苏州民用航空中六西格玛设计（DFSS）的应用体现

民用飞机研发产业进入了一个高速发展期,作为飞机座舱显示系统的核心部件及主要的人机接口,机载显示器有着巨大的市场需求和发展前景.通过运用DFSS 的理论和方法进行本项目的研制,完善了产品设计流程及方法、提高了产品设计质量、降低了C919飞机下视显示器研制风险,同时极大地提升了企业在民机显示器研制领域的技术水平,这对推动企业尽快加入民用飞机显示器供应商的行列、早日在民机市场占有一席之地具有重要的意义.

1、识别阶段

下游顾客(如工艺、试验等)提出的产品应符合可制造性等需求,还要符合来自通用标准或约束的要求,为此顾客主要划分为合资公司、工艺技术中心等 10 个部分(见图 1).为有效区分不同顾客的优先级,六西格玛设计项目采用 1~5 分对顾客进行重要度评估.为有效区分不同顾客需求的优先满足程度,本项目首先利用卡诺模型对各需求进行分析,用基本需求、一元需求和魅力型需求进行区分.六西格玛设计项目采用 1~5 分对每个需求进行重要度评分,并同时考虑顾客的重要度,最终生成需求树(见图2).这些需求将作为下个阶段工作的输入,成为功能架构和物理架构设计的准则.将每条顾客需求进行量化得到技术要求,利用质量功能展开顾客需求与技术要求之间的相关关系,进而识别重要技术要求(如图 3 所示).

2、概念阶段

概念阶段的输入来自上一阶段的输出:按顾客需求转化而来的技术要求,及这两者的技术冲突矩阵.在概念阶段通过采用 QFD-2、TRIZ 以及绘制功能图、边界图等方法,从输入着手,进行了概念生成、架构设计、可靠性设计,最终生成了功能要求、概念设计方案、结构要求、子系统/结构方案、可靠性设计要求,完成了技术要求-功能要求的转化,形成概念设计方案、子系统/结构方案作为下一阶段的输入.

为在设计阶段对产品未来质量进行预估,六西格玛设计项目采用设计计分卡的方式对产品的质量进行初步预估,预估模型如图4所示.以模型中各部分的缺陷数据来预估下视显示器(HDD)产品的质量水平.

3、优化阶段

优化阶段的输入来自上一阶段的输出:设计计分卡以及关键模块样品.在优化阶段通过 IDEF 建模以及试验设计(DOE:Design of Experiment)实验进行参数优化,得到关键参数的最佳组合,最终得到关键设计参数,完成设计的优化工作以及样机的设计.

4、验证阶段

本阶段通过初步验证和后续验证计划来实现最终原理样机的验证工作,最终实现 DFSS 在下视显示器产品设计过程运用上的全过程实现.