六西格玛设计:产品开发之道
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1.2 质量保证和产品、服务的生命周期

开发一个产品或者服务的质量,我们需要一个系统的方法和活动,称为质量保证。质量保证是指在质量体系内为保证产品或服务能满足质量要求而实施的、具有计划性和系统性的活动。

因为质量是商业的一种方式,它必须与特定的产品或服务相关。对于任何产品和服务,其生命周期包括创建、开发、使用和处置。我们称这整个生命周期为产品或者服务的生命周期,良好的质量保证应作用于生命周期的所有阶段。

如图1-1所示为一个典型的产品服务的生命周期。生命周期中早期的各个阶段通常称为“上游”;后期通常称为“下游”。我们将简要回顾生命周期的各个阶段及质量在每个阶段的作用。

1.2.1 阶段0:源动力或构思

产品或服务的生命周期始于源动力或构思。新产品或新服务的源动力可能是新技术的发明,如半导体的发明,无论是否事先了解其如何被商业化,一个伟大的市场将会通过某种形式的市场调查被识别;或是一个明显要被竞品淘汰的产品,如汽车的年度车型;或基于现有技术的新想法。一旦确认了源动力,即可确定开发一个可行的产品或服务,构思阶段也将随之而来。构思阶段重点阐述可能的产品或服务,并确定一个大体的方向,包括鉴定新产品或服务的合理选项。

这个阶段有一些成功的关键要素,包括发现新产品或服务理念的时间并决定其可行性,可行的新产品或服务的规划时间,以及构思的质量。

对于基于新技术的新产品,在很多情况下新技术在实验室运行良好,但商业化会遇到很大的困难,可以采用一种称为“稳健技术开发”的新质量保证方法来减少这些困难。

1.2.2 阶段1:用户和商业需求调研

用户和商业需求调研是第1阶段。在最初的概念开发和产品定义阶段,应进行用户研究、可行性研究和成本或价值研究。用户调研的目的是为了开发能满足潜在用户的关键功能要素并最终赢得市场。可行性研究和成本或价值研究是为了确保新产品或服务在未来市场中有竞争力。在这个阶段,建模、仿真、优化可以用来评价和改进产品以使功能最佳、成本最低。

图1-1 典型产品服务的生命周期

根据上述美国质量学会(ASQ)对质量的定义,新产品或者服务的特质应有满足用户已知或潜在需求的能力;因此本阶段质量保证的一项重要任务就是去确保新产品/服务的功能(特性)能够满足用户需求。对于这个目的,质量功能展开(QFD)是一种优秀的质量方法。

1.2.3 阶段2:概念开发

产品或服务的概念开发是第2阶段,这个阶段是从最初的概念开发阶段开始。它包括将前一阶段开发的一个或多个选项转换为高级产品概念,描述产品的目标、一般用途和价值主张。接下来是产品定义阶段,这个阶段将阐明产品需求,这些需求是产品交付其预期结果所必需的基本功能元素。

质量方法如实验设计(design of experiment,DOE)、响应曲面方法(response surface method,RSM)、公理设计和发明问题解决理论(TRIZ)对产品概念开发阶段的增强功能和减少预期成本会很有帮助。

1.2.4 阶段3:产品、服务设计、原型制作

第3阶段是产品、服务设计、原型制作。在这个阶段,产品、服务场景被模型化,并用设计原则生成精确的详细功能需求及其实际的实施和设计参数。对于产品设计,设计参数可以是尺寸、材料特性和零件规格。对于服务设计,设计参数可以是详细的组织布局和规范。设计参数应能提供开展施工或生产所需的所有细节。对于产品开发,在完成产品设计之后,会建立原型来测试和验证设计。如果试验结果不令人满意,则设计需要被修改。有时,这个构建-测试-修复周期会一直重复,直到获得满意的结果。除了物理原型之外,基于计算机的建模和仿真也经常使用,有时它们更受欢迎,因为成本较低、效率较高。在此阶段,还对产品进行了制造系统设计,以确保产品具有制造经济性。

很明显,这个产品设计、原型制作阶段的关键任务是规定一套设计参数,以实现产品的预期功能。用公理设计的术语来说,产品设计是从功能空间到设计参数空间的映射。因此,设计质量的关键任务是确保设计产品在其使用寿命内能够实现预期的产品功能。本阶段采用的质量方法包括稳健设计(田口方法)、实验设计(DOE)、响应曲面方法(RSM)、面向X的设计、公理设计、TRIZ和可靠性工程的某些内容。

1.2.5 阶段4:制造过程准备及产品发布

第4阶段是制造过程准备及产品发布、启动阶段。在此阶段,我们将完成制造流程的设计。该流程将进行测试和调整,因此该制造流程还有另一组构建—测试—修复的周期。在循环迭代之后,该制造流程将被验证和接受,并将其投入到生产中。用公理设计术语来说,此阶段是产品设计参数到流程变量之间的映射。

对于质量保证(QA)而言,这一阶段的关键任务是确保产品制造与设计相一致,也就是说,产品的图纸设计或数模设计可以在制造过程中实现。该制造过程能够持续、经济、无缺陷地生产出真正的产品。在这一阶段所使用的质量方法包括稳健设计、DOE、制造故障排除、诊断以及谢宁方法。

1.2.6 阶段5:生产制造过程

第5阶段是全面量产阶段。在这个阶段,产品将被生产并投放到市场。有的零件与组件可能是由供应商生产。在生产制造阶段,生产过程能够持续运转且无缺陷,供应商提供的所有零部件应符合质量要求,这一点是非常重要的。

对于质量保证而言,这一阶段的关键任务是要确保最终的产品与产品要求一致,也就是说所有的产品、部件、总成必须要与设计要求一致,它们应该是可互换的并且是一致的。这一阶段涉及的质量方法包括统计过程控制(SPC)、供应商的质量标准和验收、生产故障排除和诊断方法。从阶段1到阶段5的活动集合也称为产品开发周期。

1.2.7 阶段6:产品或服务的消费

第6阶段是产品或服务的消费阶段。在这个阶段,产品被消费者消费。这一阶段对于消费者来说是最重要的,消费者的意见最终将决定产品和品牌的成败。当顾客在使用过程中遇到产品的缺陷、保修、服务等问题时,如何保证产品的正常使用和顾客满意是一个非常重要的话题。

对于质量保证而言,已经在使用的产品是不可能提高质量水平的,因为它们已经不在生产者的手中。但是,一个良好的保修和服务计划,如通过修理有缺陷的产品以及提供其他售后服务,将有助于保持产品的正常使用。相对于“把事情一次做对”,保修与服务计划通常会更昂贵。但保修和服务计划可以提供有价值的信息,以提高未来生产和产品设计的质量。

1.2.8 阶段7:处置

第7阶段是产品的处置阶段。随着人们对环境问题的日益重视,这一阶段正受到越来越多的关注。一旦产品上市,就可以使用多种技术来确定它是否符合预期,或者是否存在机会将产品推向一个新方向。然后,产品经理可以决定是不做更改、进行小的设计改进、开始大的革新,还是继续构思,开始新产品的循环。确定从旧产品切换到新产品的正确时机是一种很重要的能力。

根据质量的定义,很明显,质量这个词有许多不同的含义,在产品生命周期的不同阶段,质量保证活动和方法也都是不同的。表1-2总结归纳了质量与产品生命周期之间的关系。

表1-2 产品生命周期与质量方法

(续表)