接触过六西格玛管理的朋友都知道:所谓的“六西格玛的质量水平”,是指每百万个产品中只有3.4个缺陷产品,甚至更少。这相当于产品的Cp>=2,Cpk>=1.5的结果。要达到这样近乎完美的质量水平,仅仅依靠生产阶段的管控是不够的,往往需要在设计阶段就要做好公差设计(也称“容差设计”)。 公差设计ToleranceDesign是研发三阶段(系统设计、参数设计和公差设计)中的最后一环,它是指在参数设计阶段确定的最佳条件的基础上,寻找各个参数最佳的容许误差,使得质量和成本综合起来达到最佳的经济效益。相对于系统设计和参数设计而言,公差设计是最容易被忽略的一环。这一方面是因为人们对质量波动的理解不够深入,更重要的是缺乏一个成熟的公差设计的工具软件,使得企业在推行六西格玛设计时很难落地。 笔者根据近几年的研发项目实践,在很多企业已配备的统计质量管理软件JMP平台上总结出一个切实可行的公差设计解决方法,供有六西格玛设计需求的技术人员参考。 下面,结合一个在汽车、机械、电子等行业适用面都比较广的基础机械系统设计案例,介绍一下公差设计的原理及其计算机实现方式。
在一个装配环中装入3个零件,如下图所示,技术要求间隙(Gap)的目标值T=0.015,LSL =0.005,USL=0.025,也就是Gap的长度要求满足0.015±0.010。加工的零件1、2、3的平均值mp=1.554,标准差sp=0.001,而装配环的平均值me=4.674,标准差se=0.002。假设所有部件的参数均已实现六西格玛的目标, 试问:该系统公差设计的能力如何?如果未能达到六西格玛水平,应当如何改进? 容易看出,间隙与装配环及3个零件的设计关系是: 所以,当前的缺陷数,由此转化得到的西格玛水平只有4.15(考虑1.5个sigma偏移,下同),没有达到六西格玛的目标。 如何改进呢?常见的有两种方法:调整均值或降低标准差。
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