原创 DFSS在电子模块中的应用

DFSS（Design For Six Sigma）是我最近在学习的内容，很多材料都集中于流程和管理方法，不过牵涉到设计这块，倒是很能体现质量是设计出来的概念。

其本质还是希望产品的缺陷能够控制在3.4PPM以内：

不管管理学上如何去管理各个不同的环境，从设计上我们可能需要从原有的功能设计的角度切换至健壮性设计。赋予产品或过程健壮性、高性能和低成本的设计，对性能、质量和成本综合的功能优化设计方法，立足于工程技术的质量设计和管理技术。

健壮性设计最有代表性的方法是日本田口玄一博士创立的田口方法，即所谓的一个产品的设计应由系统设计、参数设计和容差设计的三次设计来完成，这是一种在设计过程中充分考虚影响其可靠性的内外干扰而进行的一种优化设计。

1. 总体设计:按计划任务书(客户的功能规范)的内容进行概略计算，通过文件和图纸设计，也可称为初步设计。其目的主要是确定产品的主要性能参数、技术指标和功能要求等重要参数。

对于总体设计而言，最为贴切的例子就是电路拓扑的选择。

2. 参数设计：在系统设计之后进行，通过选择系统中所有参数的最佳水平组合，尽量减少外部、内部和产品间三种干扰的影响，使所设计的产品质量特性波动小，稳定性好。在参数设计阶段，一般选用能满足使用环境条件的最低质量等级的元件和性价比高的加工精度来进行设计，使产品的质量和成本两方面均得到改善。

对于参数设计而言，它是真正的正向过程完整的参数选择。

3. 容差设计：通过研究容差范围与质量成本之间的关系，对质量和成本进行综合平衡。容差设计在完成系统设计和由参数设计确定了可控因素的最佳水平组合后进行，此时各元件(参数)的质量等级较低，参数波动范围较宽。 在参数设计阶段确定的最佳条件的基础上，确定各个参数合适的容差。参考博文：《容差分析与最坏分析》

容差分析则是彻彻底底的成本和误差优化，不过如果需要使产品达到Six Sigma，难度还是非常大的。

我本人的看法是这样的，曾经我接触到的都是最坏情况分析，通过进一步的了解发现它实质上是出自容差分析的一个应用。而容差分析本身是在已经有了参数的基础上进行优化和验证。这方面我自己也曾经试图去了解电路设计的正向过程，写过博文《电路的正向设计》。现在看来还是较为简单，主要是限于工作内容的问题。

有一张图是比较有意思的，个人认为波动主要还是分为噪声和误差。

噪声是单个产品的运行过程中功能参数的波动。

误差是所有的产品的分布差异性。

参数设计是真正意义上的正向设计，是在完成电路拓扑结构以后的参数的设计。我目前在学习和思考的是试验设计（DOE），这是一个非常有趣的话题，我将花一些时间将试验设计这块内容深入的了解并努力与之前的一些经验进行结合，得到一些有益的概念。