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工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的特點(diǎn)是創(chuàng)新性強(qiáng)，難度高。如何加強(qiáng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，突破關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出符合客戶需求的系統(tǒng)，是這個(gè)項(xiàng)目的關(guān)鍵。在此背景下，import 六西格瑪將積極推動(dòng)項(xiàng)目的順利開展，有助于在競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下取得該領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位。正在開發(fā)的工業(yè)機(jī)器人演示系統(tǒng)對(duì)指導(dǎo)工業(yè)機(jī)器人在自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要作用。迫切需要進(jìn)行六西格瑪流程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，突破關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出滿足客戶需求的系統(tǒng)。根據(jù)六西格瑪流程要求，組建團(tuán)隊(duì)，制定團(tuán)隊(duì)職責(zé)和運(yùn)營(yíng)模式；同時(shí)對(duì)項(xiàng)目的潛在風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析，制定預(yù)案措施，擬定項(xiàng)目計(jì)劃，設(shè)定項(xiàng)目的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和設(shè)計(jì)里程碑。

二、定義階段的應(yīng)用研究

1.顧客的聲音

通過任務(wù)需求分析、技術(shù)研究、流程模擬和潛在擴(kuò)展能力制定，分步進(jìn)行客戶需求分析，用卡諾分析法識(shí)別基本需求、預(yù)期需求和激發(fā)需求，并進(jìn)行重要性評(píng)分(見圖1)。

六西格瑪管理在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用（上）

2.I級(jí)QFD展開

根據(jù)顧客的需求，將所需的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為質(zhì)量要素，然后進(jìn)行分析提取，形成可以初步量化的關(guān)鍵質(zhì)量特性。

三、設(shè)計(jì)階段的應(yīng)用研究

1.概念生成和概念篩選

①功能分析

通過對(duì)系統(tǒng)功能的分析，進(jìn)行適當(dāng)?shù)南p、用、加、補(bǔ)，從而確定合理的必要功能。根據(jù)關(guān)鍵質(zhì)量特性，對(duì)功能進(jìn)行不同層次的擴(kuò)展，列出了三個(gè)層次的工業(yè)機(jī)器人演示系統(tǒng)的功能(見圖2)。

六西格瑪管理在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用（上）

②II級(jí)QFD展開

我們進(jìn)行了二級(jí)QFD部署，根據(jù)功能分析和部署結(jié)果，技術(shù)瓶頸是:實(shí)現(xiàn)抓取和探測(cè)識(shí)別目標(biāo)的功能。鑒于同類產(chǎn)品已有的目標(biāo)特征需要具有協(xié)同屬性，我們可以在這方面有所突破，完成對(duì)非協(xié)同模擬目標(biāo)的檢測(cè)和識(shí)別，有助于我們?cè)谑袌?chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)地位。

③概念生成和篩選

以系統(tǒng)功能為出發(fā)點(diǎn)，綜合運(yùn)用調(diào)查法和專家調(diào)查法，經(jīng)過多輪迭代，初步篩選出符合要求的系統(tǒng)元素概念。選擇多自由度機(jī)械臂作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，手爪和末端鎖緊機(jī)構(gòu)作為末端抓取機(jī)構(gòu)，杯子和齒輪是模擬器的主要目標(biāo)。在系統(tǒng)功能分析后，根據(jù)系統(tǒng)元素篩選的概念，提出了12個(gè)初步概念。利用AHP層次分析法，確定了概念選擇過程中的概念評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過應(yīng)用通用矩陣工具，得出“多自由度機(jī)械手+手爪+立體視覺攝像機(jī)+視覺伺服攝像機(jī)+杯子+配套軟件”為最佳概念。

2、III級(jí)QFD展開

通過概念生成和篩選的結(jié)果，我們得到作為功能擴(kuò)展結(jié)果的裝置和機(jī)構(gòu)的概念。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，立體視覺檢測(cè)識(shí)別裝置和自主規(guī)劃裝置的重要性較高，存在技術(shù)瓶頸，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)引起高度重視。

3、IV級(jí)QFD展開

根據(jù)裝置和機(jī)構(gòu)的選擇，對(duì)其包含的組件進(jìn)行擴(kuò)展，通過分析提取出重要的組件。通過對(duì)裝置和機(jī)構(gòu)的擴(kuò)展，得到了車頂部件的設(shè)計(jì)參數(shù)，并給出了設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)。

4.關(guān)鍵參數(shù)矛盾的TRIZ應(yīng)用研究

根據(jù)ⅳ級(jí)質(zhì)量功能開發(fā)表，“自規(guī)劃響應(yīng)速度”與“機(jī)械手控制精度”存在矛盾。本文運(yùn)用TRIZ理論對(duì)它們分別進(jìn)行分析，尋求解決矛盾的方法。

5.價(jià)值工程分析和優(yōu)化

此后，我們定義并分析了機(jī)械手系統(tǒng)的功能。通過對(duì)產(chǎn)品價(jià)格的研究和與供應(yīng)商的溝通，在功能和成本之間做出妥協(xié)，并采取一些改進(jìn)措施，采用替代產(chǎn)品降低成本，提高價(jià)值系數(shù)(見表1)。

六西格瑪管理在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的應(yīng)用（上）

6.DFMEA分析和優(yōu)化

根據(jù)系統(tǒng)和功能組成，劃分結(jié)構(gòu)層次，開發(fā)了工業(yè)機(jī)器人演示系統(tǒng)的DFMEA。分析了系統(tǒng)層面的主要功能失效模式、原因、對(duì)系統(tǒng)的影響、嚴(yán)重程度、發(fā)生可能性、故障檢測(cè)方法、設(shè)計(jì)改進(jìn)措施和使用補(bǔ)償措施。

7.設(shè)計(jì)記分卡(見表2)

可以看出系統(tǒng)抓取精度的工序能力指數(shù)稍差，需要優(yōu)化。

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