六西格瑪管理工具系列：容差設(shè)計(jì)是什么？

 

    容差設(shè)計(jì)（Tolerance Design）在完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)和由參數(shù)設(shè)計(jì)確定了可控因素的最佳水平組合后進(jìn)行，此時(shí)各元件（參數(shù)）的質(zhì)量等級(jí)較低，參數(shù)波動(dòng)范圍較寬。

 

    容差設(shè)計(jì)的目的是在參數(shù)設(shè)計(jì)階段確定的最佳條件的基礎(chǔ)上，確定各個(gè)參數(shù)合適的容差。容差設(shè)計(jì)的基本思想如下：根據(jù)各參數(shù)的波動(dòng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特性貢獻(xiàn)（影響）的大小，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮有無(wú)必要對(duì)影響大的參數(shù)給予較小的容差（例如用較高質(zhì)量等級(jí)的元件替代較低質(zhì)量等級(jí)的元件）。這樣做，一方面可以進(jìn)一步減少質(zhì)量特性的波動(dòng)，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，減少質(zhì)量損失；另一方面，由于提高了元件的質(zhì)量等級(jí)，使產(chǎn)品的成本有所提高。因此，容差設(shè)計(jì)階段既要考慮進(jìn)一步減少在參數(shù)設(shè)計(jì)后產(chǎn)品仍存在的質(zhì)量損失，又要考慮縮小一些元件的容差將會(huì)增加成本，要權(quán)衡兩者的利弊得失，采取最佳決策。

 

    總之，通過(guò)容差設(shè)計(jì)來(lái)確定各參數(shù)的最合理的容差，使總損失（質(zhì)量與成本之和）達(dá)到最佳（最小）。我們知道，使若干參數(shù)的容差減少需要增加成本，但由此會(huì)提高質(zhì)量，減少功能波動(dòng)的損失。因此，要尋找使總損失最小的容差設(shè)計(jì)方案。用于容差設(shè)計(jì)的主要工具是質(zhì)量損失函數(shù)和正交多項(xiàng)式回歸。

 

    參數(shù)設(shè)計(jì)與容差設(shè)計(jì)是相輔相成的。按照參數(shù)設(shè)計(jì)的原理，每一層次的產(chǎn)品（系統(tǒng)、子系統(tǒng)、設(shè)備、部件、零件），尤其交付顧客的最終產(chǎn)品都應(yīng)盡可能減少質(zhì)量波動(dòng)，縮小容差，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)顧客滿意；但另一方面，每一層次產(chǎn)品均應(yīng)具有很強(qiáng)的承受各種干擾（包括加工誤差）影響的能力，即應(yīng)容許其下屬零部件有較大的容差范圍。對(duì)于下屬零部件通過(guò)容差設(shè)計(jì)確定科學(xué)合理的容差，作為生產(chǎn)制造階段符合性控制的依據(jù)。但應(yīng)指出，此處的符合性控制與傳統(tǒng)質(zhì)量管理的符合性控制有兩點(diǎn)不同：

 

    第一，檢驗(yàn)工序不能只記錄通過(guò)或不通過(guò)，還應(yīng)記錄質(zhì)量特性的具體數(shù)值；不能只給出不合格率，還要按照質(zhì)量損失的理論制訂科學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法來(lái)給出質(zhì)量水平的數(shù)據(jù)。

 

    第二，采用適應(yīng)健壯設(shè)計(jì)的在線質(zhì)量控制方法（如先進(jìn)的SPC方法等），實(shí)時(shí)監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的情況，進(jìn)行反饋和工藝參數(shù)的調(diào)整；針對(duì)存在的問(wèn)題，不斷地采取措施改進(jìn)工藝設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在減少總損失的前提下使質(zhì)量特性越來(lái)越接近目標(biāo)值，條件具備時(shí)，應(yīng)減少容差范圍。