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《天津大学》 2007年
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公理化六西格玛设计方法的研究

邹峰  
【摘要】: 由于在实施六西格玛设计(DFSS)的过程中,两个主要的设计缺陷会影响到产品的质量,即,由于违背设计原则而引起的概念缺陷、以及由于在应用环境中缺少稳健性而引起的操作缺陷。其中,操作缺陷可以通过减少变异来减少或避免,因而在设计过程中,应用稳健性设计(RD)以通过减少变异效应带动产品的功能性来提高产品质量;而在产品开发过程中,由于缺乏一种找到理想方案的系统化设计方法,概念缺陷通常被忽略。为此,本文将公理化设计(AD)的理论方法引入到六西格玛设计中来,提出了公理化六西格玛设计(ADFSS)方法,并对其进行了深入的研究与探讨: 首先,阐述了DFSS、AD、TRIZ、QFD以及稳健性设计等设计方法和理念,提出了ADFSS的方法,并以AD的过程为主线,集成TRIZ、QFD、VA/VE、RD、FMEA、DFA、DFM等设计工具与方法并将其融入到六西格玛的哲理之中; 随后,开展了ADFSS的主要关键技术---公理化六西格玛设计的解耦合设计、基于TRIZ理论的公理化六西格玛设计、基于QFD的公理化六西格玛设计以及基于稳健性的公理化六西格玛设计的研究与应用。即,提出了公理化六西格玛设计解耦合的一般方法,并开发了一种融合分离算法、AHP法和最短路径法去改善复杂系统设计的耦合;通过分析TRIZ与AD的内在联系,提出了基于TRIZ理论的公理化六西格玛设计方法,对现有产品进行理想解分析、S曲线分析,预测产品的演化路线,并采用发明原理和分离原理解决设计过程的冲突和约束问题,实现产品的无耦合设计;针对QFD实施过程中存在的问题,建立了基于QFD的公理化六西格玛设计模型,缩短了产品开发周期,避免了顾客需求信息的损失;为减少或避免设计过程中的操作缺陷,稳健性的思想被应用到公理化六格玛设计中,运用DOE和田口方法对设计参数进行优化,并将功能要求的质量损失和设计参数的控制成本考虑进来,建立基于成本-质量的非线性公差优化数学模型,消除偏差,减小方差,合理分配设计参数的公差,使产品的功能要求从设计一开始就真正满足顾客需求,达到六西格玛质量水平; 最后,应用公理化六西格玛设计方法设计了应变测量系统的无源滤波器,结果表明:应用公理化六西格玛设计方法,可简化设计结构,使功能要求从设计一开始就真正达到六西格玛质量水平,同时优化了设计参数、减少了过程波动、节约了成本、避免了设计过程中的概念缺陷和操作缺陷。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:F273

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