【正文】 σ（sigma ）為希臘字母，是概率統(tǒng)計中的一個術語，即“標準差” （）?????niix12?式（）用來表示任意一組產品數據或過程輸出結果的離散程度的指標，是一種評估產品或生產過程特性波動大小的統(tǒng)計量 [34]。如圖 所示，在 DFSS 中可使用 σ 水平的高低來表示產品、過程質量的優(yōu)劣。σ質量水平是將過程輸出的平均值、標準差同顧客需求的目標值、規(guī)格限比較，是過程的平均值與規(guī)格限的距離中包含 σ 的倍數。σ質量水平是對產品、過程滿足顧客需求能力的一種度量。σ 質量水平越高，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。概率統(tǒng)計學中的 6σ 為 的缺3σ 進程6σ 進程μ=M+6σ+3σ +4σ+2σ+1σ0 +5σ2σ 1σ5σ 4σ 3σ6σ+6σ03σ6σ +3σUSLLSL圖 3σ 進程和 6σ 進程Fig. 3σ process and 6σ process11 / 83陷概率。在實際生產過程中的 6σ 質量水平，要考慮生產過程在長期運行中出現(xiàn)的波動、漂移等因素，需將過程中心偏移177。 后，即通常所說的 6σ 質量水平代表 的缺陷概率。然而，六西格瑪的含義已經超越了統(tǒng)計學的范圍，它可以作為企業(yè)進行質量創(chuàng)新和達成顧客滿意的經營戰(zhàn)略，也可作為“第一次就把事情做對”的企業(yè)質量文化。表 σ 質量水平與合格率、缺陷數之間的關系 [35]Table Sigma level as percent variation and defects per million[35]σ 水平 合格率（%） ppm 缺陷數（短期） ppm 缺陷數（長期 偏移）1σ 317400 6977002σ 45400 3087003σ 2700 668104σ 63 62105σ 2336σ 232 DFSS 的定義六西格瑪通過在新產品開發(fā)設計初期，系統(tǒng)地采用無缺陷的過程設計，面向六西格瑪的設計，并對現(xiàn)有產品進行持續(xù)改進，消除過程缺陷和無價值作業(yè)，從而提高產品質量、降低成本、縮短運轉周期，達到顧客滿意，增強企業(yè)競爭力。以下是國外和國內一些學者對 DFSS 的定義：Subir Chowdhury 認為 DFSS 在產品或流程的開發(fā)階段解決問題，創(chuàng)造新的、更好的設計方案，不允許問題進入后續(xù)控制、生產階段，并把顧客需求變成優(yōu)質產品和增加利潤的源泉 [4]。Geoff Tennant 對 DFSS 的定義：以六西格瑪能力和性能為目標的新產品或新服務的設計 [8]。何楨等學者認為 DFSS 是一種實現(xiàn)無缺陷的產品、流程或服務設計方法 [15]。DFSS 基于并行工程，面向產品的全生命周期，采用系統(tǒng)化的解決問題的方法，把顧客需求融入到產品、流程或服務設計過程中，從而確保產品、流程或服務的開發(fā)速度和質量，降低產品、流程或服務生命周期成本，為企業(yè)解決產品、流程或服務設計問題提供有效的解決方法。Beth Hendricks 指出，對于 DFSS 并沒有一個統(tǒng)一的定義，它是任何一個想要超越顧客需求，保持顧客忠誠度的組織從事創(chuàng)造性設計的一個設計原則 [36]。Andreas Kleinert 指出，DFSS 是以 6σ 質量水平為目標的新產品開發(fā)的設計方法。DFSS 并沒有形成統(tǒng)一的定義，通常每個企業(yè)或培訓組織定義的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、技術和文化的 DFSS。正是因為如此，DFSS 與其說是個方法，不如將它定義為一個方法論 [37]。雖然 DFSS 的定義并不統(tǒng)一，但是國內的學者馬林對 DFSS 的定義取得了國內學者比較廣泛的認可。馬林認為，DFSS 是按照合理的流程、運用科學的方法準確理解和把握顧客需求，對新產品或流程進行穩(wěn)健設計，使產品或流程本身具有抵抗各種干擾的能力，從而在低成本下實現(xiàn) 6σ 甚至更高的質量水平。167。24 DFSS 項目選擇及團隊組建DFSS 流程的實施是從確定項目開始的。項目的選擇必須以企業(yè)戰(zhàn)略和最終顧客需求為基礎 [8]。如何確定項目是決定 DFSS 能否成功實施的最關鍵的一個方面。而 DFSS 項目能達到既定的 6σ 質量水平的一個原因是，由高層領導擔任設計團隊主要職務，形成一個致力于打造高質量產品的團隊體系。241 DFSS 項目選擇成功實施 DFSS 項目對企業(yè)經營戰(zhàn)略的實現(xiàn)、關鍵績效指標以及提高顧客滿意度有著舉足輕重的影響，并且對員工觀念的轉變、企業(yè)文化的塑造有著重要意義。項目的選擇必須要有領導層的參與，并組織跨職能、跨部門的設計團隊，以保證采用并行工程思想從產品的全生命周期來考慮產品的設計。在 DMADV 項目中，可以考慮以下幾種潛在的來源確定項目的方向：（1）企業(yè)需要一個新的過程、產品或服務。設計與當前不同的過程、產品和服務，從產品生命周期的一開始就設計出高質量的過程、產品和服務來滿足顧客需求，減少糾錯成本。（2）企業(yè)現(xiàn)有的過程、產品需要重大的突破性改進。待開展的項目必須能消除對現(xiàn)有過程、產品經過一般的改進方法仍達不到目標的問題；消除目前過程、產品多項不能滿足顧客需求的不足和缺陷等。（3）為了超過競爭對手和獲得競爭優(yōu)勢而制定的措施；（4）實施管理、認證的要求；（5）滿足新顧客要求的需要。另外，項目選擇還要考慮待選擇項目必須能解決產品、過程中的關鍵問題以及項目要有一定復雜度等。因此，項目的確定主要考慮以下兩個方面：（1）能實現(xiàn)顧客滿意度持續(xù)提高的項目。DFSS 以顧客（包括內部顧客和外部顧客）需求為導向，在最初確定項目時就充分考慮顧客需求，其必須支持所有能使顧客興奮的需求，充分挖掘顧客潛在的需求，這樣才能在最大程度上滿足顧客需求和企業(yè)業(yè)務需求。（2）支持企業(yè)長期戰(zhàn)略目標的項目?？梢酝ㄟ^分析競爭對手產品的當前質量水平或根據其自身戰(zhàn)略的延續(xù)性，確定企業(yè)產品的總體發(fā)展方向，確立與企業(yè)戰(zhàn)略緊密相關的項目，不斷縮小與行業(yè)領先者的差距，追求卓越績效。242 DFSS 團隊組織結構及成員角色DFSS 的組織結構以及成員角色和DMAIC 基本相同 [1]，由企業(yè)執(zhí)行領導者、倡導者、黑帶大師、黑帶及綠帶組成了一個以 6σ 質量水平為目標的團隊組織體系 [35]，如圖 所示。DFSS執(zhí)行領導者黑帶大師倡導者……黑帶 1 黑帶 2 黑帶 n綠帶 1 綠帶 2 綠帶 n……領導層：部署戰(zhàn)略，審核過程指導層：培訓指導，監(jiān)督管理操作層：具體實施 DFSS 項目圖 DFSS 團隊組織及成員角色Fig. The anization and role of DFSS project13 / 83團隊成員的職責如下：（1）執(zhí)行領導者：執(zhí)行領導者一般有企業(yè)最高領導人或 CEO 擔任，并且往往要求其有卓越的領導才能，主要負責企業(yè)的戰(zhàn)略部署，他對整個設計項目成功的影響比任何人都要大。（2）倡導者：倡導者由企業(yè)高層或中層領導組成，確定實施的 DFSS 項目，并負責審核設計方案，為團隊提供需要的資源，起著承上啟下的作用。（3）黑帶大師：黑帶大師擔任教練角色，培訓和指導黑帶進行系統(tǒng)學習，核查并推動設計進度，協(xié)助黑帶完成每個關鍵步驟。（4）黑帶：黑帶主要負責 DFSS 項目的實施，包括項目的開啟、運作，并保證項目的成功，是DFSS 的重要技術骨干。（5）綠帶：綠帶是非專職的 DFSS 項目組的基層管理成員，具體的完成黑帶分配的工作。167。25 DFSS 的目的及意義DFSS 是一個最佳設計實踐，它可應用于任何領域、行業(yè)、產品或流程的開發(fā)與設計階段。把DFSS 應用到企業(yè)流程重新設計或突破性改進之中，使之成為企業(yè)解決關鍵技術問題、持續(xù)改進和提高質量的重要方法。DFSS 在產品、流程或服務的開發(fā)周期的上游階段就強調高質量，保證最終的產品、流程或服務達到 6σ 質量，使問題在發(fā)生之前就得以徹底解決，最終滿足客戶需求，進而能使顧客忠誠度提高，并且提高企業(yè)的核心競爭力。DFSS 項目的實施能夠為企業(yè)帶來多方面的效益 [38]：（1）使用 DFSS 的企業(yè)往往可以使其產品產生高的顧客滿意度，使顧客忠誠，提高產品市場占有率，為企業(yè)帶來利潤的增加。（2）DFSS 的目標是激發(fā)創(chuàng)新，并且它能加快企業(yè)的創(chuàng)新速度。目前，國內外許多企業(yè)的產品質量水平多為 3σ~4σ，要想達到 6σ 質量水平，需將目前的質量水平提高 20220 倍左右。因此，必須在產品開發(fā)階段實施 DFSS，使用系統(tǒng)化的設計工具和方法，為設計人員提供創(chuàng)新空間，提高企業(yè)競爭力。（3）DFSS 能產生更大的經濟效益。比如，DFSS 在產品研發(fā)階段賦予產品 6σ 質量水平，避免后續(xù)質量改進成本；經過 DFSS 設計的產品質量波動小、穩(wěn)定性高、抗干擾性強、較低的日常維護成本等。（4）實現(xiàn) 6σ 質量水平的唯一途徑是 DFSS[4]。企業(yè)在實施 DMAIC 項目時常會出現(xiàn)“五西格瑪墻”，即使通過大幅度投入，也只能使質量無限接近于 6σ。企業(yè)唯有在開發(fā)設計階段實施 DFSS，對產品、流程進行重新設計或重大突破性改進，才能實現(xiàn)真正意義上的 6σ 質量水平，因為產品設計階段的質量決定了產品質量水平，而質量改進、質量控制僅僅為了強化固有質量。DFSS 以 6σ 質量水平為追求目標，提升企業(yè)核心競爭力，不斷適應國內外市場競爭，滿足顧客需要。因此，對 DFSS 的研究對企業(yè)以及社會的發(fā)展具有重要意義。167。26 DFSS 的設計流程DFSS 以顧客需求為導向，在產品設計研發(fā)的上游階段賦予產品 6σ 質量，基于并行工程思想，深入研究分析顧客需求，將具有創(chuàng)新性、系統(tǒng)化的設計工具集成到產品的設計過程中，開發(fā)優(yōu)質概念，并對產品進行穩(wěn)健設計，提高抗干擾能力，實現(xiàn) 6σ 質量水平的目標。261 DFSS 的指導思想DFSS 是以顧客需求為導向的設計流程，產品的設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。顧客所要求的產品目標值、規(guī)格限是企業(yè)制定產品設計過程的平均值、標準差的依據，并且產品概念的優(yōu)劣也是以顧客的需求作為評判標準的。倘若忽視了顧客需求，也就失去了實施 DFSS 的意義。并行工程是并行地設計產品及相關過程的系統(tǒng)化方法。這意味著企業(yè)要組建一個多學科、跨職能、跨部門的設計團隊，使產品研發(fā)與設計、工藝流程、生產制造等活動在產品全生命周期中并行的開展，設計開發(fā)、生產制造等全生命周期的信息數據要在企業(yè)各個部門之間共享，并行的安排相關工作。并行工程要求設計人員在產品設計一開始就考慮產品的設計概念、工藝、制造、生產、商品化、維修、售后等各個方面的需求，從而最大限度的縮短產品研發(fā)周期，保證產品一次設計成功并滿足顧客需求。產品質量是設計出來的，而不是靠后續(xù)的質量控制、質量改進產生的。DFSS 在產品的概念形成階段就考慮產品的缺陷，將問題消滅在研發(fā)初期，堅決不讓質量問題遺留到質量控制、改進階段。在設計初期階段嚴格預防和消除產品質量問題對質量的提高是最重要的。DFSS 提供了一套系統(tǒng)化、結構化的設計流程，能夠減小產品、流程的標準差和偏差，使它們的質量特性曲線處于規(guī)格限之內，并使平均值與目標值重合，減少質量波動，提高產品、流程的抗干擾能力。262 DFSS 的設計流程企業(yè)通常采用過程模型描述企業(yè)的產品設計過程。其中，描述型設計過程模型將設計過程分為問題分析、概念設計、技術設計和詳細設計四個階段。對于技術系統(tǒng)而言，顧客需求、問題定義與分析可以認為是企業(yè)對產品或流程進行顧客需求分析；概念設計是對產品或流程的原理進行改進或重新設計；技術設計與詳細設計是機械結構、力學分析、生產工藝等方面的設計與計算，可統(tǒng)稱為常規(guī)設計。因此，可以將描述型設計過程模型簡化成顧客需求分析、概念設計、常規(guī)設計三個階段 [3940]。DFSS 主要作用于產品、流程的上游階段，集成相關的設計工具、方法對產品、流程進行突破性15 / 83改進或重新設計。從顧客需求和設計學角度來看，DFSS 流程可以分為以下 3 個階段：（1）確定產品或過程的顧客需求階段。在這個階段完成對企業(yè)實施 DFSS 項目的論證及建立，進而獲取并分析產品或過程的顧客需求。（2）產品或過程的概念設計階段。首先要由顧客需求確定產品或過程的主要功能。其次，在資源、約束條件范圍內確定能實現(xiàn)主要功能的若干原理解。最后，評價和選擇最終滿足顧客需求的設計概念。（3）設計產品或過程，并驗證設計階段。基于并行工程對產品、流程設計和優(yōu)化，并驗證設計是否能夠滿足顧客需求。如圖 是描述型設計過程模型、簡化的描述型設計過程模型以及 DMADV模式關系的框架模型。目前，沒有任何一個單獨的 DFSS 模式能夠應對所有的設計問題。也就是說，DFSS 不應該被認為是一個具有通用標準的業(yè)務戰(zhàn)略。事實上，DFSS 有很多的具體流程 [36]，目前仍還沒有形成統(tǒng)一的模式，國內外學者在對 DFSS 進行理論研究與實踐中最常用的流程模式包括 DMADV 模式、IDDOV 模式、CDOV 模式、DCCDI模式、I 2DOV 模式、 DDOVP 模式、DMADOV 模式、DMEDI 模式、DMCDOV 模式、 DMADIC 模式等。如表 所示，由 google 搜索引擎截止到 統(tǒng)計出來的最廣泛應用的 10種不同類型的 DFSS 模式的點擊率排行榜。其中， DMADV 的點擊率是