【正文】 .......................................................................................28372 物理沖突解決原理 .........................................................................................................................29167。41 引言 .......................................................................................................................................................32167。45 DMADV 與 TRIZ 集成模型 ................................................................................................................49167。53 塑料導(dǎo)爆管自動(dòng)切割機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì) ...................................................................................................58531 應(yīng)用背景 .........................................................................................................................................58532 塑料導(dǎo)爆管自動(dòng)切割機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì) .............................................................................................58167。DMADV —— Define Measure Analyse Design Verify，定義 測(cè)量分析設(shè)計(jì)驗(yàn)證。TRIZ —— Theory of Inventive Problem Solving，發(fā)明問(wèn)題解決理論。11 課題研究背景隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，企業(yè)面臨以顧客需求為拉動(dòng)的市場(chǎng)環(huán)境，如何實(shí)現(xiàn)技術(shù)和產(chǎn)品的創(chuàng)新，開發(fā)出滿足新的顧客需求的新產(chǎn)品以及如何提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，已經(jīng)成為決定企業(yè)是否能夠長(zhǎng)久生存和快速發(fā)展的關(guān)鍵?，F(xiàn)代質(zhì)量管理經(jīng)歷了質(zhì)量檢驗(yàn)階段、統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制階段、全面質(zhì)量管理階段 [1]。DMAIC 是以顧客為中心、以質(zhì)量經(jīng)濟(jì)性為原則、以數(shù)據(jù)為基拙，以近乎完美為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)持續(xù)領(lǐng)先和卓越績(jī)效的一套管理系統(tǒng)。DFSS 是對(duì)產(chǎn)品、流程或服務(wù)進(jìn)行以 6σ 質(zhì)量為目標(biāo)的設(shè)計(jì)，它作用于產(chǎn)品、流程或服務(wù)生命周期的早期階段 [3]。因此，對(duì) DFSS 進(jìn)行深入的研究，可使企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)領(lǐng)域的制高點(diǎn)。121 國(guó)外 DFSS 研究現(xiàn)狀Basem ElHaik, David M. Roy 教授 [5]對(duì)六西格瑪改進(jìn)及六西格瑪設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，并對(duì)在設(shè)計(jì)流程中應(yīng)用到的 QFD、DFX 、TRIZ、FEMA 等設(shè)計(jì)方法和工具進(jìn)行了詳細(xì)論述；Subir Chowdhury[4]基于DFSS 的 IDDOV 模式、采用一種淺顯易懂的方式對(duì) DFSS 五大步驟中的任務(wù)、采用的設(shè)計(jì)方法等進(jìn)行了論述；Maurice L. Berryman, Associate 教授 [6]通過(guò)對(duì)比傳統(tǒng)六西格瑪與 DFSS 的不同，論述了 DFSS設(shè)計(jì)流程注重從設(shè)計(jì)源頭解決問(wèn)題，并通過(guò)顧客與產(chǎn)品需求的關(guān)系、開發(fā)和分析內(nèi)部需求、制造過(guò)程對(duì)產(chǎn)品性能的影響的三個(gè)方面解釋了 DFSS 設(shè)計(jì)思想；Larry R. Smith 教授 [7]建立了基于公理設(shè)計(jì)四個(gè)設(shè)計(jì)域和設(shè)計(jì)過(guò)程三個(gè)思維層次兩者集成的新產(chǎn)品開發(fā)模型，研究并確定了在不同設(shè)計(jì)域和不同的設(shè)計(jì)思維層次中采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)方法，并論述了在設(shè)計(jì)思維結(jié)構(gòu)層采用 DFSS 與 TRIZ、AD集成的方法來(lái)進(jìn)行新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)；Geoff Tennant[8]從設(shè)計(jì)學(xué)角度出發(fā)，在充分研究 DFSS 產(chǎn)生的背景和基礎(chǔ)框架之下，對(duì) DFSS 設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了論述，重點(diǎn)研究了顧客需求分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念等內(nèi)容；Clyde M. Creveling 等學(xué)者 [9]主要論述了六西格瑪設(shè)計(jì)在技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用，針對(duì)關(guān)鍵參數(shù)管理、創(chuàng)新和概念生成等關(guān)鍵過(guò)程進(jìn)行了深入的研究，并詳細(xì)闡述了在設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中使用的 QFD、RD 等工具；Chantal Baril 等學(xué)者 [10]通過(guò)整合可靠性設(shè)計(jì)和考慮決策者偏好的交互式多目標(biāo)方法，開發(fā)出一種提高顧客滿意度的 DFSS 方法，即基于可靠性的帕累托最優(yōu)解決方法，這個(gè)方法包括了基于可靠性的優(yōu)化、穩(wěn)健設(shè)計(jì)和多目標(biāo)優(yōu)化等領(lǐng)域的許多概念；Carl Berardinelli 等學(xué)者[11]通過(guò)論述 DFSS 五個(gè)設(shè)計(jì)階段及其相關(guān)工具（如 QFD、 PMAP、Pugh 矩陣等）的應(yīng)用，闡明了DFSS 是一個(gè)能達(dá)到產(chǎn)品無(wú)缺陷設(shè)計(jì)的流程，并用 Delpi（德爾福）公司塑料激光透射焊接的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證；Yousef Amer, Lee Luongd 等人 [12]論述了 DFSS 設(shè)計(jì)流程 5 個(gè)階段的目的及任務(wù)，將DFSS 設(shè)計(jì)流程與模糊邏輯學(xué)相結(jié)合，并建立基于 DFSS 流程的供應(yīng)鏈管理活動(dòng)過(guò)程模型，用于消除在訂單執(zhí)行的關(guān)鍵過(guò)程中貨品延期、損壞等問(wèn)題；Yang Kai, Basem ElHaik 教授 [3]詳細(xì)的論述了六西格瑪設(shè)計(jì)流程在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的具體步驟，對(duì) QFD、AD、 TRIZ、DOE、穩(wěn)健設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)等工具進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并提出了融合多種設(shè)計(jì)工具和設(shè)計(jì)方法的六西格瑪設(shè)計(jì)集成模型；Dana Ginn, Evelyn Varner 等學(xué)者 [13]對(duì)六西格瑪設(shè)計(jì)流程的 DMADV 模式五個(gè)階段進(jìn)行了詳細(xì)論述，并闡述了五個(gè)步驟的目的、意義以及采用的具體的設(shè)計(jì)工具，使企業(yè)在新產(chǎn)品的開發(fā)過(guò)程中實(shí)行 DFSS 有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義；ChiaoTzu Huang 等學(xué)者 [14]論述 DFSS 的 DMADV 設(shè)計(jì)流程在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì) DMADV 設(shè)計(jì)流程的步驟及應(yīng)用進(jìn)行深入研究，并將提高監(jiān)控?cái)z像機(jī)質(zhì)量的項(xiàng)目過(guò)程按著DMADV 設(shè)計(jì)流程的五個(gè)步驟進(jìn)行，從而確定出提高產(chǎn)品質(zhì)量的方法。IDDOVDMAIC收益0$+_項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間6σ5σ圖 IDDOV 與 DMAIC 的對(duì)比 [4]Fig. IDDOV versus DMAIC[4]（2）由于不同行業(yè)、不同領(lǐng)域以及不同的企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)與設(shè)計(jì)的側(cè)重點(diǎn)不同，設(shè)計(jì)人員在系統(tǒng)地、詳細(xì)地應(yīng)用與研究 DFSS 時(shí)提出了多種計(jì)流程模式。DFSS 的目標(biāo)是激發(fā)創(chuàng)新能力，要求經(jīng)過(guò)實(shí)施 DFSS 項(xiàng)目后的產(chǎn)品、流程要有創(chuàng)新性和競(jìng)爭(zhēng)力。（2）在確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念時(shí)，由于缺少一種系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化生成并評(píng)選產(chǎn)品設(shè)計(jì)概念的流程而導(dǎo)致產(chǎn)品的概念缺陷 [3]。在科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)全球化迅猛發(fā)展的形勢(shì)下，企業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新力決定了企業(yè)在激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的地位和未來(lái)的命運(yùn)，開發(fā)高質(zhì)量的新產(chǎn)品己成為企業(yè)長(zhǎng)久生存和快速發(fā)展的關(guān)鍵。概念設(shè)計(jì)是運(yùn)用新的設(shè)計(jì)理論、方法與工具創(chuàng)新性的解決企業(yè)所遇到的技術(shù)、管理等方面的問(wèn)題，尋求解空間范圍內(nèi)理想解的過(guò)程，是一個(gè)多學(xué)科交叉、多職能部門合作的決策過(guò)程，這個(gè)過(guò)程中所用的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)工具、方法要包含多個(gè)領(lǐng)域，只有這樣才能保證最終設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品與企業(yè)的整體戰(zhàn)略目標(biāo)以及顧客需求相吻合。雖然 DFSS 通過(guò)使用相關(guān)流程和工具，為企業(yè)提供了一種便于把性能特性融入其產(chǎn)品生產(chǎn)與開發(fā)流程的方法，但是缺少一種更為全面地、系統(tǒng)地、結(jié)構(gòu)化地創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法來(lái)解決流程中所發(fā)現(xiàn)的難以解決的關(guān)鍵問(wèn)題，進(jìn)而幫助企業(yè)加快發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)程，提高創(chuàng)新的效率，更有效地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。所以，在實(shí)施 DFSS 項(xiàng)目時(shí)，企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)人員和設(shè)計(jì)人員如果掌握了 TRIZ 中解決技術(shù)問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的方法和工具，就能更為科學(xué)有效地對(duì) DFSS 項(xiàng)目進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計(jì)，并對(duì)產(chǎn)品的未來(lái)發(fā)展做出更為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，進(jìn)而在概念設(shè)計(jì)開發(fā)階段就能夠?qū)Ξa(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)方向的正確性予以有力的保證，開發(fā)出更有競(jìng)爭(zhēng)力的新產(chǎn)品，使產(chǎn)品達(dá)到 6σ 質(zhì)量水平的目標(biāo)。 DMADV 流程中測(cè)量顧客需求階段存在的一些不足，如使用傳統(tǒng)的顧客調(diào)查問(wèn)卷、市場(chǎng)調(diào)研等方式獲取顧客需求的成本高、信息差異性大等，以及在為新產(chǎn)品開發(fā)提供有效需求信息的能力不強(qiáng)等問(wèn)題，采用 TRIZ 的需求進(jìn)化定律獲取及分析顧客需求，發(fā)展已有需求并預(yù)測(cè)新的顧客需求，從而為后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段提供準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)方向。7 / 83142 論文的組織結(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外 DFSS 研究與應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，可以得出當(dāng)前企業(yè)在實(shí)施和研究 DFSS 過(guò)程中存在的一些不足或不完善的方面，結(jié)合 TRIZ 及其主要的工具、方法和過(guò)程，對(duì) DFSS 存在的不足進(jìn)行深入研究與分析，通過(guò)集成 TRIZ 與 DMADV 兩者的優(yōu)勢(shì)，建立 TRIZ 與 DMADV 集成的流程和方法，確定并提出具有創(chuàng)新力的問(wèn)題解決方案。第二章：DFSS 概述。第四章：DMADV 與 TRIZ 集成研究。針對(duì)具體的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行分析，驗(yàn)證理論模型的正確性。167。21 引言隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的加快，國(guó)內(nèi)外企業(yè)都處在以顧客需求拉動(dòng)企業(yè)發(fā)展的市場(chǎng)環(huán)境中，DFSS 的核心特征是以顧客需求為中心，要求企業(yè)的產(chǎn)品、流程或服務(wù)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)都是以顧客滿意度為中心，并且后續(xù)產(chǎn)品的概念選擇等步驟都以顧客滿意度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。根據(jù)解決產(chǎn)品質(zhì)量所使用的技術(shù)手段和工具的不同，可將現(xiàn)代質(zhì)量管理分為質(zhì)量檢驗(yàn)階段、統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制階段、全面質(zhì)量管理階段、六西格瑪改進(jìn)階段、六西格瑪設(shè)計(jì)階段，其具體階段如圖 所示。后經(jīng)聯(lián)合信號(hào)公司、GE 公司等大型跨國(guó)公司的發(fā)展與推廣，DMAIC 已經(jīng)發(fā)展為企業(yè)持續(xù)改進(jìn)、不斷提高顧客滿意度的管理理念和企業(yè)文化。1998 年 GE 公司宣布未來(lái)所有新產(chǎn)品、新業(yè)務(wù)都要采用 DFSS，截至 2022 年，GE 公司有 30 個(gè)產(chǎn)品系列采用了 DFSS。23 DFSS 的定義231 六西格瑪?shù)幕竞xσ（sigma ）為希臘字母，是概率統(tǒng)計(jì)中的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，即“標(biāo)準(zhǔn)差” （）?????niix12?式（）用來(lái)表示任意一組產(chǎn)品數(shù)據(jù)或過(guò)程輸出結(jié)果的離散程度的指標(biāo)，是一種評(píng)估產(chǎn)品或生產(chǎn)過(guò)程特性波動(dòng)大小的統(tǒng)計(jì)量 [34]。σ 質(zhì)量水平越高，過(guò)程滿足顧客要求的能力就越強(qiáng)；反之，過(guò)程滿足顧客要求的能力就越低。然而，六西格瑪?shù)暮x已經(jīng)超越了統(tǒng)計(jì)學(xué)的范圍，它可以作為企業(yè)進(jìn)行質(zhì)量創(chuàng)新和達(dá)成顧客滿意的經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略，也可作為“第一次就把事情做對(duì)”的企業(yè)質(zhì)量文化。何楨等學(xué)者認(rèn)為 DFSS 是一種實(shí)現(xiàn)無(wú)缺陷的產(chǎn)品、流程或服務(wù)設(shè)計(jì)方法 [15]。DFSS 并沒(méi)有形成統(tǒng)一的定義，通常每個(gè)企業(yè)或培訓(xùn)組織定義的DFSS 各不相同，很多情況下，企業(yè)將實(shí)施適合企業(yè)自身業(yè)務(wù)、技術(shù)和文化的 DFSS。167。而 DFSS 項(xiàng)目能達(dá)到既定的 6σ 質(zhì)量水平的一個(gè)原因是，由高層領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)主要職務(wù)，形成一個(gè)致力于打造高質(zhì)量產(chǎn)品的團(tuán)隊(duì)體系。設(shè)計(jì)與當(dāng)前不同的過(guò)程、產(chǎn)品和服務(wù)，從產(chǎn)品生命周期的一開始就設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的過(guò)程、產(chǎn)品和服務(wù)來(lái)滿足顧客需求，減少糾錯(cuò)成本。另外，項(xiàng)目選擇還要考慮待選擇項(xiàng)目必須能解決產(chǎn)品、過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題以及項(xiàng)目要有一定復(fù)雜度等?？梢酝ㄟ^(guò)分析競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手產(chǎn)品的當(dāng)前質(zhì)量水平或根據(jù)其自身戰(zhàn)略的延續(xù)性，確定企業(yè)產(chǎn)品的總體發(fā)展方向，確立與企業(yè)戰(zhàn)略緊密相關(guān)的項(xiàng)目，不斷縮小與行業(yè)領(lǐng)先者的差距，追求卓越績(jī)效。（3）黑帶大師：黑帶大師擔(dān)任教練角色，培訓(xùn)和指導(dǎo)黑帶進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)，核查并推動(dòng)設(shè)計(jì)進(jìn)度，協(xié)助黑帶完成每個(gè)關(guān)鍵步驟。25 DFSS 的目的及意義DFSS 是一個(gè)最佳設(shè)計(jì)實(shí)踐，它可應(yīng)用于任何領(lǐng)域、行業(yè)、產(chǎn)品或流程的開發(fā)與設(shè)計(jì)階段。（2）DFSS 的目標(biāo)是激發(fā)創(chuàng)新，并且它能加快企業(yè)的創(chuàng)新速度。比如，DFSS 在產(chǎn)品研發(fā)階段賦予產(chǎn)品 6σ 質(zhì)量水平，避免后續(xù)質(zhì)量改進(jìn)成本；經(jīng)過(guò) DFSS 設(shè)計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)小、穩(wěn)定性高、抗干擾性強(qiáng)、較低的日常維護(hù)成本等。DFSS 以 6σ 質(zhì)量水平為追求目標(biāo)，提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，不斷適應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，滿足顧客需要。261 DFSS 的指導(dǎo)思想DFSS 是以顧客需求為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)流程，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要始終把顧客滿意放在首位，只有在顧客需求得到充分滿足后，顧客才會(huì)有更高的滿意度。這意味著企業(yè)要組建一個(gè)多學(xué)科、跨職能、跨部門的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，使產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計(jì)、工藝流程、生產(chǎn)制造等活動(dòng)在產(chǎn)品全生命周期中并行的開展，設(shè)計(jì)開發(fā)、生產(chǎn)制造等全生命周期的信息數(shù)據(jù)要在企業(yè)各個(gè)部門之間共享，并行的安排相關(guān)工作。在設(shè)計(jì)初期階段嚴(yán)格預(yù)防和消除產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題對(duì)質(zhì)量的提高是最重要的。對(duì)于技術(shù)系統(tǒng)而言，顧客需求、問(wèn)題定義與分析可以認(rèn)為是企業(yè)對(duì)產(chǎn)品或流程進(jìn)行顧客需求分析；概念設(shè)計(jì)是對(duì)產(chǎn)品或流程的原理進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)；技術(shù)設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)是機(jī)械結(jié)構(gòu)、力學(xué)分析、生產(chǎn)工藝等方面的設(shè)計(jì)與計(jì)算，可統(tǒng)稱為常規(guī)設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段完成對(duì)企業(yè)實(shí)施 DFSS 項(xiàng)目的論證及建立，進(jìn)而獲取并分析產(chǎn)品或過(guò)程的顧客需求。最后，評(píng)價(jià)和選擇最終滿足顧客需求的設(shè)計(jì)概念。目前，沒(méi)有任何一個(gè)單獨(dú)的 DFSS 模式能夠應(yīng)對(duì)所有的設(shè)計(jì)問(wèn)題。其中， DMADV 的點(diǎn)擊率是