六西格玛设计IDOV开发流程
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Karl T. Ulrich and Steven D. Eppinger, 产品设计和开发
6
企业责任描述
企业管理 项目管理 “工程管理” 特殊工程
DFSS
来源: Stuart Arnold, DERA 系统工程手册
7
降低进入市场的时间和开支
对于重要关键的方面的早期辨 认有助于设定现实目标…
50-60% 使用 QFD/DFSS 100%
设计中的系统一般都有着环 境约束的较大的封闭系统中 的一部分
电力网
西格玛 (Z)系统
发电站
电力线
涡轮
需求下展 性能上展
发电机
锅炉
涡轮
传子
轴
刷 轴承
定子
线
通风装置
Z部分 , Z部分 , ... 部分1 部分2
拥有统计学分配值的参数
14
14
DFSS 和系统工程
针对系统的IDOV 针对系统的 系统需求 识别 设计 优化 验证
Convert Energy
Fly
Cruise
Lift
Set COG*
Control
Control flight path Protect Obstacle Touch down
Protect Model
六西格玛设计 (IDOV) 新产品或服务的开发 广泛的焦点:
VOC
CTQs
平衡大范围CTQ间的设计 重新设计组成部分和子流程来优化关键CTQ.
缩微胶片
系统越复杂, 产生设计 无法实现的风险也就越 大. 设计出无法实现的产品 的一个关键因素是缺乏 交流和在整个产品交付 生命周期中没能在参与 的各个团队间建立共同 观点 DFSS利用团队交流 流程在DFSS之初就 建立一个共同的目 标 它帮助绘制部门间 必须的知识转移图, 推进针对需求和限 制的讨论和相互认 知.
近似数据. 数据是基于公开的信息的估计值. 图表摘自Ulrich, Eppinger的<<产品设计和开发>>McGrawHill 2000
3
设计成功的产品
成功产品的部分特性:
产品质量
产品好不好? 产品是否按照客户需求生产的? 产品可靠吗? 客户在购买产品 吗?
产品开支
产品的生产开支是多少? 产品在创利吗?
1. 关键设计组件都 用到哪些客户 需求与CTQ？ 2. 附加利益关系人 需要什么？ 3. 哪种特征最为关 键？ 4. 制造与组装约束 怎样影响产品 和流程设计？ 5. 能否满足要求的 规格说明？
1. 生产是否如计划 进行？ 2. 需求能否得到实 现？ 3. 产品能否制造？ 4. 产品能否按照规 定的日期，成 本与绩效目标 交货？ 5. 是否有显著的缺 口或风险？
QFD
19
IDOV vs. DMAIC
否
关键企业需求? 关键企业需求
流程管理
DMAIC
是
定义 测量
否
现有产品? 现有产品
IDOV
分析
是 否
渐增的改进可能吗? 渐增的改进可能吗 解决方案需要 新的产品设计吗? 新的产品设计吗
是
IDOV
IDOV
否
是
实施 控制
20
IDOV 总结
IDOV 为产品设计六西格玛流程: 适合任何复杂程度的产品 系统工程原理适用于复杂产品 将产品和开发任务分解成可管理的几大块 需求下展贯穿整个系统 针对每个子系统的设计最优化
16
控制开发努力
前期投资更有效
未使用 DFSS的进入市场时间 的进入市场时间
DFSS后进入市场时间 使用 DFSS后进入市场时间
资源
发布
发布 (目标 目标) 目标
发布
时间
17
六西格玛的三维视角
流程管理 支持和维护整体实施的 项目解决方案. 它是全新 改进和设计项目的来源. DMAIC 通过系统化地去除变化 的根本原因逐步改善现 有流程
六西格玛设计
六西格玛设计 是在当需要新产品, 新服务或现有的产品或服务需 要进行重大变革而改进流程又不合适的情况下被 运用, 18
IDOV vs. DMAIC
六西格玛改进流程 (DMAIC) 流程改进项目 有限的焦点:
关注极少数关键的CTQ 挖掘根本原因
Take off Store Energy
Propel
管理
正式流程作为进行中的开发努力活动的基准通过比较需求和输出来帮助 经理发现问题或帮助发掘可以改进的领域.
10
IDOV –阶段门发展 阶段门发展
识别
识别 1号 号 门 设计
设计
2号 号 门 优化
优化
3号 号 门 验证
验证
4号 号 门 实施
1.
产品应该是像 什么样的？它 如何适合公司 战略？
1. 制定CTQ需要产 品的哪些功能？ 2. 完成功能需求的 可能解决方案 其范围有多大？ 3. 解决方案的最好 概念是什么？ 4. 选择设计关键元 素所必需的特 征是什么？ 5. 哪个设计元素最 关键？
发展商业案 例, 研究并 设立项目
收集并量 化设计输 入 (客户的, 技术的, 商 业的, 调整 的)
开发研究 概念设计
发展详细服 务/流程设 计
确保输出符 合需求, 规 格符合预定 用途和用户
一般设计流程
定义
DMADV 流程
测量
分析
设计
验证
识别
IDOV 流程
设计
优化
验证
12
系统集成
设计最优化
按部门分布的结果
要点: 要点 将IDOV的使用限制在关键子系统和界面. 需求, 可靠性及安全性帮助判定哪些 是关键系统
21
进入市场的时间和开支
完成开发工作要多久? 开发的开支是多少? 公司对变化的需求反应有多快?
开发能力
公司可以在现有产品的基础上开发更好的未来产品吗?可以在将来更为有效 和经济地开发产品吗?
4
开发流程
开发成功的产品需要聆听”客户之声”和”流程之声”:
需要工具和技术来协助在”之声”间架起桥梁.
市场成功文件夹
针对子系统1的 针对子系统 的IDOV
识别 设计 优化 验证
针对子系统2的 针对子系统 的IDOV
子系统 需求 子系统 需求
识别 设计 优化 验证
针对装配的IDOV 针对装配的
子系统 需求
子系统 需求
I
D
O
V
I
D
O
V
需求下展
子系统需求只有在上一级概念设计定下来后才可以被定义. 这也给时间表施加 了压力.
导向更为集中的设计和开发 阶段 大量减少在项目后期变更项 目的需要
传统的
产品计划
设计和开发
设计变更
8
IDOV: 一般发展流程
计划和需求 概念设计 详细设计 产量增加
设定目标， 设定目标，收集客 户需求， 户需求，界定范围 并发起Fra Baidu bibliotek目
提出概念 ，创建宏 观流程图
发展， 发展，优化 与原型详细 设计
检验并提 炼最终设 计, 产量增 加
2. 客户都需要什么？ 哪个特征最重 要？ 3. 市场将导向何方？ 4. 客户如何才感觉 到质量经过测 量了？ 5. 满足客户需求有 多困难？
11
DFSS: IDOV 对 DMADV
一般设计流程的阶段和行为均可以与IDOV或DMADV方法论相对应 或 方法论相对应: 一般设计流程的阶段和行为均可以与 方法论相对应
识别
设计
优化
验证
客户域
功能域
物理域
流程域
9
详细定义的发展流程的优势
协调
清晰定义的流程作为总规划来定义团队每位成员的角色, 他们将做出的 贡献, 何时以及为何做这些贡献.
计划
流程步骤和关卡形成了自然的里程碑. 这些稳定了整体努力的时间表.
质量担保
一个正式的流程详细说明了项目必须经历的阶段和关卡. 充分定义的关 卡可以确保产品的质量.
将正确的产品做对 DFSS
将正确的产品做错 客户定位 (仅QFD/需求管理 仅 需求管理) 需求管理
将错误的产品做错
将错误的产品做对 (仅六西格玛 DMAIC) 仅六西格玛
流程定位 5
新产品开发
制造公司成功依靠以下的能力: 正确识别客户需求 快速建立满足这些需求的产品 低价生产这些产品
„实现这些目标不仅仅是市场的问题, 也不仅仅是设计或制造的问题; 这 是包括所有这些功能的开发问题.”
卓越设计
六西格玛设计IDOV开发流程 开发流程 六西格玛设计
新产品开发
产品开发约束 易受日渐增长的全球竞争影响 飞速的技术变更 质量和产品责任问题
质量
复杂性
进入市场的时间
2
开发项目的时间和费用
部分开发项目的典型数据
手工起 手工起子 年产量 销售时间 销售价格 特殊部件数量 开发时间 开发团队 （高峰时的人 数） 开发投入 生产投资 100,000 个 40 years $3 3 1年 3人 $150,000 $150,000 Inkjet 打印机 4，000，000 台 2 years $300 200 1.5 年 100 人 $50，000，000 $25，000，000 大众新款甲壳虫 汽车 100,000 辆 6 years $18,000 15,000 3年 1000 人 $400，000， 000 $500，000， 000 Boeing 777 飞 机 50 架 30 years $130，000， 000 150,000 4.5 年 7000 人 $3，000， 000，000 $3，000， 000，000
机翼组
轻木 重量组
尾翼组
服务组 发电站组 产品工程组
图纸样品组 电力组
压力组
13
系统工程和可靠性
为了使复杂的系统易于 管理, 通常是将其分解成 小块. 为了使设计复杂系 统的流程易于管理, 也同 样需要将其分解成小块. 无法满足系统CTQ的可 能性存在于在低级别系 统设计参数的可变性.在 设计流程中, 可以通过转 移功能来预测.
系统一体化
15
经定义的六西格玛设计
流程创造了产品. 使流程工作起来有助于使产品工作起来. 六西格玛设计 (DFSS)目标在于在流程性能和产品需求间架起沟通的桥梁.
“我们将模式从修理产品转变到调整和发展流程以便使其零产出, 或产 出完美及几近完美的产品!!”
Jack Welch
六西格玛设计(DFSS)实现一个系统需求下展的流程来最终实现制造流程的 设计和开发. 该设计和开发有能力生产出在六西格玛品质水平上始终满足客 户需求的产品.
6
企业责任描述
企业管理 项目管理 “工程管理” 特殊工程
DFSS
来源: Stuart Arnold, DERA 系统工程手册
7
降低进入市场的时间和开支
对于重要关键的方面的早期辨 认有助于设定现实目标…
50-60% 使用 QFD/DFSS 100%
设计中的系统一般都有着环 境约束的较大的封闭系统中 的一部分
电力网
西格玛 (Z)系统
发电站
电力线
涡轮
需求下展 性能上展
发电机
锅炉
涡轮
传子
轴
刷 轴承
定子
线
通风装置
Z部分 , Z部分 , ... 部分1 部分2
拥有统计学分配值的参数
14
14
DFSS 和系统工程
针对系统的IDOV 针对系统的 系统需求 识别 设计 优化 验证
Convert Energy
Fly
Cruise
Lift
Set COG*
Control
Control flight path Protect Obstacle Touch down
Protect Model
六西格玛设计 (IDOV) 新产品或服务的开发 广泛的焦点:
VOC
CTQs
平衡大范围CTQ间的设计 重新设计组成部分和子流程来优化关键CTQ.
缩微胶片
系统越复杂, 产生设计 无法实现的风险也就越 大. 设计出无法实现的产品 的一个关键因素是缺乏 交流和在整个产品交付 生命周期中没能在参与 的各个团队间建立共同 观点 DFSS利用团队交流 流程在DFSS之初就 建立一个共同的目 标 它帮助绘制部门间 必须的知识转移图, 推进针对需求和限 制的讨论和相互认 知.
近似数据. 数据是基于公开的信息的估计值. 图表摘自Ulrich, Eppinger的<<产品设计和开发>>McGrawHill 2000
3
设计成功的产品
成功产品的部分特性:
产品质量
产品好不好? 产品是否按照客户需求生产的? 产品可靠吗? 客户在购买产品 吗?
产品开支
产品的生产开支是多少? 产品在创利吗?
1. 关键设计组件都 用到哪些客户 需求与CTQ？ 2. 附加利益关系人 需要什么？ 3. 哪种特征最为关 键？ 4. 制造与组装约束 怎样影响产品 和流程设计？ 5. 能否满足要求的 规格说明？
1. 生产是否如计划 进行？ 2. 需求能否得到实 现？ 3. 产品能否制造？ 4. 产品能否按照规 定的日期，成 本与绩效目标 交货？ 5. 是否有显著的缺 口或风险？
QFD
19
IDOV vs. DMAIC
否
关键企业需求? 关键企业需求
流程管理
DMAIC
是
定义 测量
否
现有产品? 现有产品
IDOV
分析
是 否
渐增的改进可能吗? 渐增的改进可能吗 解决方案需要 新的产品设计吗? 新的产品设计吗
是
IDOV
IDOV
否
是
实施 控制
20
IDOV 总结
IDOV 为产品设计六西格玛流程: 适合任何复杂程度的产品 系统工程原理适用于复杂产品 将产品和开发任务分解成可管理的几大块 需求下展贯穿整个系统 针对每个子系统的设计最优化
16
控制开发努力
前期投资更有效
未使用 DFSS的进入市场时间 的进入市场时间
DFSS后进入市场时间 使用 DFSS后进入市场时间
资源
发布
发布 (目标 目标) 目标
发布
时间
17
六西格玛的三维视角
流程管理 支持和维护整体实施的 项目解决方案. 它是全新 改进和设计项目的来源. DMAIC 通过系统化地去除变化 的根本原因逐步改善现 有流程
六西格玛设计
六西格玛设计 是在当需要新产品, 新服务或现有的产品或服务需 要进行重大变革而改进流程又不合适的情况下被 运用, 18
IDOV vs. DMAIC
六西格玛改进流程 (DMAIC) 流程改进项目 有限的焦点:
关注极少数关键的CTQ 挖掘根本原因
Take off Store Energy
Propel
管理
正式流程作为进行中的开发努力活动的基准通过比较需求和输出来帮助 经理发现问题或帮助发掘可以改进的领域.
10
IDOV –阶段门发展 阶段门发展
识别
识别 1号 号 门 设计
设计
2号 号 门 优化
优化
3号 号 门 验证
验证
4号 号 门 实施
1.
产品应该是像 什么样的？它 如何适合公司 战略？
1. 制定CTQ需要产 品的哪些功能？ 2. 完成功能需求的 可能解决方案 其范围有多大？ 3. 解决方案的最好 概念是什么？ 4. 选择设计关键元 素所必需的特 征是什么？ 5. 哪个设计元素最 关键？
发展商业案 例, 研究并 设立项目
收集并量 化设计输 入 (客户的, 技术的, 商 业的, 调整 的)
开发研究 概念设计
发展详细服 务/流程设 计
确保输出符 合需求, 规 格符合预定 用途和用户
一般设计流程
定义
DMADV 流程
测量
分析
设计
验证
识别
IDOV 流程
设计
优化
验证
12
系统集成
设计最优化
按部门分布的结果
要点: 要点 将IDOV的使用限制在关键子系统和界面. 需求, 可靠性及安全性帮助判定哪些 是关键系统
21
进入市场的时间和开支
完成开发工作要多久? 开发的开支是多少? 公司对变化的需求反应有多快?
开发能力
公司可以在现有产品的基础上开发更好的未来产品吗?可以在将来更为有效 和经济地开发产品吗?
4
开发流程
开发成功的产品需要聆听”客户之声”和”流程之声”:
需要工具和技术来协助在”之声”间架起桥梁.
市场成功文件夹
针对子系统1的 针对子系统 的IDOV
识别 设计 优化 验证
针对子系统2的 针对子系统 的IDOV
子系统 需求 子系统 需求
识别 设计 优化 验证
针对装配的IDOV 针对装配的
子系统 需求
子系统 需求
I
D
O
V
I
D
O
V
需求下展
子系统需求只有在上一级概念设计定下来后才可以被定义. 这也给时间表施加 了压力.
导向更为集中的设计和开发 阶段 大量减少在项目后期变更项 目的需要
传统的
产品计划
设计和开发
设计变更
8
IDOV: 一般发展流程
计划和需求 概念设计 详细设计 产量增加
设定目标， 设定目标，收集客 户需求， 户需求，界定范围 并发起Fra Baidu bibliotek目
提出概念 ，创建宏 观流程图
发展， 发展，优化 与原型详细 设计
检验并提 炼最终设 计, 产量增 加
2. 客户都需要什么？ 哪个特征最重 要？ 3. 市场将导向何方？ 4. 客户如何才感觉 到质量经过测 量了？ 5. 满足客户需求有 多困难？
11
DFSS: IDOV 对 DMADV
一般设计流程的阶段和行为均可以与IDOV或DMADV方法论相对应 或 方法论相对应: 一般设计流程的阶段和行为均可以与 方法论相对应
识别
设计
优化
验证
客户域
功能域
物理域
流程域
9
详细定义的发展流程的优势
协调
清晰定义的流程作为总规划来定义团队每位成员的角色, 他们将做出的 贡献, 何时以及为何做这些贡献.
计划
流程步骤和关卡形成了自然的里程碑. 这些稳定了整体努力的时间表.
质量担保
一个正式的流程详细说明了项目必须经历的阶段和关卡. 充分定义的关 卡可以确保产品的质量.
将正确的产品做对 DFSS
将正确的产品做错 客户定位 (仅QFD/需求管理 仅 需求管理) 需求管理
将错误的产品做错
将错误的产品做对 (仅六西格玛 DMAIC) 仅六西格玛
流程定位 5
新产品开发
制造公司成功依靠以下的能力: 正确识别客户需求 快速建立满足这些需求的产品 低价生产这些产品
„实现这些目标不仅仅是市场的问题, 也不仅仅是设计或制造的问题; 这 是包括所有这些功能的开发问题.”
卓越设计
六西格玛设计IDOV开发流程 开发流程 六西格玛设计
新产品开发
产品开发约束 易受日渐增长的全球竞争影响 飞速的技术变更 质量和产品责任问题
质量
复杂性
进入市场的时间
2
开发项目的时间和费用
部分开发项目的典型数据
手工起 手工起子 年产量 销售时间 销售价格 特殊部件数量 开发时间 开发团队 （高峰时的人 数） 开发投入 生产投资 100,000 个 40 years $3 3 1年 3人 $150,000 $150,000 Inkjet 打印机 4，000，000 台 2 years $300 200 1.5 年 100 人 $50，000，000 $25，000，000 大众新款甲壳虫 汽车 100,000 辆 6 years $18,000 15,000 3年 1000 人 $400，000， 000 $500，000， 000 Boeing 777 飞 机 50 架 30 years $130，000， 000 150,000 4.5 年 7000 人 $3，000， 000，000 $3，000， 000，000
机翼组
轻木 重量组
尾翼组
服务组 发电站组 产品工程组
图纸样品组 电力组
压力组
13
系统工程和可靠性
为了使复杂的系统易于 管理, 通常是将其分解成 小块. 为了使设计复杂系 统的流程易于管理, 也同 样需要将其分解成小块. 无法满足系统CTQ的可 能性存在于在低级别系 统设计参数的可变性.在 设计流程中, 可以通过转 移功能来预测.
系统一体化
15
经定义的六西格玛设计
流程创造了产品. 使流程工作起来有助于使产品工作起来. 六西格玛设计 (DFSS)目标在于在流程性能和产品需求间架起沟通的桥梁.
“我们将模式从修理产品转变到调整和发展流程以便使其零产出, 或产 出完美及几近完美的产品!!”
Jack Welch
六西格玛设计(DFSS)实现一个系统需求下展的流程来最终实现制造流程的 设计和开发. 该设计和开发有能力生产出在六西格玛品质水平上始终满足客 户需求的产品.