【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)爆管自動切割機的改進(jìn)設(shè)計 ...................................................................................................58531 應(yīng)用背景 .........................................................................................................................................58532 塑料導(dǎo)爆管自動切割機的改進(jìn)設(shè)計 .............................................................................................58167。DMADV —— Define Measure Analyse Design Verify，定義 測量分析設(shè)計驗證。TRIZ —— Theory of Inventive Problem Solving，發(fā)明問題解決理論。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)品競爭越來越激烈，企業(yè)面臨以顧客需求為拉動的市場環(huán)境，如何實現(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)品市場競爭力，已經(jīng)成為決定企業(yè)是否能夠長久生存和快速發(fā)展的關(guān)鍵?，F(xiàn)代質(zhì)量管理經(jīng)歷了質(zhì)量檢驗階段、統(tǒng)計質(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)，實現(xiàn)企業(yè)持續(xù)領(lǐng)先和卓越績效的一套管理系統(tǒng)。DFSS 是對產(chǎn)品、流程或服務(wù)進(jìn)行以 6σ 質(zhì)量為目標(biāo)的設(shè)計，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 DFSS 進(jìn)行深入的研究，可使企業(yè)在激烈的市場競爭中占據(jù)產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)領(lǐng)域的制高點。121 國外 DFSS 研究現(xiàn)狀Basem ElHaik, David M. Roy 教授 [5]對六西格瑪改進(jìn)及六西格瑪設(shè)計進(jìn)行了研究，并對在設(shè)計流程中應(yīng)用到的 QFD、DFX 、TRIZ、FEMA 等設(shè)計方法和工具進(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 DFSS 五大步驟中的任務(wù)、采用的設(shè)計方法等進(jìn)行了論述；Maurice L. Berryman, Associate 教授 [6]通過對比傳統(tǒng)六西格瑪與 DFSS 的不同，論述了 DFSS設(shè)計流程注重從設(shè)計源頭解決問題，并通過顧客與產(chǎn)品需求的關(guān)系、開發(fā)和分析內(nèi)部需求、制造過程對產(chǎn)品性能的影響的三個方面解釋了 DFSS 設(shè)計思想；Larry R. Smith 教授 [7]建立了基于公理設(shè)計四個設(shè)計域和設(shè)計過程三個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)計域和不同的設(shè)計思維層次中采用相應(yīng)的設(shè)計工具和設(shè)計方法，并論述了在設(shè)計思維結(jié)構(gòu)層采用 DFSS 與 TRIZ、AD集成的方法來進(jìn)行新產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)是未來的發(fā)展趨勢；Geoff Tennant[8]從設(shè)計學(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 DFSS 設(shè)計流程進(jìn)行了論述，重點研究了顧客需求分析、產(chǎn)品設(shè)計概念等內(nèi)容；Clyde M. Creveling 等學(xué)者 [9]主要論述了六西格瑪設(shè)計在技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用，針對關(guān)鍵參數(shù)管理、創(chuàng)新和概念生成等關(guān)鍵過程進(jìn)行了深入的研究，并詳細(xì)闡述了在設(shè)計開發(fā)過程中使用的 QFD、RD 等工具；Chantal Baril 等學(xué)者 [10]通過整合可靠性設(shè)計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，這個方法包括了基于可靠性的優(yōu)化、穩(wěn)健設(shè)計和多目標(biāo)優(yōu)化等領(lǐng)域的許多概念；Carl Berardinelli 等學(xué)者[11]通過論述 DFSS 五個設(shè)計階段及其相關(guān)工具（如 QFD、 PMAP、Pugh 矩陣等）的應(yīng)用，闡明了DFSS 是一個能達(dá)到產(chǎn)品無缺陷設(shè)計的流程，并用 Delpi（德爾福）公司塑料激光透射焊接的設(shè)計過程進(jìn)行了實例驗證；Yousef Amer, Lee Luongd 等人 [12]論述了 DFSS 設(shè)計流程 5 個階段的目的及任務(wù)，將DFSS 設(shè)計流程與模糊邏輯學(xué)相結(jié)合，并建立基于 DFSS 流程的供應(yīng)鏈管理活動過程模型，用于消除在訂單執(zhí)行的關(guān)鍵過程中貨品延期、損壞等問題；Yang Kai, Basem ElHaik 教授 [3]詳細(xì)的論述了六西格瑪設(shè)計流程在產(chǎn)品開發(fā)過程中的具體步驟，對 QFD、AD、 TRIZ、DOE、穩(wěn)健設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計等工具進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并提出了融合多種設(shè)計工具和設(shè)計方法的六西格瑪設(shè)計集成模型；Dana Ginn, Evelyn Varner 等學(xué)者 [13]對六西格瑪設(shè)計流程的 DMADV 模式五個階段進(jìn)行了詳細(xì)論述，并闡述了五個步驟的目的、意義以及采用的具體的設(shè)計工具，使企業(yè)在新產(chǎn)品的開發(fā)過程中實行 DFSS 有很強的指導(dǎo)意義；ChiaoTzu Huang 等學(xué)者 [14]論述 DFSS 的 DMADV 設(shè)計流程在產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計和提高設(shè)計質(zhì)量方面的優(yōu)勢，通過對 DMADV 設(shè)計流程的步驟及應(yīng)用進(jìn)行深入研究，并將提高監(jiān)控攝像機質(zhì)量的項目過程按著DMADV 設(shè)計流程的五個步驟進(jìn)行，從而確定出提高產(chǎn)品質(zhì)量的方法。IDDOVDMAIC收益0$+_項目實施時間6σ5σ圖 IDDOV 與 DMAIC 的對比 [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)對產(chǎn)品的改進(jìn)與設(shè)計的側(cè)重點不同，設(shè)計人員在系統(tǒng)地、詳細(xì)地應(yīng)用與研究 DFSS 時提出了多種計流程模式。DFSS 的目標(biāo)是激發(fā)創(chuàng)新能力，要求經(jīng)過實施 DFSS 項目后的產(chǎn)品、流程要有創(chuàng)新性和競爭力。（2）在確定產(chǎn)品設(shè)計概念時，由于缺少一種系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化生成并評選產(chǎn)品設(shè)計概念的流程而導(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)展的形勢下，企業(yè)產(chǎn)品的創(chuàng)新力決定了企業(yè)在激烈市場競爭中的地位和未來的命運，開發(fā)高質(zhì)量的新產(chǎn)品己成為企業(yè)長久生存和快速發(fā)展的關(guān)鍵。概念設(shè)計是運用新的設(shè)計理論、方法與工具創(chuàng)新性的解決企業(yè)所遇到的技術(shù)、管理等方面的問題，尋求解空間范圍內(nèi)理想解的過程，是一個多學(xué)科交叉、多職能部門合作的決策過程，這個過程中所用的經(jīng)驗、知識結(jié)構(gòu)以及設(shè)計工具、方法要包含多個領(lǐng)域，只有這樣才能保證最終設(shè)計出的產(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)計方法來解決流程中所發(fā)現(xiàn)的難以解決的關(guān)鍵問題，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，在實施 DFSS 項目時，企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)人員和設(shè)計人員如果掌握了 TRIZ 中解決技術(shù)問題和實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的方法和工具，就能更為科學(xué)有效地對 DFSS 項目進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計，并對產(chǎn)品的未來發(fā)展做出更為準(zhǔn)確的預(yù)測，進(jìn)而在概念設(shè)計開發(fā)階段就能夠?qū)Ξa(chǎn)品開發(fā)設(shè)計方向的正確性予以有力的保證，開發(fā)出更有競爭力的新產(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)查問卷、市場調(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等問題，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)測新的顧客需求，從而為后續(xù)的產(chǎn)品設(shè)計階段提供準(zhǔn)確的設(shè)計方向。7 / 83142 論文的組織結(jié)構(gòu)通過對國內(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)在實施和研究 DFSS 過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、方法和過程，對 DFSS 存在的不足進(jìn)行深入研究與分析，通過集成 TRIZ 與 DMADV 兩者的優(yōu)勢，建立 TRIZ 與 DMADV 集成的流程和方法，確定并提出具有創(chuàng)新力的問題解決方案。第二章：DFSS 概述。第四章：DMADV 與 TRIZ 集成研究。針對具體的設(shè)計實例進(jìn)行分析，驗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，國內(nèi)外企業(yè)都處在以顧客需求拉動企業(yè)發(fā)展的市場環(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)計的出發(fā)點和落腳點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價指標(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)量檢驗階段、統(tǒng)計質(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)計階段，其具體階段如圖 所示。后經(jīng)聯(lián)合信號公司、GE 公司等大型跨國公司的發(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)計中的一個術(shù)語，即“標(biāo)準(zhǔn)差” （）?????niix12?式（）用來表示任意一組產(chǎn)品數(shù)據(jù)或過程輸出結(jié)果的離散程度的指標(biāo)，是一種評估產(chǎn)品或生產(chǎn)過程特性波動大小的統(tǒng)計量 [34]。σ 質(zhì)量水平越高，過程滿足顧客要求的能力就越強；反之，過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)營戰(zhàn)略，也可作為“第一次就把事情做對”的企業(yè)質(zhì)量文化。何楨等學(xué)者認(rèn)為 DFSS 是一種實現(xiàn)無缺陷的產(chǎn)品、流程或服務(wù)設(shè)計方法 [15]。DFSS 并沒有形成統(tǒng)一的定義，通常每個企業(yè)或培訓(xùn)組織定義的DFSS 各不相同，很多情況下，企業(yè)將實施適合企業(yè)自身業(yè)務(wù)、技術(shù)和文化的 DFSS。167。而 DFSS 項目能達(dá)到既定的 6σ 質(zhì)量水平的一個原因是，由高層領(lǐng)導(dǎo)擔(dān)任設(shè)計團(tuán)隊主要職務(wù)，形成一個致力于打造高質(zhì)量產(chǎn)品的團(tuán)隊體系。設(shè)計與當(dāng)前不同的過程、產(chǎn)品和服務(wù)，從產(chǎn)品生命周期的一開始就設(shè)計出高質(zhì)量的過程、產(chǎn)品和服務(wù)來滿足顧客需求，減少糾錯成本。另外，項目選擇還要考慮待選擇項目必須能解決產(chǎn)品、過程中的關(guān)鍵問題以及項目要有一定復(fù)雜度等?？梢酝ㄟ^分析競爭對手產(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)的項目，不斷縮小與行業(yè)領(lǐng)先者的差距，追求卓越績效。（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)，核查并推動設(shè)計進(jìn)度，協(xié)助黑帶完成每個關(guān)鍵步驟。25 DFSS 的目的及意義DFSS 是一個最佳設(shè)計實踐，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 DFSS 設(shè)計的產(chǎn)品質(zhì)量波動小、穩(wěn)定性高、抗干擾性強、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)核心競爭力，不斷適應(yīng)國內(nèi)外市場競爭，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)計流程，產(chǎn)品的設(shè)計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，顧客才會有更高的滿意度。這意味著企業(yè)要組建一個多學(xué)科、跨職能、跨部門的設(shè)計團(tuán)隊，使產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計、工藝流程、生產(chǎn)制造等活動在產(chǎn)品全生命周期中并行的開展，設(shè)計開發(fā)、生產(chǎn)制造等全生命周期的信息數(shù)據(jù)要在企業(yè)各個部門之間共享，并行的安排相關(guān)工作。在設(shè)計初期階段嚴(yán)格預(yù)防和消除產(chǎn)品質(zhì)量問題對質(zhì)量的提高是最重要的。對于技術(shù)系統(tǒng)而言，顧客需求、問題定義與分析可以認(rèn)為是企業(yè)對產(chǎn)品或流程進(jìn)行顧客需求分析；概念設(shè)計是對產(chǎn)品或流程的原理進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計；技術(shù)設(shè)計與詳細(xì)設(shè)計是機械結(jié)構(gòu)、力學(xué)分析、生產(chǎn)工藝等方面的設(shè)計與計算，可統(tǒng)稱為常規(guī)設(shè)計。在這個階段完成對企業(yè)實施 DFSS 項目的論證及建立，進(jìn)而獲取并分析產(chǎn)品或過程的顧客需求。最后，評價和選擇最終滿足顧客需求的設(shè)計概念。目前，沒有任何一個單獨的 DFSS 模式能夠應(yīng)對所有的設(shè)計問題。其中， DMADV 的點擊率是