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孙永伟博士原创|支撑研发项目各阶段任务的工具集及它们的逻辑 - “正确地做正确的事”和“第一次就做对”的策略

DFSS(六西格玛设计)作为研发方法论理论体系的重要组成部分,是研发方法理论体系流程层中为数不多的工具,起到了承上启下的作用。它以结构化的流程,引导研发团队解决研发项目中不同阶段、不同类型的问题。

 

 

 

DFSS使研发团队在完成项目时遵循具有强逻辑关系的步骤,提供了丰富的工具引导研发团队完成一系列的任务。它的目标是使研发团队第一次就做对,第一次就成功,以最小的成本、最少的设计变更将后续所有的问题尽可能在解决在研发阶段。DFSS丰富的工具支撑,可以保障项目团队“正确地做正确的事(Do Right Things Right)”;既有一系列的工具保证研发团队做“正确的事情(Do Right Things)”,不偏离研发的正确方向;又有一系列的工具促使研发团队打破固有思维方式,实现高水平的创新设计,和一系列的工具提高研发团队的工作效率,开发出高质量的产品,使研发团队以“正确地做事情(Do Things Right)”。典型的工具有CTQ下展(CTQ Flowdown)、MSA(测量系统分析)、TRIZ(发明问题解决理论)、FMEA(潜在失效模式及后果分析)、DoE(试验设计)等。

在研发方法理论体系中,决策层的工具如NPI/IPD等,可以帮助决策层制订产品战略,使管理团队实现跨部门有效协同,共同完成产品开发各个阶段的任务,但由于这些方法论只规定了需要完成的任务,缺少具体的工具匹配和支撑,特别是在面临其中的困难任务的时候,更加难以应对。这就不难理解IPD/NPI这样优秀的方法论在企业中的“落地难”问题。

在研发方法理论体系中,执行层有许多高效的方法论,例如有FMEA可以全面预防和评估风险,有DoE可以大大减少试错成本并减轻研发人员的工作量,有TRIZ可以让研发团队产生突破性的创意。但这些工具只能解决研发繁杂、艰巨任务中的某一方面问题,很难全面支持研发工作。

在研发方法理论体系中,流程层的工具DFSS起到承上启下的作用。它解决了决策层方法论(如NPI/IPD等)没有具体工具支撑从而导致落地困难问题,又解决了执行层的各个方法论工具各自独立从而导致彼此协同差的问题。

DFSS作为研发方法理论体系中间层的方法论非常重要,但目前已有的DFSS方法论存在着大量的问题,突出体现:目前的DFSS流程比较混乱,路径不统一;各个工具的逻辑性差,不能很好地支持决策层的任务;所涉及到的底层的方法论不能与时俱进等。这必将会影响到整个研发方法论理论体系的理解、普及以及使用效果;无法给企业提供从整体上提高创新能力的解决方案。

基于此,2022年1月,RDMI(国际研发方法协会)宣告成立了DFSS委员会(暂定名)。此委员会成立的主要目的是研究企业研发过程中的主要任务,特别是难度比较大的任务,然后有针对性地匹配或开发出相应的工具,以实现全流程地支持研发工作有效开展。RDMI DFSS委员会的专家均有在著名企业中应用、推进先进方法论的丰富经验,如国家能源集团、GE(通用电气)、SGM(上汽通用)、一汽集团、宁德新能源、伊顿电气、徐工道路、美的等。

RDMI DFSS委员会成立后,专家们先后进行了多次长达20多小时的集中讨论,确定了新产品开发过程中研发团队所需要完成的核心任务,以及这些任务的交付物;将研发过程分为定义(Define)、衡量(Measure)、设计(Design)、优化(Optimize)和验证(Verify)五个阶段;并将每项任务对应到相应的阶段,匹配推荐了相应的底层方法论工具。

 

以下是RDMI DFSS路线图五个阶段的主要任务以及相应的方法论工具。

阶段

主要任务

主要工具

定义

Define

识别市场机会、客户需求、竞争对手、核心技术;规划定义产品,确定项目范围;组建项目团队,完成资源配置。

VoC分析、工程系统的演化趋势(含S曲线)、VoP分析、价值主张、QFD、亲和图、Kano模型、AHP、标杆分析、SWOT分析、专利导航、TRL(技术成熟度)、MGPP、产品边界图、团队章程、甘特图、项目风险注册表

衡量Measure

将客户的需求转化为技术指标(高阶CTQ),根据市场竞争态势及发展趋势对高阶CTQ赋值以确定各CTQ成功的衡量标准,根据CTQ差距确定研发方向和难点;对项目进行分解;明确各CTQ的测量标准并对测量系统的能力进行评估。

QFD、CTQ下展、标杆分析、DFSS记分卡、DFR、AHP、测量系统分析

设计Design

产生产品及过程概念设计方案,对概念设计方案进行筛选得出最佳设计;对设计和过程风险进行评估,产生规避方案;对设计分包进行管控。

TRIZ、可拓学、设计思维、Pugh矩阵、DFMA、DFR、FMEA、CTQ下展、测量系统分析、专利导航

优化Optimize

产生详细设计,建立CTQ与影响因子之间的量化关系;根据多种设计条件进行优化,得到最佳参数设置;为每个参数设置公差,产生稳健性设计;进行专利布局。

CTQ 下展、DFx、DFR、DoE(含刻画器、规划求解、敏感性分析)、误差传递、Monte Carlo模拟、容差分配

验证

Verify

小批量试制,验证产品的性能、可靠性和工艺性,生成控制计划,完成产品设计冻结,准备转移到生产。

DFSS 记分卡、HALT(高加速寿命试验)、MEOST(多环境强化应力试验)、FTA(故障树分析)、Ppk/Cpk

 

我们知道,目前RDMI DFSS委员会并不能代表所有的行业,我们的路径还有许多不完美的地方需要去完善,如果您:

    • 在DFSS领域有丰富的理论和实战经验或者对DFSS有丰富的研发背景并希望在DFSS领域有深入的研究;

    • 有良好的人品、谦逊的胸怀;能够与其他专家一起和谐相处,共同成长;

    • 有保持终身学习的态度,具有开拓、创新的精神;

    • 能够投入大量的时间和精力,承担一定的工作任务。

我们期待着您的加入,您可以通过下面两种方式联系我们。


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