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六西格玛试验设计(DOE)的作用及应用

作者:天行健咨询    分类:六西格玛设计    时间:2016-10-17 09:36:47

试验设计自产生起就被广泛应用,尤其在日本,田口方法在“质量立国”的战略中起到了巨大的作用,被用到从造航天器到烤面包寻找最佳配方的角角落落,日本人认为不懂田口方法的工程师不能算合格的工程师。


六西格玛方法诞生后,试验设计的应用又被提升到一个新的层次,成了设计及过程改善中必不可少的一环,使用它的公司也因此取得从几万元至上亿元的收益。


一、在工作实践中,我们无时无刻不在进行试验,只不过有时无意识罢了,通过试验我们可以达成以下目标

1、确定、验证和优化制造过程的主要影响变量及其影响。

2、创造对物料和部品变化不敏感的制造过程。

3、设计对使用环境不敏感(即受环境的影响小)的产品。

4、降低总的设计周期。

5、减少ECN(设计变更通知书)数量。

6、改进与CTQ'S有关的产品品质、成本和性能指标。

7、提高新设计产品的工艺性。

8、为制造过程列出问题及解决方案。


六西格玛试验设计


二、试验设计的作用

1、在进行基础研究时,试验设计可用来。

①发现变量间的联系。

②明确技术要点。


2、在进行产品设计时,试验设计可用来。

①做灵敏度分析。

②建立可靠公差。

③确定部品特性。

④确定设计布局。

⑤使用较低等级的材料和部品以降低成本。

⑥减少变异。

⑦改兽新设计产品的性能。


3、在进行制造过程(工艺)设计时,试验设计可用来。

①进行过程变量研究。

②变量的优化设置。

③建立可靠的公差。

④发现低成本的解决方案。

⑤减少过程变化。

⑥将过程均值通近目标值。

⑦缩短制造周期。

⑧消除缺陷。

⑨提升产品可靠性。


4、在过程改善时,试验设计可用来。

①解决问题。

②确定过程变量间的相互关系。

③进行过程能力研究。

④比较设备和方法的影响度。


5、计量时,试验设计可用来。

①进行量具研究。

②确定主要误差。

③将测量误差降至最小。


三、试验设计方法与“实践是检验真理的唯一标准”的著名论断不谋而合

六西格玛系统讲究“用事实和数据说话“。往往经过大量推理、统计分析的结论,其价值根本无法和试验设计得出的结论相提并论,因为后者是建立在事实基础上的。所以试验设计在设计、改善等阶段、领域都有巨大的应用价值。但由于种种原因,目前,试验设计在我国企业中的应用还非常有限,由此造成的损失无法估量,如果我国有一半企业在产品设计、制造中应用试验设计方法,所节约的资金将数以千亿计。


四、试验设计在六西格玛系统中的应用

六西格玛系统是以项目制推进的,六西格玛的突破模式有两种:一种为改善流程-DMAIC;一种为六西格玛设计-DMADV(定义、测量、分析、设计、验证)。其中最常用也是最成熟的是DMAIC(定义、测量、分析、改善、控制)。DMAIC中的“I”步骤即改善过程中的主要工具即是试验设计,其用途表述如下:


 六西格玛DMAIC在试验设计中的用途

六西格玛DMAI在试验设计中的用途


从上图可看出:试验设计在DMAIC突破模式中的M和I阶段均有使用,在分析阶段,试验设计用以从大量的输出变量中筛选出对输出影响较大的变量。在改善阶段,试验设计用以确定关键的少数输入变量并确定其对输出特性的影响。下面的果实收获树形象地表明了各种六西格玛工具及其取得的成果。


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