Дизайн для шести сигм - Design for Six Sigma

Дизайн для шести сигм ( DFSS ) - это процесс инженерного проектирования , метод управления бизнес-процессами, относящийся к традиционным шести сигмам . Он используется во многих отраслях, таких как финансы, маркетинг, базовое машиностроение, перерабатывающие отрасли, утилизация отходов и электроника. Он основан на использовании статистических инструментов, таких как линейная регрессия, и позволяет проводить эмпирические исследования, аналогичные тем, которые проводятся в других областях, например в социальных науках . В то время как инструменты и порядок, используемые в Six Sigma, требуют наличия и функционирования процесса, DFSS имеет цель определить потребности клиентов и бизнеса и внедрить эти потребности в созданное таким образом решение продукта. Он используется для продукта или процесса проектирования в отличие от процесса совершенствования . Измерение является наиболее важной частью большинства инструментов Six Sigma или DFSS, но в то время как в Six Sigma измерения производятся на основе существующего процесса, DFSS фокусируется на получении глубокого понимания потребностей клиентов и их использовании для обоснования каждого проектного решения и компромисса.

Существуют разные варианты реализации DFSS. В отличие от Six Sigma, которая обычно реализуется через проекты DMAIC (Define - Measure - Analyze - Improve - Control), DFSS породила ряд пошаговых процессов, все в стиле процедуры DMAIC.

DMADV , определение - измерение - анализ - проектирование - проверка, иногда синонимично называют DFSS, хотя также используются такие альтернативы, как IDOV (Идентифицировать, Проектировать, Оптимизировать, Проверить). Традиционный процесс «шесть сигм» DMAIC, как это обычно практикуется, который ориентирован на эволюционное и непрерывное совершенствование производства или развития процесса обслуживания, обычно происходит после того, как первоначальная система или проектирование и разработка продукта в основном завершены. DMAIC Six Sigma, как это практикуется, обычно используется для решения существующих проблем производственного или сервисного процесса и устранения дефектов и изменений, связанных с дефектами. Понятно, что производственные вариации могут повлиять на надежность продукта. Таким образом, должна существовать четкая связь между проектированием надежности и Six Sigma (качество). Напротив, DFSS (или DMADV и IDOV) стремится создать новый процесс там, где его не было, или где существующий процесс считается неадекватным и нуждается в замене. DFSS стремится создать процесс с целью оптимального включения эффективности методологии «Шесть сигм» в процесс до его внедрения; Традиционная система «Шесть сигм» стремится к постоянному совершенствованию после того, как процесс уже существует.

DFSS как подход к дизайну

DFSS стремится избежать проблем в процессе производства / обслуживания, используя передовые методы, позволяющие избежать проблем с самого начала (например, предотвращение пожаров). В сочетании эти методы позволяют удовлетворить надлежащие потребности клиента и вывести требования к параметрам инженерной системы, которые повышают эффективность продуктов и услуг в глазах клиента и всех других людей. Это дает продукты и услуги, которые обеспечивают большую удовлетворенность клиентов и увеличивают долю рынка. Эти методы также включают инструменты и процессы для прогнозирования, моделирования и моделирования системы доставки продукта (процессы / инструменты, персонал и организация, обучение, помещения и логистика для производства продукта / услуги). Таким образом, DFSS тесно связан с исследованием операций (решением задачи о рюкзаке ), балансировкой рабочего процесса. DFSS - это в значительной степени проектная деятельность, требующая таких инструментов, как: развертывание функции качества (QFD), аксиоматический дизайн , ТРИЗ , дизайн для X , дизайн экспериментов (DOE), методы Тагучи , дизайн допусков, робастизация и методология поверхности отклика для одного или нескольких ответов. оптимизация. Хотя эти инструменты иногда используются в классическом процессе DMAIC Six Sigma, они используются только DFSS для анализа новых и беспрецедентных продуктов и процессов. Это параллельный анализ, направленный на оптимизацию производства, связанную с дизайном.

Критики

Методология поверхности отклика и другие инструменты DFSS используют статистические (часто эмпирические) модели, и поэтому практикующим специалистам необходимо знать, что даже лучшая статистическая модель является приближением к реальности. На практике как модели, так и значения параметров неизвестны и подвержены неопределенности помимо незнания. Конечно, расчетная точка оптимума не обязательно должна быть оптимальной в действительности из-за ошибок оценок и неадекватности модели.

Тем не менее, методология поверхности отклика имеет эффективный послужной список, помогая исследователям улучшать продукты и услуги: например, оригинальное моделирование поверхности отклика Джорджа Бокса позволило инженерам-химикам улучшить процесс, который годами застрял в седловой точке.

Отличия от DMAIC

Сторонники методов DMAIC, DDICA (Design Developize Initialize Control and Allocate) и Lean могут утверждать, что DFSS подпадает под общую рубрику Six Sigma или Lean Six Sigma (LSS). Обе методологии ориентированы на удовлетворение потребностей клиентов и бизнес-приоритеты в качестве отправной точки для анализа.

Часто можно увидеть, что инструменты, используемые для методов DFSS, сильно отличаются от инструментов, используемых для DMAIC Six Sigma. В частности, специалисты DMAIC, DDICA часто используют новые или существующие механические чертежи и инструкции по производственному процессу в качестве исходной информации для выполнения своего анализа, в то время как специалисты DFSS часто используют моделирование и инструменты параметрического проектирования / анализа систем для прогнозирования как стоимости, так и производительности возможных системных архитектур. . Хотя можно утверждать, что два процесса похожи, на практике рабочая среда настолько различается, что DFSS требует разных наборов инструментов для выполнения своих задач проектирования. DMAIC, IDOV и Six Sigma могут по-прежнему использоваться во время глубокого погружения в анализ архитектуры системы и для «внутренних» процессов Six Sigma; DFSS обеспечивает процессы проектирования системы, используемые во внешнем интерфейсе сложных систем. Также используются задне-передние системы. Это составляет 3,4 дефекта на миллион возможностей проектирования, если все сделано правильно.

Традиционная методология шести сигм, DMAIC, стала стандартным инструментом оптимизации процессов в химической промышленности. Однако стало ясно, что обещание шести сигм, а именно 3,4 дефекта на миллион возможностей (DPMO), просто недостижимо постфактум. Следовательно, наблюдается растущее движение к реализации проекта «шесть сигм», обычно называемого «дизайн для шести сигм» инструментов DFSS и DDICA. Эта методология начинается с определения потребностей клиентов и приводит к разработке надежных процессов для удовлетворения этих потребностей.

Дизайн для Six Sigma возник на основе методологий качества Six Sigma и Define-Measure-Analyze-Improve-Control (DMAIC), которые изначально были разработаны Motorola для систематического улучшения процессов путем устранения дефектов. В отличие от своих традиционных предшественников Six Sigma / DMAIC, которые обычно ориентированы на решение существующих производственных проблем (т. Е. «Тушение пожара»), DFSS стремится избегать производственных проблем, принимая более проактивный подход к решению проблем и вовлекая усилия компании на раннем этапе. этап для уменьшения проблем, которые могут возникнуть (например, «предотвращение пожара»). Основная цель DFSS - добиться значительного сокращения количества несоответствующих единиц и производственных отклонений. Он начинается с понимания ожиданий, потребностей клиентов и проблем, критических для качества (CTQ), прежде чем можно будет завершить проектирование. Обычно в программе DFSS только небольшая часть CTQ связана с надежностью (CTR), и, следовательно, надежность не находится в центре внимания в DFSS. DFSS редко рассматривает долгосрочные (после производства) проблемы, которые могут возникнуть в продукте (например, сложные проблемы усталости или электрический износ, химические проблемы, каскадные эффекты отказов, взаимодействия на системном уровне).

Сходства с другими методами

Аргументы о том, что отличает DFSS от Six Sigma, демонстрируют сходство между DFSS и другими устоявшимися инженерными практиками, такими как вероятностный дизайн и дизайн для обеспечения качества. В целом Six Sigma с ее дорожной картой DMAIC фокусируется на улучшении существующего процесса или процессов. DFSS фокусируется на создании новой стоимости с учетом потребностей клиентов, поставщиков и бизнеса. Хотя традиционные методы «Шесть сигм» также могут использовать эти входные данные, основное внимание снова уделяется усовершенствованию, а не разработке какого-либо нового продукта или системы. Он также показывает инженерный фон DFSS. Однако, как и другие методы, разработанные в инженерии, нет теоретической причины, по которой DFSS не может использоваться в областях за пределами инженерии.

Приложения для разработки программного обеспечения

Исторически, хотя первые успешные проекты «Дизайн для шести сигм» в 1989 и 1991 годах предшествовали созданию процесса улучшения процессов DMAIC, проект «Дизайн для шести сигм» (DFSS) был принят отчасти потому, что организации «Шесть сигм» обнаружили, что они не могут оптимизировать продукты после трех или четырех Sigma без существенного изменения дизайна продукта, а также потому, что улучшение процесса или продукта после запуска считается менее эффективным и действенным, чем качественное проектирование. Уровень производительности «Шесть сигм» должен быть «встроенным».

DFSS для программного обеспечения по сути является не поверхностной модификацией «классического DFSS», поскольку характер и природа программного обеспечения отличается от других областей техники. Методология описывает подробный процесс успешного применения методов и инструментов DFSS на протяжении всего проектирования программного продукта, охватывающий весь жизненный цикл разработки программного обеспечения: требования, архитектура, дизайн, реализация, интеграция, оптимизация, верификация и валидация (RADIOV). Методология объясняет, как создавать прогностические статистические модели для надежности и устойчивости программного обеспечения, и показывает, как методы моделирования и анализа могут быть объединены с методами структурного проектирования и архитектуры для эффективного создания программного обеспечения и информационных систем на уровнях шести сигм.

DFSS в программном обеспечении действует как клей, объединяющий классические методы моделирования в программной инженерии, такие как объектно-ориентированное проектирование или эволюционная быстрая разработка, со статистическими, прогнозными моделями и методами моделирования. Методология предоставляет разработчикам программного обеспечения практические инструменты для измерения и прогнозирования атрибутов качества программного продукта, а также позволяет им включать программное обеспечение в модели надежности системы.

Приложение для интеллектуального анализа данных и прогнозной аналитики

Хотя многие инструменты, используемые в DFSS-консалтинге, такие как методология поверхности отклика, передаточная функция посредством линейного и нелинейного моделирования, аксиоматический дизайн, моделирование, берут свое начало в статистических выводах, статистическое моделирование может пересекаться с аналитикой данных и интеллектуальным анализом данных,

Однако, несмотря на то, что DFSS как методология успешно использовалась в качестве сквозных [технических рамок проекта] для аналитических и горнодобывающих проектов, эксперты в этой области отметили, что это несколько похоже на линии CRISP-DM.

Утверждается, что DFSS лучше подходит для инкапсуляции и эффективной обработки большего количества неопределенностей, включая недостающие и недостоверные данные, как с точки зрения остроты определения, так и их абсолютного общего числа в отношении аналитических задач и задач интеллектуального анализа данных, шести сигм подходов к данным. -майнинг широко известны как DFSS поверх CRISP [CRISP-DM относится к методологии разработки приложений для интеллектуального анализа данных SPSS ]

Наблюдалось, что проекты интеллектуального анализа данных DFSS значительно сократили жизненный цикл разработки. Обычно это достигается путем проведения анализа данных для предварительно разработанных тестов соответствия шаблонов с помощью техно-функционального подхода с использованием многоуровневого развертывания функции качества на наборе данных.

Практики утверждают, что все более сложные шаблоны KDD создаются несколькими запусками DOE на смоделированных сложных многомерных данных, а затем шаблоны вместе с журналами подробно документируются с помощью алгоритма на основе дерева решений.

DFSS использует развертывание функций качества и SIPOC для проектирования функций известных независимых переменных, тем самым помогая в техно-функциональных вычислениях производных атрибутов.

После расчета прогнозной модели исследования DFSS также можно использовать для обеспечения более сильных вероятностных оценок ранга прогнозной модели в реальном сценарии.

Фреймворк DFSS успешно применяется для прогнозной аналитики, относящейся к области HR-аналитики. Эта область применения традиционно считалась очень сложной из-за специфических сложностей прогнозирования человеческого поведения.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение