本文针对M电子产品基于六西格玛设计的可靠性设计方法并对其可靠性进行分析验证。

1、识别需求（I）

I阶段即为识别需求阶段，对于工装设计乃至其他机械设计都非常重要，工装设计方面识别阶段最好能到实地考察，弄清楚5W1H，面对面沟通，全方面收集客户心声（VOC），重点放在产品特点以及工艺要求上，但不能忽视其他的方面，对于可靠性方面的要求，客户根据产品的使用需求和可能提出最初的“目标值”和“门限值”。

2、设计阶段（D）

目标确定后开始对所需的工装功能和可靠性进行分解分配，将工装设计成为“黑盒子”，确定输入和输出，画出展示任务间相互关系的功能结构图。对于可靠性的分配，则遵循以下几条准则：

①复杂度集成度较高的子系统应分配较低的可靠性指标，因为组成单元越多，可靠性越低越不可控。

②恶劣条件下工作的子系统应分配较低的可靠性指标，因为恶劣的环境将增加零部件的故障率。

③对于需要长期工作的子系统，应分配较低的可靠性指标。

④技术上还不成熟的方案的子系统，应分配较低的可靠性指标。

⑤重要度高的子系统，应分配较高的可靠性指标，因为重要度高的子系统的故障可能会影响人身安全或任务的完成。

3、优化阶段（O）

优化阶段将对各要素进行详细设计，需要考虑生产的相关产品，生产工艺，生产设备，作业环境，操作人员和相关流程法规等，可利用许多种组合方式和工具进行参数化设计，实现3D仿真等，达成功能需求目标，优化是为寻求裁剪功能要求与可靠性兼容的最优方式。在可靠性设计方面，需要考虑以下几个方面：

①简化设计。在保证工装性能要求前提下尽可能减少非标准件的比例，实现零件的标准化，系列化，通用化，尽可能用最少的零部件实现多种功能，尽可能采用模块化，降低工装的复杂程度，提高其基本可靠性。

②冗余设计。复杂且可靠性要求较高的工装，可以采用多一种途径来完成规定的功能，以确保实现该功能的可靠性，但一般的不是特别重要的工装不建议采用冗余设计，因为会增加系统的复杂程度。

③容错设计。设计能够自动检测并诊断本身的故障，并采取处理矫正措施。容错设计通常和冗余设计密不可分，容错设计中常利用冗余提供抵消故障效应所需的信息，一般容错设计有基于结构的设计方法和基于冗余的设计方法。 　　

④降额设计。提高额定值或降低工作值（应力，功率，温度）等，降低元器件或零部件的故障率，提高可靠性。

⑤耐环境设计。对于工装的耐环境设计，主要提高在冲击，震动，潮湿，腐蚀，高温，低温，强磁场等环境下工作的可靠性，特殊行业根据特殊情况设计。

⑥热设计。通过结构设计，元器件选择布线等，减少温度对可靠性的影响，主要针对有电子元器件应用较多的工装。

⑦元器件，零部件，原材料的选择。电子元器件、机械零部件是工装的基础部件，选择符合要求原材料、零部件和电子元器件对提高可靠性有很大帮助。

4、验证阶段（V）

在识别阶段已经定义了CTQ的目标和规格，在新工装样品出来后需要验证是否达到预定的CTQ和可靠性目标值。此阶段可以采用DOE，加速寿命试验等验证，一般通过试验后使用统计分析方法来评估。在精准度稳定性方面，可用GRR分析重复性和再现性，在过程能力方面，可以使用统计工具计算Cp，Cpk，Pp，Ppk等判断工装长短期过程能力及置信区间。