精益設計研發質量管理_精益管理大師_3A精益管理顧問

一、產品設計與產品質量

  從本世紀50年代開始,基于傳統設計開發經驗,結合新興的統計分析技術、管理技術IT技術和方法論,人們積極尋找先進的設計理論與方法,TRIZ理論、ADT理論、田口設計法、六西格瑪設計等一系列新的理論方法應運而生。公理設計理論的奠基人NamP.Suh教授曾指出,“經驗或對比設計技術與方法極大地限制了實際設計水平的提高,對復雜產品的高效、系統設計顯得無能為力,基于新的設計技術與方法理論,建立系統、完整的現代設計方法學和設計平臺,是應對設計挑戰的關鍵”(Nam P.Suh,2001)。

  隨著新型設計方法實踐活動的深入展開,人們發現,產品的功能性、可靠性、安全性、成本效益和可維護性等質量指標與設計過程、設計方法息息相關。NASA火箭因O型密封圈的錯誤布置導致發射失敗,新奧爾良酒店的承重設計問題導致其在颶風中垮塌,某型號手機的鍵盤受力設計不合理導致頻繁斷鍵,某品牌電視的EMI設計缺陷導致視頻信號紊亂??在設計階段出現問題,對最終產品質量的影響幾乎是致命的,反之,在嚴格控制設計開發階段的質量,是提高產品質量水平的重中之重。通過深入研究,我們還發現,產品設計質量不僅影響最終產品,還會影響制造工藝和生產環節。因為設計方案決定了生產計劃的制定,原材料的采購,零部件的選用,加工設備的調配,加工工序的安排,加工精度的確立,以及質量等級的高低??設計上的“先天不足”會造成后續工作一系列的“后患”。南方一家設計、生產煙火報警器的企業就遇到過類似的問題,設計人員選用了不在企業備件目錄內、已經停產的一種時序控制芯片,在量產準備階段才發現,這種時序芯片市場上已經沒有存貨,只能采用同類的國內仿品,質量根本無法保證,而重新修改設計、制版、排產、備料需要耗費大量的時間和金錢。

  據統計,在最終產品的質量問題中,80%是由設計原因引起的,而設計還決定了70%的產品成本。設計是產品質量形成的根源。在備件、生產、檢驗等環節進行質量控制和改進所取得的效果,遠沒有控制和改進設計質量所取得效果好,而這一環節恰恰是國內大部分企業所忽視的。

二、改善設計質量的理論與方法

  如何改善產品的設計質量呢?我們必須從眾多新興的設計理論和方法中汲取營養。公理設計、穩健設計和六西格瑪設計是三種與設計實踐結合較為緊密、并日臻完善的設計理論和方法體系,這三者相互關聯、相互結合、相互作用,形成了提高產品設計質量的理論基礎。

1、公理設計

  1990年,Nam P.Suh教授提出了公理設計理論,他針對設計活動,提出了公理化理論框架,并據此提供了評價和判別產品設計質量好壞的標準,進而推出改善設計質量的方法。80年代,公理設計形成了12條設計假定,最后歸結為兩條設計公理:獨立公理與信息公理。基于這兩條公理又建立了16個定理與8條推論。公理設計的最終目標是:證明設計活動本身是可描述、可掌握的設計科學,人們可以利用公理設計的理論、方法增強設計的創造性、設計方案的魯棒(穩定)性和可制造性、可維護性,并建立通用的設計科學基礎、設計平臺和設計工具,提升設計的可控性和自主性。

2、穩健設計

  穩健設計又稱為田口方法,是日本田口玄一博士所創立的。田口方法是一種低成本、高效益的質量工程方法,它強調產品質量的提高不是通過檢驗,而是通過設計。其基本思想是把產品的穩健性設計到產品和制造過程中,通過控制源頭質量來抵御大量的下游生產或顧客使用中的噪聲或不可控因素的干擾。田口方法不僅提倡在低成本的條件下開發出高質量的產品,而且使用先進的試驗技術來降低設計試驗費用,這也正是田口方法對傳統思想的革命性改變。

  田口方法的特色主要體現在以下幾個方面:(1)“源流”管理理論。(2)產品開發的三次設計法。(3)質量與成本的平衡性。(4)新穎、實用的正交試驗設計技術。

3、六西格瑪設計

  六西格瑪設計是按照合理的流程、運用科學的方法準確理解和把握顧客需求,對新產品/新流程進行健壯設計、使產品/流程在低成本下實現六西格瑪質量水平。同時使產品/流程本身具有抵抗各種干擾的能力,既是制造和使用環境惡劣,產品仍能滿足顧客的需求。六西格瑪設計是在提高產品質量和可靠性的同時降低成本和縮短研制周期的有效方法。

三、精益研發與設計質量管理

  針對提高企業產品研發、設計質量,在精益研發體系中,研究出一整套的質量設計解決方案——PERA Quality質量設計平臺。PERA Quality是精益研發的核心部分,貫穿了企業產品研發的各個環節,將設計質量優化和管控的理念滲透到產品的全生命周期之中。在精益研發體系中,PERA Quality和創新設計平臺PERA Innovation、協同仿真平臺PERA Simulation采用統一的流程管理、數據管理和知識管理,提供了基于質量管理、注重技術創新、支持產品優化的虛擬樣機開發環境,形成企業全新的基礎研發平臺。

  PERA Quality質量設計平臺基于公理設計、穩健設計和六西格瑪設計理論方法,包含了六大核心技術,分別是質量功能展開(QFD)、公理設計、正交試驗設計、穩健性設計、可靠性設計和面向X的設計。這六大技術內部具有復雜的應用和數據邏輯關系,其間采用統一的流程管理、數據管理和知識管理,實現技術應用的整合,通過多學科優化,實現設計后端的綜合優化。而產品的質量設計過程就是綜合、交互運用上述六項技術的過程:首先利用QFD技術從客戶需求出發,將客戶的需求轉化展開為設計項目的技術需求指標,然后利用穩健設計、正交實驗設計、可靠性設計、面向X的設計等方法完成設計,并逐級利用設計公理進行判斷和優選,最終實現設計質量指標。PERA Quality將一系列的質量設計方法封裝在統一的平臺內,設計師在這一平臺上開展設計工作,就在不自覺間運用了先進的質量設計方法。同時,經過長期的應用磨合與知識積累,可以逐步建立企業自身的質量設計知識庫,形成獨一無二的核心設計能力。

  實施精益研發的質量管理平臺、改善研發質量是轉變企業傳統觀念和研發模式的過程,在全員積極參與的前提下,明確的戰略目標,切實合理的項目規劃,高效的項目組織,以及必要的激勵手段是保證研發管理項目成功的關鍵,是使研發質量獲得明顯改善的重要基礎。

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