【正文】 容 5. 設(shè)計(jì)內(nèi)容的性能評價(jià) 設(shè)計(jì) （ Design ） 6. 部件（品）設(shè)計(jì) 7. 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)劃 8. 控 制計(jì)劃 驗(yàn)證 （ Verify ） 9. 驗(yàn)證設(shè)計(jì) 10. 完成實(shí)體設(shè)計(jì)任務(wù) 2022/8/18 74 Have a rest… 2022/8/18 75 Part 3 6Sigma產(chǎn)品設(shè)計(jì) 一、 6Sigma產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法 二、 6Sigma產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本分析 三、設(shè)計(jì) FMEA（ DFMEA） 2022/8/18 76 一、 6Sigma產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法 1. 可互換性設(shè)計(jì) 2. 可生產(chǎn)性（制造性）設(shè)計(jì) 3. 高可靠性設(shè)計(jì) 4. 最小單位缺陷數(shù)（ DPU） 設(shè)計(jì) 5. 最優(yōu)化設(shè)計(jì) 2022/8/18 77 1. 可互換性設(shè)計(jì) ? 可互換性是零件的可替代性 ? 為滿足大批量生產(chǎn)和機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)的需求，特別是對一些標(biāo)準(zhǔn)件需進(jìn)行可互換性設(shè)計(jì)，這將大大節(jié)約成本和提高生產(chǎn)效率，而且能保證部品質(zhì)量 2022/8/18 78 2. 可生產(chǎn)性（制造性）設(shè)計(jì) ? 可生產(chǎn)性（制造性）設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品在現(xiàn)代化工藝條件下能夠制造出來，而且能保證質(zhì)量 ? 可生產(chǎn)性設(shè)計(jì)要求過程能力 CPK達(dá)到 ? 可制造性設(shè)計(jì)也要盡量使制造工藝滿足現(xiàn)代化加工中心的需要 2022/8/18 79 3. 高可靠性設(shè)計(jì) ? 高可靠性設(shè)計(jì)是指產(chǎn)品能夠滿足預(yù)期使用壽命要求的設(shè)計(jì) ? 在故障（失效）情況下，盡量使平均故障間隔時(shí)間（ MTBF） 設(shè)計(jì)得最大 ? 運(yùn)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，利用有限元設(shè)計(jì)方法，使零件的強(qiáng)度達(dá)到最大；利用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，使產(chǎn)品的價(jià)質(zhì)比達(dá)到最優(yōu)；利用計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)制造成本達(dá)到最小 2022/8/18 80 4. DPU設(shè)計(jì) ? 最小單位缺陷數(shù)（ DPU） 設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品，有良好的工藝性，有優(yōu)良的品質(zhì)，很少出現(xiàn)不良 ? 它要求設(shè)計(jì)者有豐富的經(jīng)驗(yàn)，嫻熟的工藝技巧，敏捷的思維能力 ? 并借助現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)工藝和制造工藝，使 DPU達(dá)到最小 2022/8/18 81 5. 最優(yōu)化設(shè)計(jì) ? 建立設(shè)計(jì)參量的目標(biāo)函數(shù) Y=f(x)和參量矩陣，通過計(jì)算機(jī)尋求最優(yōu)解 ? 首先要確定產(chǎn)品的重要特性，多視角分析市場和潛在顧客的影響 ? 其次進(jìn)行達(dá)成這些特性的特定產(chǎn)品要素分析，確定重要品質(zhì)特性的設(shè)計(jì)中心值與最大誤差，進(jìn)行早期產(chǎn)品的試驗(yàn)或仿真試驗(yàn)，解決設(shè)計(jì)中存在的問題，確保 CP≥ 2(CPk≥ 1． 5)的要求 2022/8/18 82 二、 6Sigma產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本分析 1. 成本分析（設(shè)計(jì)） 2. 受設(shè)計(jì)影響的成本因素 3. 成本分析例 2022/8/18 83 1. 成本分析（設(shè)計(jì)） ? 生產(chǎn)一種部件或產(chǎn)品的可能最低成本由設(shè)計(jì)師最初設(shè)計(jì)決定，生產(chǎn)工程師只能在已有設(shè)計(jì)的限度內(nèi)使生產(chǎn)成本最低 ? 設(shè)計(jì)師在滿足功能設(shè)計(jì)的情況下，應(yīng)進(jìn)行低成本設(shè)計(jì) ? 這種為降低制造成本的設(shè)計(jì)工作叫 生產(chǎn)設(shè)計(jì) ，以區(qū)別于功能設(shè)計(jì) ? 生產(chǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)材料、公差、基本結(jié)構(gòu)、各部件的聯(lián)結(jié)方法等方面的任務(wù)，初步確定可能達(dá)到的最低成本 2022/8/18 84 2. 受設(shè)計(jì)影響的成本因素 ? 明顯因素： ? 直接勞動(dòng)力、材料 ? 設(shè)備費(fèi)用、工藝費(fèi)用、間接勞動(dòng)力費(fèi)用，以及非生產(chǎn)方面的工程技術(shù)費(fèi)用 ? 隱蔽 (間接 )因素 ? 例如，假設(shè)某產(chǎn)品的一種設(shè)計(jì)要求有 30個(gè)不同部件，而另一種設(shè)計(jì)有 18個(gè)即可。YTP Thoughput Y ield Y TP 測試前的產(chǎn)出 First ti me Yi el d Y FT 測試后的產(chǎn)出 作業(yè) 返工 報(bào)廢 驗(yàn)證 NG 圖 7 . 2 8 Y FT 與 Y TP 比較（ 1 ） 2022/8/18 117 3. 關(guān)于工廠的新觀點(diǎn) ?YRT為總的過程首次通過率 ?降低 DPU意味著增加 YRT， 也意味著改善產(chǎn)品可靠性和客戶滿意度 ???miT P iRT YY12022/8/18 118 關(guān)于工廠的新觀點(diǎn) Y TP1 供應(yīng)商質(zhì)量 返工 報(bào)廢 驗(yàn)證 Y TP2 有附加值（可見的工廠） 操作 操作 過程質(zhì)量 驗(yàn)證 有附加值（可見的工廠） 返工 報(bào)廢 NG NG 無附加值（隱藏的工廠） 圖 過程 Y TP 與過程附加值 2022/8/18 119 關(guān)于工廠的新觀點(diǎn)的例子 ? 一條生產(chǎn)線有兩個(gè)作業(yè)過程，每個(gè)過程有 99%的 YTP，總的 YRT為多少？ 操作 1 操作 2 = 總通過率 YRT 99% → 99% → 98% 沒經(jīng)檢查或測試 沒經(jīng)檢查和測試 沒經(jīng)檢查和測試 ? 可知對任何給定的單位產(chǎn)品通過這兩個(gè)操作不出現(xiàn)缺陷的概率為 98%。 若試驗(yàn)次數(shù) n大，則由中心極限定理，可用均值為 nP和方差為 nP（ 1P） 的正態(tài)分布來近似二項(xiàng)分布。頭腦風(fēng)暴法 運(yùn)用Gap（ 間隙、公差 ）分析確定影響成功因素的因子 ? 過程優(yōu)化（ process optimization） 過程優(yōu)化的目的在于確定產(chǎn)品的關(guān)鍵性能，并將影響過程的變量予以優(yōu)化 2022/8/18 151 3. 6Sigma突破策略 ? 首先，找出與 6Sigma要求的差距，制定實(shí)施計(jì)劃和實(shí)施策略，可分近期、中期、長期計(jì)劃，找出制約6Siena瓶頸的過程問題并進(jìn)行持續(xù)品質(zhì)改善 ? 其次在于實(shí)施。確定因變量 Y 現(xiàn)購買廠家要求包裝紙抗拉強(qiáng)度不低于 kg/cm2， 問購買該種包裝紙能滿足廠家要求的概率是多少？ 解： 滿足廠家要求的概率為 P｛ x≥ ｝ =1P｛ x≤ ｝ ? 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)變換，可求得 P｛ x≤ ｝ = P｛ Z≤( )/｝ = P｛ Z≤ ｝= P｛ Z≥ ｝ =1Φ （ ） ? 于是 P｛ x≥ ｝ =Φ （ ） = 2022/8/18 135 獨(dú)立正態(tài)隨機(jī)變量的線性組合 ? 若 x1,x2， … ， xn為 n個(gè)獨(dú)立的正態(tài)隨機(jī)變量，其均值分別為 μ 1, μ 2， … ， μ n， 方差分別為 σ 12, σ 22， … ，σ n2， 則下列正態(tài)隨機(jī)變量的線性組合 y= a1x1+a2x1+… +anxn ? 的分布也是正態(tài)的，其均值和方差分別為 μ y= a1μ 1+a2μ 1+… +anμ n σ y2= a1σ 12+a2σ 22+… +anσ n2 ? 這里， a1,a2， … ， an為常數(shù) 2022/8/18 136 四、中心極限定理 ? 若 x1,x2， … ， xn為 n個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)變量，其均值分別為 μ 1, μ 2， … ， μ n， 方差分別為 σ 12, σ 22， … ， σ n2， 且 ，則當(dāng) n趨向無窮大時(shí) ? 的分布趨向于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布 N（ 0， 1） ? 中心極限定理表示 n個(gè)獨(dú)立分布的隨機(jī)變量之和的分布近似正態(tài)分布，而不管個(gè)別變量的分布如何。 DPU圖是通過 “ 不合要求 ” 的情況來了解品質(zhì)狀況的 （ 2） 確定如何研究 。為避免這種情況，須定期進(jìn)行所謂 “ buin”（ 通電加熱）測試，或仿真產(chǎn)品實(shí)際功能工作一段時(shí)間 2022/8/18 39 可靠性的計(jì)算 Ps=R=et/u=etλ ? Ps=R： 無故障操作時(shí)間等于或大于 t的概率 ? t： 特定的無故障操作的時(shí)間周期 ? u： 故障間的平均時(shí)間間隔，或稱 MTBF（ Maintance Time Between Failure） ?λ ： 故障率（ u的倒數(shù)） 2022/8/18 40 可靠性的計(jì)算例 ? 一個(gè)產(chǎn)品的 MTBF已被證明為 8760h（ 一年），假定其為恒定故障率，則其無故障工作 24小時(shí)概率為： Ps=R=e24/8760= ? MTBF是故障間的平均時(shí)間，不同于工作壽命及修理或代替時(shí)間， MTBF的增加并不會使繼續(xù)使用的概率成比例地增加 2022/8/18 41 2) 可靠性和置信度（ t=1） 表 t=1 時(shí)不同 MTBF 的可靠性表 M T B F 可靠性 σ 置信度 10 0 . 9 0 4 8 3 7 4 2 . 8 100 0 . 9 9 0 0 4 9 8 3 . 8 1000 0 . 9 9 9 0 0 0 5 4 . 6 10000 0 . 9 9 9 9 0 0 0 5 . 2 100000 0 . 9 9 9 9 9 0 0 5 . 8 1000000 0 . 9 9 9 9 9 9 0 6 . 3 2022/8/18 42 3) 潛在缺陷對可靠性的影響 ?故障率的計(jì)算方法 ?單位產(chǎn)品潛在缺陷 LDPU ?對潛在缺陷的注釋 2022/8/18 43 故障率的計(jì)算方法 λ =[1+(k1) et/T]λ c ?λ ： 瞬時(shí)故障率 ?λ d： 交付故障率 ?λ c： 固有故障率 ? k： 交付故障率和固有故障率的比率 （ λ d/λ c) ? t： 從交付開始算起的實(shí)際時(shí)間 ? T： 除去潛在缺陷的時(shí)間常數(shù) 2022/8/18 44 累計(jì)故障率 25 5 10 15 20 30 故障率 burn in 持續(xù)時(shí)間 累計(jì)故障率 瞬時(shí)故障率 固有故障率 圖 Burn in 時(shí)間與故障率關(guān)系圖 2022/8/18 45 單位產(chǎn)品潛在缺陷 LDPU ?LDPU（ Latent Defects Per Unit） LDPU=(k1)Tλ c 2022/8/18 46 對潛在缺陷的注釋 （ 1）沒有任何檢查和測試可發(fā)現(xiàn) 100％的缺陷 （ 2）交付的缺陷是在公司檢查或測試時(shí)漏出去的 （ 3）交付的缺陷和整個(gè)過程中發(fā)現(xiàn)的總?cè)毕莩芍苯颖壤? （ 4）早期故障是潛在缺陷作用的結(jié)果 （ 5）潛在的缺陷是在制造過程中進(jìn)行控制的 （ 6）潛在缺陷和在整個(gè)制造過程中發(fā)現(xiàn)的缺陷成正比例 （ 7）潛在的缺陷是一些異常特性，可能導(dǎo)致故障發(fā)生 （ 8）這個(gè)缺陷依賴于異常程度、施加應(yīng)力的大小、施加應(yīng)力維持的時(shí)間 （ 9）當(dāng)實(shí)施糾正后，異常特性返回到正常狀態(tài) （ 10）須持續(xù)降低不良率，直到所有潛在缺陷被發(fā)現(xiàn)并加以糾正 2022/8/18 47 四、對 6Sigma的進(jìn)一步理解 1. 6Sigma是一個(gè)多面體 2. 6Sigma系統(tǒng)的普遍適用性 3. 6Sigma方法與傳統(tǒng)方法的比較 4. 實(shí)施 6Sigma的利益 5. 6Sigma系統(tǒng)的突破模式 2022/8/18 48 1. 6Sigma是一個(gè)多面體 ① 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ② 基準(zhǔn) ③ 設(shè)想 ④ 方法 ⑤ 工具 ⑥ 價(jià)值 ⑦ 基本原理 ⑧目標(biāo) 2022/8/18 49 2. 6Sigma系統(tǒng)的普遍適用性 ? Sigma測量標(biāo)尺具有普遍適用性，其共同要素是 “ 單位缺陷數(shù) ” ，這個(gè)單位可能是各種任務(wù)或?qū)嶓w，如一個(gè)小時(shí)的工作、一個(gè)寫作的人、一個(gè)零件、一份文件等， “ 機(jī)會 ” 也可指任意事件 ? 錯(cuò)誤或缺陷機(jī)會是任何人都不希望的任意事件 ? 基于此， 6Sigma可以作為一切工作、活動(dòng)的基準(zhǔn) ? 一般地說，全球各大公司的產(chǎn)品、服務(wù)的平均品質(zhì)水準(zhǔn)約為 4Sigma， 最好的已達(dá)到 6Sigma ? 根據(jù) Sigma值我們能公正地評價(jià)產(chǎn)品、過程或作業(yè)，而這是一切改善的基礎(chǔ) 2022/8/18 50 3. 6Sigma方法與傳統(tǒng)方法的比較 表 6 Sigma 方法與傳統(tǒng)方法的比較 問題 傳統(tǒng)方法特點(diǎn) （著眼點(diǎn)） 6 Sigma 方法特點(diǎn) （著眼點(diǎn)） 分析方法 估計(jì) 變化點(diǎn) 管理重點(diǎn) 成本和時(shí)間 品質(zhì)和時(shí)間 生產(chǎn)能力 實(shí)驗(yàn)和誤差 全面設(shè)計(jì) 公差 最差項(xiàng) 均方根 變量分析 同一時(shí)間單個(gè)因子 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 過程調(diào)整 經(jīng)驗(yàn) SP C 圖 問題解決 基于專家 基于系統(tǒng) 分析 靠經(jīng)驗(yàn) 靠數(shù)據(jù) 焦點(diǎn) 產(chǎn)品 工藝 / 過程 行動(dòng) 反應(yīng) 靈活行動(dòng) 供方 成本 相關(guān)能力 原因 基于經(jīng)驗(yàn) 基于統(tǒng)計(jì) 思路 短期 長期 決策 印象，直覺 概率 處理 現(xiàn)象 問題 設(shè)計(jì) 性能 生產(chǎn)性 目標(biāo)