一、识别阶段应用研究

智能机器人领域具有创新性强、难度高等特点，如何加强创新设计、突破关键技术、开发出符合客户需求的系统是本项目的关键。在此背景下，导入六西格玛设计培训流程将积极促进项目的顺利开展，有助于在竞争态势中争取到进入该领域的优势地位。正在研发的工业机器人演示系统，对工业机器人应用于自动化领域具有重要的引导作用，迫切需要开展六西格玛流程设计，实现系统的创新设计、突破关键技术，开发出符合客户需求的系统。根据六西格玛设计培训流程要求组建队伍、制定团队职责及运作方式；同时，对项目进行了潜在风险分析，并做好预案措施，制订项目计划书，设置项目关键节点和设计里程碑。

二、定义阶段应用研究

1、客户之声

通过任务需求分析、技术调研、流程仿真及潜在拓展能力制定进行客户需求分析，进行逐级展开，并利用卡诺分析法识别基本需求、期望需求和兴奋型需求，进行重要度打分（见图1）。

2、I级QFD展开

根据客户需求进行层层展开，将要求质量转换成质量要素，再进行分析、提取，形成初步可量化的关键质量特性。

三、设计阶段应用研究

1、概念生成及概念筛选

① 功能分析

通过对系统功能进行分析，进行恰当的剔除、缩减、利用、增添、补足，从而确定合理的必要功能。根据关键质量特性对功能按层级展开，列写出工业机器人演示系统三个层级的功能（见图2）。

②II级QFD展开

我们进行了II级QFD展开，根据功能分析和展开结果得出技术瓶颈为：实现抓取功能和探测识别目标的功能。鉴于已有的同类产品目标特征需要具备合作属性，因此可在此方面进行突破，完成不合作模拟目标的探测和识别，有助于在市场竞争中处于优势地位。

③概念生成及筛选

以系统功能为出发点，综合使用调研法和专家调查法，经过几轮迭代，初步筛选出符合要求的系统要素概念。执行机构选择多自由度机械臂，末端抓取机构选择手爪、末端锁紧机构，目标模拟器以杯子、齿轮为主。经过系统功能分析按系统要素筛选概念进行组合提出12种初步概念。采用AHP层次分析法，确定了概念选择流程中概念评估的标准。应用普式矩阵工具，得出“多自由度机械臂+手爪+立体视觉相机+视觉伺服相机+杯子+配套软件”为优选出来的最佳概念。

2、III级QFD展开

通过概念生成及筛选的结果，我们得到了装置和机构概念作为功能的展开结果。分析后发现，立体视觉探测识别装置和自主规划装置重要度较高，且存在技术瓶颈，在设计阶段应高度重视。

3、IV级QFD展开

根据装置机构选择对其包含的零部组件进行展开，并通过分析提取出重要零部组件，由装置和机构展开得到屋顶的零部件设计参数，并给出设计参数指标。

4、关键参数矛盾的TRIZ应用研究

根据IV级质量功能展开表，存在“自主规划响应速度”与“机械臂的控制精度”之间的矛盾，应用TRIZ理论分别对其进行分析，寻求矛盾的解决方案。

5、价值工程分析及优化

此后，我们对机械臂系统进行了功能定义，并进行了功能分析。通过对产品价格的调研及与供应商的沟通，进行功能和成本的折中，采取了若干改进措施，并采用可替代的产品从而达到降低成本，提高价值系数的目的（见表1）。

6、DFMEA分析及优化

按照系统和功能构成，划分结构层次，开展了工业机器人演示系统的DFMEA，分析出了系统级主要的功能故障模式、产生原因、对系统的影响、严酷度、发生可能性、故障检测方法以及设计改进措施和使用补偿措施等。

7、设计计分卡（见表2）

可以看出，系统抓取精度过程能力指数略差，需要进行优化设计。欢迎关注（张驰管理咨询专业做六西格玛管理培训咨询与项目辅导服务）