位老师。
第一位就是你们的导师单汨源教授，他是我的开门弟子，也是我最欣赏的一位弟子,他在临毕业的时候我曾经送给他一句话：“青出于蓝而胜于蓝”。
第二位我要介绍你们很熟悉的一位女士,满敏.她也是你们的小伙伴，这位是我的关门弟子，她很有才华,也长得很漂亮，可以讲是一位才女,所以今天我很荣幸的和他们两位一块来到我们满缘红网络大学来给大家上第一次课,希望你们提出宝贵的意见。
我今天讲课主要讲两个题目,第一个是质量管理前进的步伐,第二个是稳健设计。
我们先讲第一个问题—-质量管理前进的步伐。
质量管理大师朱兰博士在上个世纪末讲“2１世纪将是质量的世纪！”，21世纪已经悄悄的过去了近16年,回忆我们当代,质量已经成为了人们的话题。
一个国家没有质量,则在世界上没有地位;一个企业没有质量，就没有办法生存；而我们老百姓关注的就是生活质量、环境质量、食品是否安全，因此质量已经成为人们关注的热点，也是21世界最主要的话题。
费根堡姆在座的可能都很熟悉，他是ＴQC之父,也就是全面质量控制之父.他讲在新的世纪任何一个企业主要靠三大推动力来实现发展。
第一个是新质量驱动的全球化市场，这里面讲的新质量不仅仅是产品质量,过程质量和体系质量，而是经营质量,以质量经营来提升经营质量;第二推动力就是要拥有自主知识产权的核心技术,如果没有核心技术,全部贴牌生产或者搞ＯEM，就只能赚小钱，干不了大事。
那么有了市场，有了技术是不是就是一定能够可持续发展呢？还必须要有一个卓越的经营模式，这个模式就是世界闻名的卓越绩效模式。
它是在1987年由美国人总结出来的,而且作为美国国家质量奖的评审标准，这就是世界著名的卓越绩效模式。
六西格玛设计IDOV开发流程
六西格玛设计IDOV开发流程六西格玛是一种质量管理方法，以及统计学的应用，旨在改进组织的流程和运营效率。
IDOV则是六西格玛中的一个流程，指的是"识别、设计、优化、验证（Identify, Design, Optimize, Verify）"。
IDOV是六西格玛中针对新产品或过程进行设计和开发的流程。
通过IDOV，组织可以确保新产品或过程满足高质量和高效率的要求。
下面将详细介绍IDOV的各个阶段及其关键步骤。
1. 识别阶段（Identify）识别阶段的目标是明确并验证对产品或过程的需求。
以下是识别阶段的关键步骤：-确定一个明确的项目目标和范围。
-通过市场研究和客户反馈，了解客户的需求和期望。
-使用各种工具和方法，例如用户调查、竞争分析和需求分析，明确产品或过程的具体需求。
-建立一个明确的项目团队，并确定每个成员的角色和职责。
2. 设计阶段（Design）设计阶段的目标是将需求转化为可行的设计方案。
以下是设计阶段的关键步骤：-根据识别阶段的结果，制定一个详细的设计计划。
-根据客户的需求，制定产品或过程的详细设计规范。
-使用各种工具和方法，例如功能分析、流程图和设计评审，生成可行的设计方案。
-确定设计中的关键参数和控制措施，并进行风险评估和可行性分析。
3. 优化阶段（Optimize）优化阶段的目标是通过数据分析和实验优化设计方案。
以下是优化阶段的关键步骤：-收集实际数据，包括性能数据、产品或过程参数数据等。
-运用统计学的方法分析数据，找出问题和潜在的改进点。
-运用实验设计（DOE）的方法，优化设计方案并找出最佳配置。
-进行敏感性分析和风险评估，以确保设计方案的可靠性和稳健性。
4. 验证阶段（Verify）验证阶段的目标是验证优化的设计方案是否满足要求并进行最后的确认。
-进行系统测试和验证，以确保产品或过程能够满足质量和性能要求。
-进行实际操作和验证，以确保设计方案在实际运行中可行，并满足客户的需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
质量改进与六西格玛中的稳健设计
说起试验设计(DOE)，很多人就会想起完全析因设计、部分析因设计、响应面设计等传统方法，可是随着工艺要求的提高、客户需求多样性的增强、成本压力的不断增大，根据这些方法得到的优化方案往往在实际工作中实现不了预取的效果。
这也是为什么很多开展六西格玛管理的企业在从传统的六西格玛改进DMAIC向六西格玛设计DFSS的进化过程中，越来越重视一种高级试验设计稳健设计的原因。
稳健设计Robust Design是在传统试验设计DOE基础上发展起来的低成本、高稳定性、高再现性的产品与技术开发、设计方法体系。
其价值在于通过产品设计、技术开发使产品或技术用最小的资源消耗对于外界环境变化、零部件制造公差和时间因素造成的老化、劣化、磨损等干扰的影响有很强的抵抗能力，从而让产品具有高度稳定的性能，让开发的技术在大规模生产和各种不同使用条件下都具有高度再现性，以达到长期稳定地满足客户需求的目的。
无论在工业工程的学术研究领域，还是在企业的研发和六西格玛项目中，稳健设计都受到了越来越多的关注。
目前，比较成熟的稳健设计方法大致有四种。
调查当前的统计质量咨询与软件市场后发现，只有专业质量管理及六西格玛软件JMP能够全部实现这些方法：
一、田口设计Taguchi Design
田口设计是一种源自日本的稳健设计方法。
它最大的创新之处在于从试验数据中提炼出两个指标来衡量产品质量的稳定性：灵敏度和信噪比。
在比较典型的望目特性流程中，一般用均值表示灵敏度，用均值平方与方差之比的对数的10倍表示信噪比，而且强调在设计优化中应当先将信噪比调节到最大，然后才将均值调整到需要的目标位置。
下图是基于JMP软件实现的田口设计优化示意。