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6Sigma汽车设计研究

2016-04-14 11:53 来源:汽车设计论文 人参与在线咨询

摘要:

现代汽车的设计比较注重顾客需求的满足,而6Sigma设计正是以顾客需求为核心的一种设计方法。因此,基于这种认识,本文对6Sigma设计在汽车设计中的应用问题展开了研究,从而为关注这一话题的人们提供参考。

关键词:

6Sigma设计;汽车设计;应用

21世纪初,6Sigma设计的应用为各大汽车制造公司带来了更多的产品设计制造利润。所以随着汽车工业的发展,6Sigma设计在汽车设计领域得到了推广应用。因此,有必要对6Sigma设计在汽车设计中的应用问题展开研究,从而更好的利用该种设计方法促进汽车工业的发展。

一、6Sigma设计特点及流程分析

1、6Sigma设计特点

从特点上来看,6Sigma设计最主要的特点就是以顾客需求为中心。在设计的过程中,需要通过收集市场信息确认顾客需求,然后通过分析产品的关键质量特性为系统各个层次的设计提供指导,继而使产品满足顾客的期望。同时,6Sigma设计比较注重过程,需要将关键质量特性转化成关键过程特性,从而确保过程输出能够同时满足工程设计要求和顾客需要。而在设计之初,6Sigma设计就会进行设计成本目标和质量目标的确定,并且通过不断优化设计过程确保产品质量和成本。此外,运用6Sigma设计,可以借助数学模型和分析工具对产品的关键质量特性进行考量,并且可以通过试验设计确保产品的可靠性。

2、6Sigma设计流程

从设计流程上来看,6Sigma设计流程由多种,其中得到广泛应用的流程为IDDOV流程,即由识别、定义、开发、优化和验证组成的产品设计流程。其中,识别就是进行产品功能的确定,需要在产品设计中论证其可行性。定义是对产品的功能需求进行确认和细化,需要考虑所有的瞬态和动态情况。开发则是针对具体的电路和元器件的设计,需要根据需求完成元器件选择和电路设计。优化是对设计参数进行优化,可以实现企业利益的最大化。此外,验证是对产品设计是否能够满足顾客需求进行确认,可以确保产品设计的可靠性。

二、6Sigma设计在汽车设计中的应用

1、在汽车目标设计中的应用

现代汽车的设计,主要目标就是满足顾客的需求。而运用6Sigma设计方法,可以利用关键质量特性进行客户需求的表征,可以将顾客需求量化,从而为汽车设计提供可靠数据依据。具体来讲,就是将顾客需求划分成连续数据和离散数据,以便从众多顾客需求中需求顾客的真正需求,继而建立关键质量特性矩阵。而确定了矩阵的排列次序,就可以为汽车设计提供依据。值得注意的是,顾客需求除了与关键过程有关,同时也与过程能力有关。利用关键过程特性,则能使过程能力要素得到体现。而利用6Sigma设计,可以对关键过程进行设计优化,从而满足顾客的需求。就目前来看,可以使用Gap法和非线性蒙特卡罗法对过程能力进行优化。

2、在汽车创新设计中的应用

在汽车设计中,创新也是需要强调的问题,其直接关系到汽车产品的市场竞争力。在汽车创新设计中运用6Sigma设计,可以顾客需求为中心进行汽车产品创新。具体来讲,就是在汽车设计的分析和测量阶段,应用6Sigma设计方法可以对顾客的创新需求加以分析。就目前来看,可以通过组合已知汽车功能、结构和行为进行汽车功能、结构和行为变量的创新,也可以直接进行已知结构变量或变量类的创新,并且利用定性和偶然知识实现汽车创新设计[1]。按照顾客需求层次,也可以将汽车创新划分为求解方案改进、求解方案重新选择、专业创造发明。而运用TRIZ方法,就能够实现各个层面的创新。

3、在汽车可靠性设计中的应用

汽车设计只有具有一定的可靠性,才能确保驾驶者的安全。而利用6Sigma设计,可以将顾客对可靠性的需求量化成可靠度和平均无故障工作时间值。在设计时,除了对涉及安全和法规的零部件的可靠性进行确认,还需要确认与安全有关但不具备可修复性的零部件的可靠性。具体来讲,就是利用可靠度和平均无故障工作时间进行这些零部件可靠性的表述。在此基础上,还需要对零部件进行失效模式影响分析和故障树分析,从而发现新产品设计的早期问题,继而使新产品设计达到6Sigma水平[2]。最终,按照汽车的使用环境和复杂程度,就可以实现对汽车系统的可靠性分配和设计预计。

4、在汽车低成本设计中的应用

通过合理设计降低汽车成本,显然可以为汽车生产企业带来更多的利润。实际上,在汽车设计阶段,产品设计将决定产品成本的80%。所以在汽车设计的过程中,应该进行降低和控制成本的理念的贯穿。而6Sigma常常被应用在产品的低成本设计中,可以起到降低产品成本的作用。利用6Sigma的低成本设计方法,可以在满足产品功能需求的基础上,为产品设计带来较为可观的价值。同时,利用价值功能分析法,也可以在产品成本保持不变的情况下,通过增加产品功能增加产品的附加值。以低成本设计为出发点,可以应用代用法和参数设计法进行汽车设计。其中,代用法是以功能相同的低成本零部件取代汽车设计原本的零部件,可以用于降低新老产品的成本[3]。而参数设计法就是将成本当成是系统参数,然后通过优化系统参数保持产品成本最优。

5、在汽车流程优化设计中的应用

在汽车设计中,通过优化汽车设计流程,显然能够获得相对科学的汽车设计流程。而现代汽车的设计质量,在很大程度上取决于科学的设计流程。运用6Sigma,可以将汽车设计过程划分成定义、测量、分析、设计和验证这五个环节。通过确认顾客需求,并且完成相关数据采集和实现产品成本、工艺和性能的分析,就可以完成产品的结构设计。而在这一过程中,需要逐一进行实验设计和设计验证。利用6Sigma,可以为每个步骤的进行提供应用工具,所以能够确保各个步骤的设计满足顾客需求。在进行汽车整车设计时,就可以利用6Sigma提供的关键线路法和计划评审技术进行设计程序的优化[4]。其中,关键线路法是利用计算网络和网络图中的各项时间参数进行汽车设计的关键路线的确定,可以通过优化网络缩短设计周期。而计划评审技术是利用计算机和软件对项目进行系统分析评价,可以通过确定最佳精度计划达到最佳设计效率。

三、结论

总而言之,利用6Sigma设计方法和流程可以满足现代汽车的设计要求,从而使设计出的汽车产品更加符合顾客需求。因此,汽车设计企业应该加强对6Sigma设计的研究,并且较好的在汽车设计中进行该种设计方法的运用,以便使设计出的汽车产品具有更大的市场竞争力。

作者:国鹏岩 单位:哈尔滨广厦学院11届汽车系

参考文献

[1]朱正礼,杜建福,兰志波.DFSS在新能源汽车电子产品开发中的应用[J].机械设计与制造,2012,02:253-255.

[2]张伟,崔继强,上官望义等.DFSS在商用车底盘部件设计中的应用研究[J].汽车实用技术,2015,01:89-92.

[3]吴玮玮.新能源汽车电子产品开发中DFSS设计方法的应用[J].陕西教育(高教版),2014,05:76+80.

[4]余秀慧,谢骋,孙丽丽.六西格玛设计在汽车产品开发中的应用[J].上海汽车,2010,03:20-22+26

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