Проектирование для шести сигм
Проектирование для шести сигм ( DFSS ) — это сборник лучших практик разработки новых продуктов и процессов. Иногда его используют как процесс инженерного проектирования или бизнес-процессами метод управления . DFSS возникла в компании General Electric , чтобы развить успех традиционной системы «шести сигм» ; но вместо улучшения процессов DFSS была нацелена на разработку новых продуктов. Он используется во многих отраслях, таких как финансы, маркетинг, базовое машиностроение, перерабатывающая промышленность, 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, таких как социальные науки . В то время как инструменты и порядок, используемые в «Шести сигмах», требуют наличия и функционирования процесса, цель DFSS — определить потребности клиентов и бизнеса и воплотить эти потребности в созданном таким образом продуктовом решении. Он используется для проектирования продукта или процесса в отличие от улучшения процесса . [1] Измерение является наиболее важной частью большинства инструментов «Шести сигм» или DFSS, но в то время как в «Шести сигмах» измерения производятся на основе существующего процесса, DFSS фокусируется на получении глубокого понимания потребностей клиентов и использовании их для обоснования каждого проектного решения и компромисса.
Существуют разные варианты реализации DFSS. В отличие от шести сигм, которые обычно реализуются через проекты DMAIC (Определить – Измерить – Анализировать – Улучшить – Контролировать), DFSS породил ряд поэтапных процессов, все в стиле процедуры DMAIC. [2]
DMADV (определить – измерить – проанализировать – спроектировать – проверить) иногда называют синонимом DFSS, хотя также используются такие альтернативы, как IDOV (Identify, Design, Optimize, Verify). Традиционный процесс DMAIC «Шесть сигм», как он обычно практикуется, который ориентирован на эволюционное и постоянное совершенствование производства или разработки процессов обслуживания, обычно происходит после того, как первоначальное проектирование и разработка системы или продукта в основном завершены. DMAIC Six Sigma на практике обычно используется для решения существующих проблем производственного или сервисного процесса, а также устранения дефектов и изменений, связанных с дефектами. Очевидно, что производственные вариации могут повлиять на надежность продукта. Таким образом, должна существовать четкая связь между проектированием надежности и шестью сигмами (качеством). Напротив, DFSS (или DMADV и IDOV) стремится создать новый процесс там, где его не существовало, или где существующий процесс считается неадекватным и требует замены. Целью DFSS является создание процесса с целью оптимального внедрения в него эффективности методологии «шести сигм». до реализации; Традиционное «шесть сигм» стремится к постоянному совершенствованию после того, как процесс уже существует.
DFSS как подход к проектированию
[ редактировать ]DFSS стремится избежать проблем в процессе производства/обслуживания, используя передовые методы, позволяющие избежать проблем в процессе на начальном этапе (например, предотвращение пожаров). В сочетании эти методы позволяют удовлетворить соответствующие потребности клиента и определить требования к параметрам инженерной системы, которые повышают эффективность продуктов и услуг в глазах клиента и всех остальных людей. Это позволяет создавать 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, оборудование и логистика для производства продукта/услуги). Таким образом, DFSS тесно связана с исследованием операций (решением задачи о рюкзаке ), балансировкой рабочих процессов. DFSS в значительной степени представляет собой деятельность по проектированию, требующую таких инструментов, как: развертывание функции качества (QFD), аксиоматическое проектирование , ТРИЗ , проектирование для X , планирование экспериментов (DOE), методы Тагучи , проектирование допусков, робастификация и методология поверхности ответа для оптимизации одного или нескольких ответов. Хотя эти инструменты иногда используются в классическом процессе DMAIC Six Sigma, они используются исключительно DFSS для анализа новых и беспрецедентных продуктов и процессов. Это параллельный анализ, направленный на оптимизацию производства, связанную с дизайном.
Критики
[ редактировать ]В методологии поверхности реагирования и других инструментах DFSS используются статистические (часто эмпирические) модели, и поэтому специалисты-практики должны осознавать, что даже самая лучшая статистическая модель является приближением к реальности. На практике и модели, и значения параметров неизвестны и подвержены неопределенности в дополнение к незнанию. Конечно, предполагаемая оптимальная точка не обязательно должна быть оптимальной в действительности из-за ошибок оценок и неадекватности модели. С неопределенностями можно справиться с помощью байесовского прогнозного подхода, который рассматривает неопределенности в параметрах модели как часть оптимизации. Оптимизация основана не на подобранной модели среднего ответа E[Y], а, скорее, на апостериорной вероятности того, что ответы удовлетворяют заданным спецификациям, максимизируются в соответствии с имеющимися экспериментальными данными. [3]
Тем не менее, методология поверхности отклика эффективно помогает исследователям улучшать продукты и услуги: например, оригинальное моделирование поверхности отклика Джорджа Бокса позволило инженерам-химикам улучшить процесс, который годами застревал в седловой точке. [4]
Отличия от DMAIC
[ редактировать ]Сторонники методов DMAIC, DDICA (проектирование, разработка, инициализация, контроль и распределение) и бережливого производства могут утверждать, что DFSS подпадает под общую рубрику «шесть сигм» или «бережливое производство и шесть сигм» (LSS). Обе методологии ориентированы на удовлетворение потребностей клиентов и бизнес-приоритетов в качестве отправной точки анализа. [5] [1]
Часто можно увидеть, что [ ласковые слова ] инструменты, используемые для методов DFSS, сильно отличаются от инструментов, используемых для DMAIC Six Sigma. В частности, специалисты-практики DMAIC, DDICA часто используют новые или существующие механические чертежи и инструкции производственного процесса в качестве исходной информации для выполнения своего анализа, в то время как специалисты-практики DFSS часто используют инструменты моделирования и параметрического проектирования/анализа систем для прогнозирования как стоимости, так и производительности возможных системных архитектур. . Хотя можно утверждать, что [ ласковые слова ] два процесса схожи, но на практике рабочая среда настолько различается, что DFSS требует разных наборов инструментов для выполнения задач проектирования. DMAIC, IDOV и Six Sigma по-прежнему могут использоваться при более глубоком анализе архитектуры системы и для «внутренних» процессов Six Sigma; DFSS обеспечивает процессы проектирования систем, используемые при проектировании сложных интерфейсных систем. Также используются задние 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 [ ласковые слова ] обещание шести сигм, а именно 3,4 дефекта на миллион возможностей (DPMO), постфактум просто недостижимо. Следовательно, растет движение за внедрение дизайна шести сигм, обычно называемого проектированием инструментов шести сигм DFSS и DDICA. Эта методология начинается с определения потребностей клиентов и приводит к разработке надежных процессов для удовлетворения этих потребностей. [6]
Проектирование для шести сигм возникло на основе методологий качества «Шесть сигм» и «Определить-Измерить-Анализ-Улучшить-Контроль» (DMAIC), которые изначально были разработаны Motorola для систематического улучшения процессов путем устранения дефектов. В отличие от своих традиционных предшественников «Шесть сигм/DMAIC», которые обычно ориентированы на решение существующих производственных проблем (например, «пожаротушение»), DFSS стремится избежать производственных проблем, применяя более активный подход к решению проблем и привлекая усилия компании на ранних этапах. этап уменьшения проблем, которые могут возникнуть (например, «предотвращение пожара»). Основная цель DFSS — добиться значительного сокращения количества несоответствующих единиц и вариаций производства. Все начинается с понимания ожиданий, потребностей клиентов и вопросов , важных для качества (CTQ), прежде чем проектирование может быть завершено. Обычно в программе DFSS только небольшая часть CTQ связана с надежностью (CTR), и поэтому надежность не получает центрального внимания в DFSS. DFSS редко рассматривает долгосрочные (после производства) проблемы, которые могут возникнуть в продукте (например, сложные проблемы усталости или электрического износа, химические проблемы, каскадные эффекты отказов, взаимодействия на уровне системы). [7]
Сходства с другими методами
[ редактировать ]Споры о том, что отличает DFSS от шести сигм, демонстрируют сходство между DFSS и другими устоявшимися инженерными практиками, такими как вероятностное проектирование и проектирование с учетом качества. В целом «Шесть сигм» с ее дорожной картой DMAIC фокусируется на улучшении существующего процесса или процессов. DFSS фокусируется на создании новой стоимости с учетом вклада клиентов, поставщиков и потребностей бизнеса. Хотя традиционные «Шесть сигм» также могут использовать эти входные данные, основное внимание снова уделяется улучшению, а не разработке какого-то нового продукта или системы. Он также показывает инженерную основу DFSS. Однако, как и в случае с другими методами, разработанными в инженерии, не существует теоретической причины, по которой DFSS нельзя было бы использовать в областях, выходящих за рамки инженерного дела. [8] [9]
Приложения для разработки программного обеспечения
[ редактировать ] |
Исторически сложилось так, что хотя первые успешные проекты «Проектирование для шести сигм» в 1989 и 1991 годах предшествовали созданию процесса улучшения процессов DMAIC, «Проектирование для шести сигм» (DFSS) принимается отчасти потому, что организации «Шесть сигм» обнаружили, что они не могут оптимизировать продукты после трех или четырех лет. Sigma без фундаментального изменения дизайна продукта, а также потому, что улучшение процесса или продукта после запуска считается менее эффективным и действенным, чем качественное проектирование. Уровни производительности «Шести Сигм» должны быть «встроенными».
DFSS для программного обеспечения по сути является поверхностной модификацией «классического DFSS», поскольку характер и природа программного обеспечения отличаются от других областей техники. Методология описывает подробный процесс успешного применения методов и инструментов DFSS на протяжении всего проектирования программного продукта, охватывая общий жизненный цикл разработки программного обеспечения: требования, архитектуру, проектирование, реализацию, интеграцию, оптимизацию, проверку и валидацию (RADIOV). Методология объясняет, как создавать прогнозные статистические модели надежности и устойчивости программного обеспечения, и показывает, как методы моделирования и анализа можно сочетать с методами структурного проектирования и архитектуры для эффективного создания программного обеспечения и информационных систем на уровне шести сигм.
DFSS в программном обеспечении действует как связующее звено, объединяющее классические методы моделирования программного обеспечения, такие как объектно-ориентированное проектирование или эволюционная быстрая разработка, со статистическими, прогнозными моделями и методами моделирования. Эта методология предоставляет инженерам-программистам практические инструменты для измерения и прогнозирования показателей качества программного продукта, а также позволяет им включать программное обеспечение в модели надежности системы.
Приложение для интеллектуального анализа данных и прогнозной аналитики
[ редактировать ] |
Хотя многие инструменты, используемые в консультировании по DFSS, такие как методология поверхности отклика, передаточная функция посредством линейного и нелинейного моделирования, аксиоматическое проектирование, моделирование, берут свое начало в статистическом выводе, статистическое моделирование может частично совпадать с анализом данных и интеллектуальным анализом данных.
Однако, несмотря на то, что DFSS как методология успешно используется в качестве комплексной [структуры технических проектов] для аналитических и горнодобывающих проектов, эксперты в предметной области отмечают, что это несколько похоже на линии CRISP-DM.
Утверждается, что DFSS лучше подходит для инкапсуляции и эффективной обработки большего количества неопределенностей, включая отсутствующие и неопределенные данные, как с точки зрения точности определения, так и с точки зрения их абсолютного общего количества в отношении аналитических задач и задач по сбору данных, подходов к данным «шесть сигм». -майнинг широко известен как DFSS поверх CRISP [CRISP-DM относится к методологии среды приложений интеллектуального анализа данных SPSS ]
Было замечено, что проекты интеллектуального анализа данных с помощью DFSS значительно сокращают жизненный цикл разработки. Обычно это достигается путем проведения анализа данных для предварительно разработанных тестов на соответствие шаблонам с помощью технико-функционального подхода с использованием многоуровневого развертывания функции качества в наборе данных.
Практики утверждают, что все более сложные шаблоны KDD создаются в результате нескольких запусков Министерства энергетики на смоделированных сложных многомерных данных, а затем шаблоны вместе с журналами подробно документируются с помощью алгоритма на основе дерева решений.
DFSS использует развертывание функции качества и SIPOC для разработки признаков известных независимых переменных, тем самым помогая в технико-функциональном вычислении производных атрибутов.
После расчета прогнозной модели исследования DFSS также можно использовать для получения более точных вероятностных оценок ранга прогнозной модели в реальном сценарии.
Структура DFSS успешно применяется для прогнозной аналитики в области HR-аналитики. Эта область применения традиционно считается очень сложной из-за особых сложностей прогнозирования поведения человека.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Чоудхури, Субир (2002) Дизайн для шести сигм: революционный процесс достижения необычайной прибыли, Прентис Холл, ISBN 9780793152247
- ^ Хазенкамп, Торбен; Ольме, Анника (2008). «Представляем проектирование по принципу шести сигм в SKF». Международный журнал шести сигм и конкурентных преимуществ . 4 (2): 172–189. дои : 10.1504/IJSSCA.2008.020281 .
- ^ Петерсон, Джон Дж. (1 апреля 2004 г.). «Апостериорный прогнозный подход к оптимизации поверхности множественного ответа» . Журнал технологий качества . 36 (2): 139–153. дои : 10.1080/00224065.2004.11980261 . ISSN 0022-4065 . S2CID 116581405 .
- ^ «Поверхности отклика, смеси и анализ гребней, 2-е издание | Wiley» . Wiley.com . Проверено 9 апреля 2022 г.
- ^ Бертельс, Томас (2003) Справочник лидерства по шести сигмам Rath & Strong. Джон Уайли и сыновья. стр. 57-83 ISBN 0-471-25124-0 .
- ^ Ли, Сонгю (2012). Ли, Сонгю (ред.). Энциклопедия химической обработки Vol . Тейлор и Фрэнсис. стр. 100-1 2719–2734. doi : 10.1081/E-ECHP . ISBN 978-0-8247-5563-8 .
- ^ «Проектирование для надежности: обзор процесса и применимых методов» . www.reliasoft.com .
- ^ Хавьер Льоренс-Монтес, Ф.; Молина, Луис М. (май 2006 г.). «Шесть сигм и теория управления: процессы, содержание и эффективность» . Тотальное управление качеством и совершенство бизнеса . 17 (4): 485–506. дои : 10.1080/14783360500528270 . ISSN 1478-3363 .
- ^ «Дорожная карта шести сигм для разработки продуктов и процессов» , Six Sigma for Medical Device Design , CRC Press, стр. 35–63, 15 ноября 2004 г. , получено 15 октября 2023 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Брю, Грег; Лонсби, Роберт Г. (2003). Проектирование для Шести Сигм . Нью-Йорк : МакГроу-Хилл . ISBN 9780071413763 . OCLC 51235576 .
- Ян, Кай; Эль-Хайк, Басем (2003). Дизайн для шести сигм: дорожная карта разработки продукта . Нью-Йорк : МакГроу-Хилл . ISBN 9780071412087 . ОСЛК 51861987 .
- Кавана, Роланд Р.; Нойман, Роберт П.; Панде, Питер С. (2005). Что такое дизайн для шести сигм? . Нью-Йорк : МакГроу-Хилл . ISBN 9780071423892 . OCLC 57465690 .
- Чоудхури, Субир (2002). Проектирование для Шести Сигм . Чикаго : Дирборн Трейд Паблишинг. ISBN 9780793152247 . OCLC 48796250 .
- Хазенкамп, Торбен (2010). «Инженерный дизайн для шести сигм». Международная компания по обеспечению качества и надежности . 26 (4): 317–324. дои : 10.1002/qre.1090 . S2CID 35364939 .
- Дель Кастильо, Э. (2007). Оптимизация процессов, статистический подход . Нью-Йорк: Спрингер. https://link.springer.com/book/10.1007/978-0-387-71435-6