六西格瑪設計

六西格瑪已經被公認為是實現高質量和營運優越的高效工具。“六西格瑪設計(Design For Six Sigma)”基本上是一種信息驅動的六西格瑪系統方法，通常應用於產品的早期開發過程，通過強調縮短設計，研發周期和降低新產品開發成本，實現高效能的產品開發過程，準確的反映客戶的要求。

DFSS(Design For Six Sigma)系統方法的核心是，在產品的早期開發階段應用完善的統計工具，從而以大量數據證明預測設計的可實現性和優越性。在產品的早期開發階段就預測產品或服務在客戶處的績效表現是實現更高客戶滿意度、更高利潤和更大市場佔有率的關鍵。

DFSS通過基於項目的確認（Identify）-設計（Design）-優化（Optimize）-驗證（Validate）四個階段來實施。

通過六西格瑪設計的產品/流程的質量水平甚至可達到七西格瑪水平。

六西格瑪設計是6Sigma管理的最高境界。低成本（Cost down）、高可靠性（High reliability）、零缺陷（Zero defect），是當今高級六西格瑪管理的發展方向。21世紀是6Sigma設計的世紀。

六西格瑪設計作為六西格瑪管理核心方法系統之一，雖然和BPR一樣是一個面向流程再造的管理方法和思想。然而不同的是，DFSS的應用絕不僅僅局限於對現有業務流程的再造，而且還廣泛應用於新的產品或服務流程的設計，它是六西格瑪管理戰略實施的最高境界。作為一個方法體系，它可以與DMAIC（即D定義、M測量、A分析、I改善、C控制，是應用六西格瑪原理於現有流程的優化）相結合，從而實現對現有流程的突破性改善。

六西格瑪設計從六西格瑪改進自然演變而來，是六西格瑪改進的外延。更準確地說，六西格瑪設計是綜合考慮所要實現的六西格瑪全部意圖以及在新產品設計和商業投放中遭遇的各種挫折的產物，沒有任何一個單獨的六西格瑪設計模型足以應付所有問題，而各自對六西格瑪做這樣或那樣的調整又存在非常現實的危險——很可能遺漏顧客的根本需求。六西格瑪改進可以顯著地降低過程缺陷和差錯率，使之達到一般商業組織普遍接受的水平。這種改進的極限是相當於最壞差錯率的最大回報率。隨著組織逐漸地向“每百萬3.4個缺陷”的六西格瑪目標推進，從世界水平質量得到的硬回報將逐漸減少，轉而支持柔性效益，例如，為更好的顧客滿意度和更高昂的僱員積極性而拼搏。這種柔性效益將使他們在新產品和新服務領域裡感受到好得多的回報，並且得到這些回報。

質量功能展開是實施六西格瑪設計必須應用的最重要的方法之一。為了保證設計目標值與顧客的要求完全一致，質量特性的規格限滿足顧客的需求。

系統設計（system design）在六西格瑪設計中有著十分重要的作用。在顧客需求明確以後，如何有針對性地開發出技術含量高、生命力強、適銷對路的產品，從根本上決定了產品的質量，也將直接影響企業的成敗。

參數設計（parameter design）在系統設計之後進行。參數設計的基本思想是通過選擇系統中所有參數（包括原材料、零件、元件等）的最佳水平組合，盡量減少外部、內部和產品間三種干擾的影響，使所設計的產品質量特性波動小、穩定性好。

容差設計（tolerance design）在完成系統設計和由參數設計確定了可控因素的最佳水平組合後進行，此時各元件的質量等級較低，參數波動範圍較寬。

通過FMEA分析，找出影響產品質量和可靠性的各種潛在的質量問題和故障模式及其危害度和原因（包括設計缺陷、工藝問題、環境問題、老化、磨損和加工誤差等），經財務設計和工藝的糾正措施，提高產品的質量和抗各種干擾的能力。

為了在產品全壽命周期內增強顧客滿意，必須針對有關的各種要素X，進行面向X族的設計（DFX）。所謂DFX，本質上就是面向產品全壽命周期的設計。

1.確立一個有價值的六西格瑪設計項目

這一階段的目標在於為將來的活動提供一個堅定、清晰的方向。

2.聆聽顧客的聲音

項目確立以後，最關鍵的工作先聆聽顧客的聲音。

3.開發概念

此階段的要求是從既高度創新而又有相當基礎出發建立各式各樣的備選方案。

4.設計最優化

設計最優化是前面收集資料過渡到使用已有信息做決定，採取行動推陳出新。

5.驗證最優化的設計

六西格瑪設計的特色是強調把質量融入設計，而不是用反覆試驗的方法不斷提取然後獲得六西格瑪的質量，所以，設計必須在驗證之前完成，而不是用驗證作為修正設計的另一種方法。

6.記錄經驗

這是六西格瑪設計的最後一步，所做工作就是把六西格瑪設計中應用的每個工具和方法，每個函數和規則記錄下來。

六西格瑪設計的內容能夠融合企業中的關鍵職能，將顧客的聲音轉化為顧客需求，並對顧客需求的性能進行精確定位，去除顧客不願支付的性能，減少多餘成本，增加產品價值。同時，六西格瑪設計還強調如何顯著地提高產品的可製造性，減少裝配時間，減少零部件數量，重複利用產品族中的部件，以及提高產品對於其零部件波動的穩健性，這些使得企業在全球任何地方都能以最低的成本、最少的庫存和最快的速度進行生產或提供服務。

六西格瑪設計通過在研發階段的最早期將績效因素融入設計中，找到產品或服務缺陷的源頭。它教會人們用一種系統的方法，從設計項目的最初開始，就讓最合適的人參與、問正確的問題和使用正確的工具。

六西格瑪設計日益受寵的關鍵在於：運用科學的方法準確理解和把握顧客需求，以滿足顧客需求為至高原則，對新產品/服務流程進行健壯設計，使產品/服務在低成本下實現六西格瑪質量水平；同時，使產品/服務本身具有抗干擾的能力，即使使用環境惡劣或操作不當，產品/服務仍能滿足顧客的需求。六西格瑪設計就是幫助實現提高產品質量和可靠性的同時，降低成本和縮短研製周期的有效方法，具有很高的實用價值。通過六西格瑪設計的產品/流程的質量，甚至可達到六西格瑪以上的水平。因此，可以說六西格瑪設計是21世紀質量管理、流程優化，和產品改進方法的發展趨勢。

六西格瑪（6 Sigma）作為當今最先進的質量管理理念和方法，在幫助通用電氣取得驕人的成績之後，所受的關注達到了一個新的頂峰。但是人們發現，依靠傳統的DMAIC改進流程最多只能將質量管理水平提升到大約5 Sigma的水平。如果想繼續改進質量水平，企業就必須在產品設計的時候就全面考慮客戶的需求，原材料的特性，生產工藝的要求，生產人員的素質等各個方面的要素和條件，從而使產品設計達到6 Sigma水平，於是DFSS（六西格瑪設計）便應運而生。

TRIZ是六西格瑪設計的方法論之一，原義是"Theory of Inventive Problem Solving"，是一種系統化的發明工程方法論，經常瀏覽有關6 Sigma發展近況文獻的讀者對它應該並不陌生，它是幫助研發人員通過有系統有規則的方法來解決創新過程中種種問題的方法論。TRIZ理論認為，大量發明和創新面臨的基本問題和矛盾（在TRIZ中成為系統衝突和物理矛盾）是相同的，只是技術領域不同而已，它總結了40條創造性問題的解決原則，與各種系統衝突模式分別對應，直接指導創造者對新設計方案的開發。

經典的TRIZ：有一個核心思想、一套法制、四種解題工具、一個演演算法。

六西格瑪設計（DFSS）另外一個重要的方法論試驗設計(DOE)：計劃安排一批試驗，並嚴格按計劃在設定的條件下進行這些試驗，獲得新數據，然後對之進行分析，獲得所需要的信息，進而獲得最佳的改進途徑。試驗設計如今已經形成較為完整的理論體系，試驗設計方案大致可分為三個層次，第一層次的試驗設計是最基本的試驗設計方案，包括部分因子設計、全因子設計和響應曲面設計(RSM)等，第二層次的試驗設計包括田口設計（穩健參數設計）和混料設計。隨著現代工業的發展，這兩個層次的試驗設計方案已經不能滿足要求更高的和個性化的試驗設計方案，於是第三層次的試驗設計方案便由此誕生，包括非線性設計、空間填充設計（均勻設計）、擴充設計、容差設計、定製試驗設計等。這些試驗設計方法中，尤為值得一提的是定製試驗設計的方法，傳統的試驗設計方案都是相對固定的，當實際的問題和試驗設計方案的模型發生偏差時，試驗者往往不得不對自身所研究的問題進行修正，使它能與這些傳統的試驗設計方法相匹配，但定製試驗設計剛好相反，它可以讓試驗者對試驗設計方法的模型進行合理的修正，使它能夠適合需要解決的問題。定製試驗設計方法可以說是試驗設計領域的一場革命。它可以讓實驗者對響應變數（Y）的個數及權重，試驗因子的約束條件，試驗模型中需要考慮的效應，甚至試驗的次數都進行個性化的定製。

試驗設計（DOE）是六西格瑪設計中最重要的方法論之一，但它的實現離不開專業六西格瑪軟體的支持。JMP就試驗設計的功能而言，上述的三個層次的試驗設計方法中，面上的六西格瑪軟體都只能支持第一和第二層次的試驗設計方案，但對第三層次的試驗設計方案卻都不能支持。相比之下，JMP軟體卻能非常好地完成所有上述第三層次的試驗設計方案。特別是對於定製試驗設計的支持可以說是JMP的一大特色，它能夠很好地讓試驗者對模型進行定製以符合實際需要解決的問題的需要，在試驗設計方案的後期，JMP軟體里集成的模擬(simulation)功能還能幫助實驗者對設計方案進行模擬，以最大限度地減小新方案失敗的風險。筆者曾請教過六西格瑪質量管理業內的專業人士，據了解，除了試驗設計外，JMP在圖形界面以及對六西格瑪質量管理實施的支持上（如統計過程式控制制(SPC)、常規的回歸及方差分析等方面）JMP也具有很大的優勢。作為六西格瑪高端解決方案，JMP已被Dell，Intel, 滙豐銀行、中石化，惠普，蘋果，中芯國際，ASE，陶氏化學等世界諸多著名企業選用。

六西格瑪設計（DFSS）的第三個重要的方法論是QFD方法，它是一個幫助實施者將客戶的要求轉化為產品具體特性的工具，從七個維度進行展開，分別是客戶的需求和重要度、工程措施、關係矩陣、工程措施的指標和重要度、相關矩陣、市場競爭能力評估和技術競爭能力評估。

六西格瑪設計的成功需要上述三種方法的綜合應用，任何單一的方法都不能讓企業收穫六西格瑪設計的豐碩果實。這些理論本身也在不斷發展和完善中，相信會給全世界的企業帶來不段的驚喜和收穫。

六西格瑪設計適用於任何行業、任何產品或流程的設計。它可以被用來創造新的產品和服務、優化軟體設計和系統整合，或改善現有的產品表現。公司可以利用六西格瑪設計確保產品和流程的設計、投入生產和投放市場具有更強的可靠性和更高的性價比，以避免投入巨大成本重新設計項目的情況出現。

企業為了保持競爭地位和長期的贏利能力，必須能夠持續地為市場提供成功的產品和服務。但是，並不是所有的產品或者概念都可以成功地商品化，根據美國PDMA（產品開發管理機構）對新產品的研究統計，11個創意中只有3個可以進入開發，最後只有1個能夠成功地商品化。導致產品商品化失敗的原因有很多，主要可以歸結為三個方面：客戶需求的理解，市場趨勢的判別以及不具有結構化的產品開發流程。

六西格瑪設計提供VOC路徑，幫助企業產品開發團隊有效地獲取到客戶的真實需求；

六西格瑪設計集成了各種最有效的概念開發工具，包括TRIZ，幫助產品開發專家洞察到產品系統、子系統、模塊等技術的演變方向，從而確保產品方向和趨勢的正確性；

六西格瑪設計為產品或服務的開發提供一套結構化的嚴謹的流程。這套流程和方法具有兩個核心價值：第一，保證產品開發團隊的無縫合作，消除溝通障礙，提高效率；第二，六西格瑪設計是由一套通用的產品開發路徑和一系列工具集成的有機系統，工具和方法之間的連接是邏輯的和有序的，一個工具的輸出，通常是另一個工具的輸入。迄今為止，還從來沒有一個方法和工具提供如此完整而有效的產品開發系統。

(1)DMADV流程：即定義，測量、分析、設計、驗證；

(2)DMADOV流程：即在DMADV流程中增加了“優化”環節，是DMADV流程的發展；

(3)DCCDI流程：指的是定義、顧客、概念、設計，實現；

(4)DMEDI流程：指的是定義、測量、研究、概念、實現；

(5)IDDOV流程，即識別、定義、研發、優化、驗證；

(6)DCOV流程，即界定、概念設計、優化、驗證。