六西格瑪管理工具系列：容差設(shè)計是什么？

 

    容差設(shè)計（Tolerance Design）在完成系統(tǒng)設(shè)計和由參數(shù)設(shè)計確定了可控因素的最佳水平組合后進行，此時各元件（參數(shù)）的質(zhì)量等級較低，參數(shù)波動范圍較寬。

 

    容差設(shè)計的目的是在參數(shù)設(shè)計階段確定的最佳條件的基礎(chǔ)上，確定各個參數(shù)合適的容差。容差設(shè)計的基本思想如下：根據(jù)各參數(shù)的波動對產(chǎn)品質(zhì)量特性貢獻（影響）的大小，從經(jīng)濟性角度考慮有無必要對影響大的參數(shù)給予較小的容差（例如用較高質(zhì)量等級的元件替代較低質(zhì)量等級的元件）。這樣做，一方面可以進一步減少質(zhì)量特性的波動，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，使產(chǎn)品的成本有所提高。因此，容差設(shè)計階段既要考慮進一步減少在參數(shù)設(shè)計后產(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，通過容差設(shè)計來確定各參數(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，但由此會提高質(zhì)量，減少功能波動的損失。因此，要尋找使總損失最小的容差設(shè)計方案。用于容差設(shè)計的主要工具是質(zhì)量損失函數(shù)和正交多項式回歸。

 

    參數(shù)設(shè)計與容差設(shè)計是相輔相成的。按照參數(shù)設(shè)計的原理，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，縮小容差，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強顧客滿意；但另一方面，每一層次產(chǎn)品均應(yīng)具有很強的承受各種干擾（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。對于下屬零部件通過容差設(shè)計確定科學(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不同：

 

    第一，檢驗工序不能只記錄通過或不通過，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)計方法來給出質(zhì)量水平的數(shù)據(jù)。

 

    第二，采用適應(yīng)健壯設(shè)計的在線質(zhì)量控制方法（如先進的SPC方法等），實時監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量波動的情況，進行反饋和工藝參數(shù)的調(diào)整；針對存在的問題，不斷地采取措施改進工藝設(shè)計，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在減少總損失的前提下使質(zhì)量特性越來越接近目標值，條件具備時，應(yīng)減少容差范圍。