6σ工具箱

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#1 POKA-YOKE

POKA-YOKE意为“防差错系统”。

日本的质量管理专家、著名的丰田生产体系创建人新江滋生(Shingeo Shingo)先生根据其长期从事现场质量改进的丰富经验,首创了POKA-YOKE的概念,并将其发展成为用以获得零缺陷,最终免除质量检验的工具。

POKA-YOKE的基本理念主要有如下三个:

⑴决不允许哪怕一点点缺陷产品出现,要想成为世界的企业,不仅在观念上,而且必须在实际上达到“0”缺陷。

⑵生产现场是一个复杂的环境,每一天的每一件事都可能出现,差错导致缺陷,缺陷导致顾客不满和资源浪费。

⑶我们不可能消除差错,但是必须及时发现和立即纠正,防止差错形成缺陷。

#2 质量功能展开(QFD)

质量功能展开(Quality Function Deployment, 缩写为QFD)是把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法,它体现了以市场为导向,以顾客要求为产品开发唯一依据的指导思想。在健壮设计的方法体系中,质量功能展开技术占有举足轻重的地位,它是开展健壮设计的先导步骤,可以确定产品研制的关键环节、关键的零部件和关键工艺,从而为稳定性优化设计的具体实施指出了方向,确定了对象。它使产品的全部研制活动与满足顾客的要求紧密联系,从而增强了产品的市场竞争能力,保证产品开发一次成功。

根据文献报道,运用QFD方法,产品开发周期可缩短三分之一,成本可减少二分之一,质量大幅度提高,产量成倍增加。质量功能展开在美国民用工业和国防工业已达到十分普及的程度,不仅应用于具体产品开发和质量改进,还被各大公司用作质量方针展开和工程管理目标的展开等。

2000版ISO 9000系列标准要求“以顾客为关注焦点”,“确保顾客的要求得到确定并予以满足”,作为分析展开顾客需求的质量功能展开方法必将在2000版ISO 9000系列标准的贯彻实施中获得广泛的应用。

#3 SOW

工作说明(Statement Of Work,缩写为SOW)是合同的附件之一,具有与合同正文同等的法律效力。工作说明详细规定了合同双方在合同期内应完成的工作,如方案论证、设计、分析、试验、质量控制,可靠性、维修性、保障性、标准化、计量保证等;应向对方提供的项目,如接口控制文件、硬件、计算机软件、技术报告、图纸、资料,以及何时进行何种评审等,因此,工作说明以契约性文件的形式进一步明确了顾客的要求和承制方为实现顾客要求

必须开展的工作,它使产品的管理和质量保证建立在法律依据之上,成为合同甲方(顾客)对乙方(承制单位)进行质量监控的有力工具。工作说明的详细要求可查阅GJB 2742-96。

工作说明的内容是质量功能展开的重要输入。

#4 WBS

工作分解结构(Work Breakdown Structures,缩写为WBS)是对武器装备项目在研制和生产过程中应完成的工作自上而下逐级分解所形成的一个层次体系。该层次体系以要研制和生产的产品为中心,由产品(硬件和软件)项目、服务项目和资料项目组成。WBS是通过系统工程工作而形成的,它显示并确定了武器装备项目的工作,并表示出各项工作之间以及它们与最终产品之间的关系,充分体现了系统的整体性、有序性(层次性)和相关性。GJB2116-94给出了WBS的典型发展过程及编制的基本要求,并在附录中提供了七类武器系统的纲要WBS。

在质量功能展开和系统设计等工作中应用WBS的层次体系,参照GJB2116-94给出的纲要WBS,将极大地方便产品功能、结构和研制工作的构思,有助于QFD和系统设计等工作的完成,也有助于工作说明(SOW)的编制。WBS是对武器装备研制实施系统工程管理的有效工具,也是设计完整性的保证。

WBS的原理和思想,也同样适用于各种大型、复杂、高科技的民用产品。

#5 并行工程

并行工程(Concurrent Engineering)是对于产品和其有关的过程(包括制造和保障过程)进行并行设计的一种系统的综合方法,它要求研制者从一开始就考虑整个产品寿命周期(从概念形成到产品报废处置)中的全部要素,包括质量、成本、进度及顾客需求。并行工程要求特别重视源头设计,在设计的开始阶段,就设法把产品开发所需的所有信息进行综合考虑,把许多学科专家的经验和智慧汇集在一起,融为一体。下图是串行工程与并行工程的比较示意图。

显然T并<T串。据文献报导,贯彻并行工程,研制周期将缩短40-60%,生产初期的工程更改减少50%以上,制造费用降低30-40%,报废和返工减少75%。

在健壮设计中,尤其在进行质量功能展开和系统设计时,必须贯彻并行工程的原理和指导思想。

#6 参数设计

参数设计(Parameter Design)在系统设计之后进行。参数设计的基本思想是通过选择系统中所有参数(包括原材料、零件、元件等)的最佳水平组合,从而尽量减少外部、内部和产品间三种干扰的影响,使所设计的产品质量特性波动小,稳定性好。另外,在参数设计阶段,一般选用能满足使用环境条件的最低质量等级的元件和性价比高的加工精度来进行设计,使产品的质量和成本两方面均得到改善。

参数设计是一个多因素选优问题。由于要考虑三种干扰对产品质量特性值波动的影响,探求抗干扰性能好的设计方案,因此参数设计比正交试验设计要复杂得多。田口博士采用内侧正交表和外侧正交表直积来安排试验方案,用信噪比作为产品质量特性的稳定性指标来进行统计分析。

为什么即使采用质量等级不高、波动较大的元件,通过参数设计,系统的功能仍十分稳定呢?这是因为参数设计利用了非线性效应。

通常产品质量特性值y与某些元部件参数的水平之间存在着非线性关系,假如某一产品输出特性值为y,目标值为m,选用的某元件参数为x,其波动范围为Dx(一般呈正态分布),若参数x取水平x1,由于波动Dx,引起y的波动为Dy1(如图),通过参数设计,将x1移到x2,此时同样的波动范围Δx,引起y的波动范围缩小成Dy2,由于非线性效应十分明显,

D y2

输出特性y呈线性关系,且易于调整的元器件参数z(调整因素),即y=a+bz,只要把z从z1调到z2,即可补偿偏离量

Δm。如果不采用参数设计,利用非线性关系,而是按传统方法直接进行容差设计,把元件x由较低质量等级改为很高质量等级,也就是说将参数x的 波动范围由Δx 缩小为Δx1,而对应于水平x1的质量特性y的波动范围变为Δy3,虽然Δy3<Δy1,但这是以增加成本为代价而取得的;而且可能仍然是Δy3>Δy2,即提高了元件质量等级后,对应于x1的产品质量特性y的波动范围仍然比采用较低质量等级元件、对应于水平x2的y波动范围D y2要宽,由此可以看出参数设计的优越性。

图: 参数设计的非线性效应图

参数设计可以分为静态特性的参数设计和动态特性的参数设计。

#7 发散思维

发散思维

发散思维又称求异思维、辐射思维,是指从一个目标出发,沿着各种不同的途径去思考,探求多种答案的思维,与聚合思维相对。不少心理学家认为,发散思维是创造性思维的最主要的特点,是测定创造力的主要标志之一。

美国心理学家吉尔福特认为,发散思维具有:流畅性、灵活性、独创性三个主要特点。 流畅性是指智力活动灵敏迅速,畅通少阻,能在较短时间内发表较多观念,是发散思维的量的指标;灵活性是指思维具有多方指向,触类旁通,随机应变,不受功能固着、定势的约束,因而能产生超常的构思,提出不同凡响的新观念;独创性是指思维具有超乎寻常的新异的成分,因此它更多表证发散思维的本质。可以通过从不同方面思考同一问题,如“一题多解”、“一事多写”、“一物多用”等方式,培养发散思维能力。

#8 方差分析与回归分析

方差分析(Analysis of Variance, 缩写为ANOVA)是数理统计学中常用的数据处理方法之一,是工农业生产和科学研究中分析试验数据的一种有效的工具。也是开展试验设计、参数设计和容差设计的数学基础。

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