提高新產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的有效工具和方法
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20世紀(jì)70年代開始，許多科技發(fā)達(dá)國家的質(zhì)量管理重點從產(chǎn)品的制造過程移向產(chǎn)品質(zhì)量形成的源頭----設(shè)計開發(fā)過程，從而使產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量得到空前的提高，達(dá)到5s到6s水平，通過制造過程后，仍然保持在4s到5s水平以上。而我國產(chǎn)品質(zhì)量長時間停留在2s到3s水平，根本原因是產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的質(zhì)量不高。
要從根本上解決上述問題，重點是要提高產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的質(zhì)量。要提高產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的質(zhì)量，重點是要系統(tǒng)的采用世界先進(jìn)企業(yè)成功實踐的產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的有效工具和方法。本人對當(dāng)今世界主要發(fā)達(dá)國家及優(yōu)秀企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)領(lǐng)域里的一些先進(jìn)的理念和科學(xué)方法加以整理，現(xiàn)將提高產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)的有效工具和方法簡介如下：
1、 質(zhì)量功能展開(QFD)
質(zhì)量功能展開(Quality Function Deployment，簡稱QFD，是將顧客的需求轉(zhuǎn)換成代用質(zhì)量特性，進(jìn)而確定產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量(標(biāo)準(zhǔn))，再將這些設(shè)計質(zhì)量系統(tǒng)地(關(guān)聯(lián)地)展開到各個功能部件的質(zhì)量、零件的質(zhì)量或服務(wù)項目的質(zhì)量上，以及制造工序各要素或服務(wù)過程各要素的相互關(guān)系，使產(chǎn)品或服務(wù)事前就完成質(zhì)量保證，符合顧客要求，它是一種系統(tǒng)化的技術(shù)方法。
QFD核心技術(shù)是質(zhì)量屋技術(shù)，包括四個階段質(zhì)量屋，即產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋、零件階段質(zhì)量屋、工藝設(shè)計階段質(zhì)量屋和生產(chǎn)控制階段質(zhì)量屋。
2、 實驗設(shè)計(DOE)
試驗設(shè)計（Design Of Experiment，簡稱DOE），是對過程或產(chǎn)品進(jìn)行改善或優(yōu)化，找出最佳關(guān)鍵因子的方法。它是一門研究如何正確地安排試驗和分析結(jié)果的科學(xué)，目的是以最少或較少的試驗次數(shù)得到最佳的試驗結(jié)果的方法。
試驗設(shè)計的構(gòu)建的基礎(chǔ)是方差分析(ANOVA)和回歸分析技術(shù)，包含：篩選試驗設(shè)計、部分因子試驗設(shè)計、全因子試驗設(shè)計、曲面響應(yīng)試驗設(shè)計等內(nèi)容。
3、 三次設(shè)計
三次設(shè)計是指系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計和容差設(shè)計。它是一種優(yōu)化設(shè)計，是線外質(zhì)量管理的主要內(nèi)容。
3.1系統(tǒng)設(shè)計（一次設(shè)計）
系統(tǒng)設(shè)計即傳統(tǒng)的設(shè)計。它是依據(jù)技術(shù)文件進(jìn)行的。例如：化工生產(chǎn)過程選擇什么樣的原材料和工藝路線；生產(chǎn)電機(jī)選用何種導(dǎo)線，采用什么加工工藝等等。系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量取決于專業(yè)技術(shù)的高低。但對于某些結(jié)構(gòu)復(fù)、多參數(shù)、多特性值的產(chǎn)品，要全面考慮各種參數(shù)組合的綜合效應(yīng)，單憑專業(yè)技術(shù)往往無法定量地確定經(jīng)濟(jì)合理的最佳參數(shù)組合。盡管系統(tǒng)設(shè)計有這個不足，有時甚至由于時間限制，不可能對所有系統(tǒng)進(jìn)行研究，只能根據(jù)直覺或預(yù)測，從各個系統(tǒng)中挑選幾個重要的系統(tǒng)進(jìn)行研究。系統(tǒng)設(shè)計是整個設(shè)計的基礎(chǔ)，它為選擇需要考察的因素和待定的水平提供了依據(jù)。
3.2參數(shù)設(shè)計（二次設(shè)計）
在系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)上，就該決定這些系統(tǒng)中各參數(shù)值的最優(yōu)水平及最佳組合。但由于系統(tǒng)設(shè)計是憑專業(yè)知識推定出待考察的因素和水平，無法綜合考慮減小質(zhì)量波動，降低成本等因素。而參數(shù)設(shè)計是一種非線性設(shè)計，它運用正交試驗、方差分析等方法來研究各種參數(shù)組合與輸出特性之間的關(guān)系，以便找出特性值波動最小的最佳參數(shù)組合。因此，參數(shù)設(shè)計也稱參數(shù)組合的中心值設(shè)計。
3.3.容差設(shè)計（三次設(shè)計）
系統(tǒng)要素的中心值決定后，便進(jìn)入決定這些因素波動范圍的容差設(shè)計。由于某些輸出特性的波動范圍仍然較大，若想進(jìn)一步控制波動范圍，就得考慮選擇較好的原材料、配件，但這樣自然會提高成本。因此有必要將產(chǎn)品的質(zhì)量和成本進(jìn)行綜合平衡。容差是從經(jīng)濟(jì)角度考慮允許質(zhì)量特性值的波動范圍。容差設(shè)計通過研究容差范圍與質(zhì)量成本之間的關(guān)系，對質(zhì)量和成本進(jìn)行綜合平衡。
4、 可靠性設(shè)計
可靠性設(shè)計技術(shù)是在產(chǎn)品研制和設(shè)計中采取相應(yīng)的措施，使產(chǎn)品的可靠性提高并達(dá)到可靠性指標(biāo)的一門技術(shù)。它是一項工程技術(shù)，要結(jié)合工程實際應(yīng)用多項統(tǒng)計技術(shù)，但它不是一些數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)。所謂產(chǎn)品可靠性是指在產(chǎn)品規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。它不但直接反映產(chǎn)品各組成部件的質(zhì)量，而且還影響到整個產(chǎn)品質(zhì)量性能的優(yōu)劣。
5、 產(chǎn)品設(shè)計潛在失效模式及后果分析(DFMEA)
在設(shè)計和制造產(chǎn)品時，F(xiàn)MEA是一種可靠性設(shè)計的重要方法。它實際上是FMA（故障模式分析）和FEA（故障影響分析）的組合。它對各種可能的風(fēng)險進(jìn)行評價、分析，以便在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上消除這些風(fēng)險或?qū)⑦@些風(fēng)險減小到可接受的水平。及時性是成功實施FMEA的最重要因素之一，它是一個“事前的行為”，而不是“事后的行為”。為達(dá)到最佳效益，F(xiàn)MEA必須在故障模式被納入產(chǎn)品之前進(jìn)行。
DFMEA應(yīng)在一個設(shè)計概念形成之時或之前開始，并且在產(chǎn)品開發(fā)各階段中，當(dāng)設(shè)計有變化或得到其他信息時及時不斷地修改，并在圖樣加工完成之前結(jié)束。其評價與分析的對象是最終的產(chǎn)品以及每個與之相關(guān)的系統(tǒng)、子系統(tǒng)和零部件。需要注意的是，DFMEA在體現(xiàn)設(shè)計意圖的同時還應(yīng)保證制造或裝配能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計意圖。因此，雖然DFMEA不是靠過程控制來克服設(shè)計中的缺陷，但其可以考慮制造/裝配過程中技術(shù)的/客觀的限制，從而為過程控制提供了良好的基礎(chǔ)。
6、 產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃(APQP)
產(chǎn)品質(zhì)量先期策劃(Advanced Product Quality Planning，簡稱APQP)，是美國汽車行業(yè)三大公司產(chǎn)品實現(xiàn)策劃的方法，是制定和規(guī)定確保其產(chǎn)品使顧客滿意所需要的步驟和計劃并確保達(dá)到要求的活動，是一種早期識別質(zhì)量問題的和預(yù)防缺陷的結(jié)構(gòu)化方法。APQP將產(chǎn)品實現(xiàn)的策劃分為五個階段，即計劃與定義，產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)，過程設(shè)計與開發(fā)，產(chǎn)品與過程確認(rèn)，反饋、評定和糾正措施階段。
7、 項目管理
所謂項目就是在規(guī)定的時間和預(yù)算內(nèi)需要完成的某種具有特定質(zhì)量性能要求的一次性、多任務(wù)的工作。所謂項目管理就是對項目進(jìn)行管理，也就是由一個臨時性的專門組織，綜合運用各種知識、技能、工具和方法，對項目進(jìn)行有效地計劃、組織、協(xié)調(diào)和控制，以實現(xiàn)項目目標(biāo)的過程。
項目管理的實施能有效地確保新產(chǎn)品開發(fā)在時間、成本及質(zhì)量等目標(biāo)上達(dá)成一致，為新產(chǎn)品開發(fā)保駕護(hù)航。
8、 六西格瑪設(shè)計(DFSS)
六西格瑪設(shè)計(Design For Six Sigma，簡稱DFSS)。DFSS作為六西格瑪管理核心方法系統(tǒng)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(yīng)用絕不僅僅局限于對現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程的再造，而且還廣泛應(yīng)用于新的產(chǎn)品或服務(wù)流程的設(shè)計，它是六西格瑪管理戰(zhàn)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(yīng)用六西格瑪原理于現(xiàn)有流程的優(yōu)化）相結(jié)合，從而實現(xiàn)對現(xiàn)有流程的突破性改善。
DFSS是按照合理的流程、運用科學(xué)的方法準(zhǔn)確理解和把握顧客需求，對新產(chǎn)品/新流程進(jìn)行健壯設(shè)計、使產(chǎn)品/流程在低成本下實現(xiàn)六西格瑪質(zhì)量水平，同時使產(chǎn)品/流程本身具有抵抗各種干擾的能力。六西格瑪設(shè)計是幫助我們實現(xiàn)在提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的同時降低成本和縮短研制周期的有效方法，具有很高的實用價值。
DFSS流程有以下幾種：DMADV(D定義、M測量、A分析、D設(shè)計、V驗證)流程；IDDOV(I識別、D定義、D研發(fā)、O優(yōu)化、V驗證)流程。IDDOV流程是更適合新產(chǎn)品和新流程的開發(fā)要求。