Design for Six Sigma

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1 `` 6σ Design for Six Sigma. Concetti fondamentali. Programma di formazione Pier Giorgio DELLA ROLE i_dfss08.ppt

2 Metodologia Six Sigma Il programma completo DMAIC DFSS Define Measure Analyse Improve Control Six Sigma per i processi esistenti Define Measure Analyse Design Verify Six Sigma per i nuovi processi Define Identify Design Optimise Validate Six Sigma per nuovi prodotti w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

3 La Metodologia DIDOV vista da m Y X Define Identify Design Definire il progetto (perimetro, obiettivi) Identificare le richieste dei Clienti Generare alternative di progetto e scegliere la migliore Get the RIGHT product X Vital few Optimize Validate Ottimizzare il progetto per: - performance e producibilità - robustezza e affidabilità Testare e verificare il raggiungimento degli obiettivi Get the product RIGHT w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

4 Design For Six Sigma (DFSS) Che cosa è il DFSS? Una specifica metodologia per sviluppare nuovi prodotti in cui le richieste e aspettative dei Clienti guidano la definizione dei parametri critici (CTQs) la cui variabilità è ottimizzata con lo scopo di predire la difettosità, la producibilità e l affidabilità del prodotto stesso Il Design for Six Sigma non sostituisce il Processo di Sviluppo Prodotto, ma si pone come un miglioramento dello stesso. CTQ = Critical To Quality w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

5 Motivazione del DFSS Costo per correggere problemi di qualità Six Sigma (DMAIC) agisce qui DFSS Concept Design Prototyping Production I difetti sono difficili da vedere, ma poco costosi da correggere I difetti sono facili da vedere, ma molto costosi da correggere w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

6 Progettazione Prodotto/Processo Caratteristiche di prodotto PRODOTTO prestazioni Fattori di disturbo USL LSL failure target failure Campo di prestazioni accettabili Parametri di processo PROCESSO Caratteristica di prodotto USL nominal value Fattori di disturbo LSL Caratteristica critica prodotto e parametro critico di processo w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

7 Evoluzione della progettazione DFSS Trial & Error Empirica Analitica Probabilistica Deterministica (Fattori di sicurezza) Probabilistica (Rischio quantificato) Sperimentazione non sistematica Basato su esperienza Approccio con grafici parametrici Sperimentazione sistematica Simulazioni con prototipi software Stime puntuali Simulazioni dove gli input sono distribuzioni Soluzioni robuste `` w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

8 Lo scenario del Robust Design Concept Selection. Con prototipi fisici. Computer-based DOE Design of Experiments. Capire quali fattori sono importanti. Definire il valore nominale per ottimizzare il sistema. Rendere il sistema robusto. Ricavare la funzione Y = f (X) tra input e output. Axiomatic Design Robust Design Y = f(x) nota A B PNC MonteCarlo Y = f(x) Simulation C LSL USL D Probabilistic design per predire la difettosità. Not capable. High cost of variation Caratteristiche critiche Sensitivity Analysis Tolerance allocation A B C D µ, σ µ, σ µ, σ Y = f(x) LSL PNC USL µ, σ Diminuire la difettosità agendo sulle tolleranze dei fattori critici w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

9 Processo Sviluppo Prodotto e Design for Six Sigma Definizione Concept Sviluppo Prodotto e Processo Attrezzamento Produttivo Raccolta dei Customer needs VOC Kano model Scomposizione sotto-sistemi Systems Engineering Verifica della Capability dei processi Cp Cpk Target Setting Generazione dei concepts Valutazione dei rischi Scelta del concept QFD Competitive Benchmarking TRIZ Creative Group Methods System FMEA LUR - FTA PUGH Matrix Axiomatic Design Progettazione di dettaglio sotto-sistemi (prodotto e processo) e loro ottimizzazione per: - performance - robustezza - producibilità - affidabilità DFMA DFMEA (Design) PFMEA (Process) DOE Robust Design Tolerance Design MonteCarlo Simulation Design for Reliability Classificazione caratteristiche Test di Affidabilità e Analisi dati CONTROL PLAN (tenere sotto controllo le caratteristiche critiche di prodotto e processo) Reliability Analysis SPC IDENTIFY + DESIGN OPTIMIZE VALIDATE w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

10 I 5 elementi chiave del DFSS Identify Design Optimise Validate CTQ s Identification & Flowdown System Engineering QFDs, FMEA Transfer function Concept Design & Selection Creative Group Methods Pugh Matrix Process Capability & Tolerance Allocation Design for Cpk Tolerance Design (RSS) Capability Flowup Transfer Function DFSS scorecard MonteCarlo simulation Design for Reliability DVT Weibull Analysis Prodotto robusto & affidabile CTQ = Critical to Quality - RSS = Root Sum of Squares (Statistical tolerances) - DVT = Design Verication Test w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

11 DFSS (IDOV) Processo e Principali Strumenti VOC KJ QFD FMEA Analisi Funzionale Generazione e scelta del concept DoE Robustezza e Tolleranze Verifica Robustezza e Affidabilità w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

12 Contenuti del Programma di Formazione. Six Sigma basic concepts (Introduzione al Six Sigma). Six Sigma per lo Sviluppo Prodotto - Le fasi della metodologia Six Sigma: (D)IDOV - Relazione e integrazione col processo di sviluppo. Target Setting - VOC practices e Kano Model - Requirements flow-down - Quality Function Deployment (HOQ-1 e HOQ-2). Sviluppo concepts di prodotto. Analisi funzionale e valutazione rischi - Creative Group Methods (TRIZ) - Scelta del concept (Matrice di Pugh) - Axiomatic Design - Functional Process Mapping - P-Diagram - DFMEA w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

13 . Statistica di base e distribuzione normale (Statistics for Six Sigma) - Misure di posizione e di dispersione - La distribuzione normale e trasformata Z - Introduzione a Minitab. Valutare l influenza dei noise sulla variabilità dell output - VMEA (Variation Mode & Effects Analysis). Ottimizzazione - La progettazione degli esperimenti (DOE) - Il linguaggio ed i concetti del DOE - Confronto fra i seguenti metodi:. Trial & Error, OFAT, Full/Fractional Factorial - Esperimenti fattoriali ad un fattore: ANOVA - Esperimenti fattoriali completi (full factorial) - Esperimenti fattoriali frazionati - Concetto di blocking - Concetto di center points - Esercizi con Minitab w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

14 . Concetti di Progettazione Robusta (Robust Design) - Concetto di Robustezza e come si misura - I problemi di ottimizzazione in progettazione - Classificazione dei tipi di noise e come trattarli - Relazione tra DOE e Robust Design - Two-step optimization - Dual response method e metodo Taguchi - Concetti di probabilistic design - Sensitivity Analysis e ottimizzazione delle performance - Multiple response optimization - Esercizi con Minitab. Design for Manufacture & Assembly (DFMA). L equazione Y = f (x) - Metodo Boothroyd & Dewhurst - Le 10 regole DFMA - Esempi pratici - Che cosa è una funzione di trasferimento - Strumenti statistici per trovare la relazione Y = f (x) - Correlazione - Regressione semplice e multipla - Esercizi con Minitab w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

15 . Analisi statistica delle tolleranze (Tolerance Design) - Tolerance Analysis vs Tolerance Allocation - Analisi del caso peggiore (WCA) - Analisi statistica - Root Sum of Squares (RSS) - Simulazione di Montecarlo Analisi Sensitività - Esercizi con Minitab. Concetti di affidabilità - Progettare e predire l affidabilità - Analisi dati affidabilistici Esercizi con Minitab. Definizione caratteristiche critiche di prodotto e processo. DFSS Scorecard. SPC (Statistical Process Control) - Definizione di caratteristica critica - Metodi qualitativi e quantitativi per definire le caratteristiche critiche - Performance sigma scorecard - Scorecard per le parti (part scorecard) - Scorecard per il processo (process scorecard) - Cause comuni e cause speciali - Introduzione e scelta delle carte di controllo w w w. c o c c o i n g e g n e r i a. i t

16 6σ ARRIVEDERCI GRAZIE PER L ATTENZIONE Per informazioni Ing. Antonio COCCO Phone cocco@coccoingegneria.it