摘要：本文以緊湊型550寬雙層柜研發(fā)介紹產(chǎn)品研發(fā)的理論基礎(chǔ)，以保證設(shè)計(jì)出符合市場(chǎng)需求的好產(chǎn)品。

雙層柜有很多不同設(shè)計(jì)，種類(lèi)繁多，如何設(shè)計(jì)一款滿(mǎn)足客戶(hù)需求，又具有更多價(jià)值，體現(xiàn)公司技術(shù)實(shí)力的緊湊型開(kāi)關(guān)柜，不是拍腦袋、老板一個(gè)人做決定，也不是避重就輕、依靠經(jīng)驗(yàn)，或是工程師依據(jù)個(gè)人喜好來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品。需要科學(xué)的研發(fā)方法來(lái)確定。

六西格瑪是一種改善企業(yè)質(zhì)量流程管理的技術(shù)，以"零缺陷"的完美商業(yè)追求，帶動(dòng)質(zhì)量大幅提高、成本大幅度降低，最終實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)成效的提升與企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的突破；六西格瑪設(shè)計(jì)DFSS則應(yīng)用在產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，通過(guò)分析客戶(hù)的產(chǎn)品需求VOC，對(duì)客戶(hù)需求進(jìn)行質(zhì)量功能展開(kāi)QFD，得出產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量特性CTQ、關(guān)鍵工藝及關(guān)鍵部件的要求；而功能模塊展開(kāi)FBD可以把產(chǎn)品各部分功能梳理清楚，通過(guò)合理的功能組合、功能分解，以功能為目的，有的放矢的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，優(yōu)化成本，F(xiàn)BD也是產(chǎn)品失效模式分析FMEA的基礎(chǔ)；失效模式分析FMEA是對(duì)各模塊功能可能發(fā)生的失效進(jìn)行分析，通過(guò)失效的影響程度、發(fā)生的幾率以及可檢出性打分，得出影響程度最嚴(yán)重、最有可能發(fā)生且不易檢出的項(xiàng)目，采用必要的設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證、質(zhì)量控制等手段避免失效。

1. 引言：對(duì)需要改進(jìn)的流程進(jìn)行區(qū)分，找到最有潛力的改進(jìn)機(jī)會(huì)，優(yōu)先對(duì)需要改進(jìn)的流程實(shí)施改進(jìn)。如果不確定優(yōu)先次序，企業(yè)多方面出手，就可能分散精力，影響6σ管理的實(shí)施效果。業(yè)務(wù)流程改進(jìn)遵循五步循環(huán)改進(jìn)法，即DMAIC模式:

·定義[Define]--辨認(rèn)需改進(jìn)的產(chǎn)品或過(guò)程.確定項(xiàng)目所需的資源.

·測(cè)量[Measure]--定義缺陷，收集此產(chǎn)品或過(guò)程的表現(xiàn)作底線,建立改進(jìn)目標(biāo).

·分析[Analyze]--分析在測(cè)量階段所收集的數(shù)據(jù)，以確定一組按重要程度排列的影響質(zhì)量的變量。

·改進(jìn)[Improve]--優(yōu)化解決方案，并確認(rèn)該方案能夠滿(mǎn)足或超過(guò)項(xiàng)目質(zhì)量改進(jìn)目標(biāo)。

·控制[Control]--確保過(guò)程改進(jìn)一旦完成能繼續(xù)保持下去,而不會(huì)返回到先前的狀態(tài)

六西格瑪設(shè)計(jì)對(duì)于產(chǎn)品研發(fā)作用巨大，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)滿(mǎn)足客戶(hù)要求，在質(zhì)量、成本、時(shí)間上達(dá)到最優(yōu)，主要工具有QFD,FBD,FMEA等；

2. QFD質(zhì)量功能展開(kāi)，QFD是把客戶(hù)的聲音VOC通過(guò) CTQFLOWDOWN實(shí)現(xiàn)質(zhì)量功能展開(kāi)；CTQ (Critical To Quality)是關(guān)鍵質(zhì)量特征，一般來(lái)說(shuō)客戶(hù)的要求只是些籠統(tǒng)的，非定量的要求，而QFD是通過(guò)功能展開(kāi)，把客戶(hù)的質(zhì)量要求轉(zhuǎn)換成具體的產(chǎn)品質(zhì)量要求，再進(jìn)一步展開(kāi)到每一個(gè)關(guān)鍵部件、關(guān)鍵零件的質(zhì)量要求，就可以從產(chǎn)品研發(fā)，生產(chǎn)的初期作為基礎(chǔ)進(jìn)行定義。QFD需要對(duì)產(chǎn)品定量的要求，如機(jī)械壽命，電氣參數(shù)等，到零件的要求如零件的強(qiáng)度，表面處理等有具體的，參數(shù)化的要求。

根據(jù)總計(jì)分?jǐn)?shù)可以得出關(guān)鍵設(shè)計(jì)、關(guān)鍵部件的重要程度，從而加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)的投入、技術(shù)評(píng)審、把關(guān)。

以下是空氣絕緣雙層開(kāi)關(guān)柜（以下簡(jiǎn)稱(chēng)雙層柜）研發(fā)為例，市場(chǎng)部門(mén)通過(guò)走訪客戶(hù)，客戶(hù)對(duì)雙層柜的需求如下：

通過(guò)對(duì)客戶(hù)需求展開(kāi)，根據(jù)KANO三種質(zhì)量需求的劃分，KANO 模型是對(duì)用戶(hù)需求分類(lèi)和優(yōu)先排序的有用工具，以分析用戶(hù)需求對(duì)用戶(hù)滿(mǎn)意的影響為基礎(chǔ)，體現(xiàn)了產(chǎn)品性能和用戶(hù)滿(mǎn)意之間的非線性關(guān)系。得出必備屬性、期望屬性和魅力屬性。

• 對(duì)于必備屬性需求，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)、基本功能等，重要度高，如上述需求編號(hào)1、2、3、5、10、11；

• 而期望屬性需求是一元質(zhì)量需求，是特性不充足時(shí)，客戶(hù)不滿(mǎn)意，而特性充足時(shí)，客戶(hù)就會(huì)非常滿(mǎn)意，越充足客戶(hù)越滿(mǎn)意，因此也需要高標(biāo)準(zhǔn)滿(mǎn)足，以提高客戶(hù)滿(mǎn)意度，如上述需求編號(hào)4、6、7、8，這些都需要作為關(guān)鍵質(zhì)量特性，在QFD展開(kāi)時(shí),對(duì)相應(yīng)特性加以展開(kāi)，落實(shí)到產(chǎn)品的具體需求；

• 魅力屬性需求，即無(wú)此特性時(shí)，客戶(hù)認(rèn)為無(wú)關(guān)緊要、無(wú)所謂，當(dāng)產(chǎn)品有此特性時(shí)，顧客就十分滿(mǎn)意、愿意去為此特性埋單。對(duì)此類(lèi)特性，需要結(jié)合公司技術(shù)水平、研發(fā)能力、研發(fā)項(xiàng)目的范圍、費(fèi)用等平衡決定，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的特性來(lái)提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)性，例如全新的功能，性能極大提高，像上述需求編號(hào)13客戶(hù)定制HMI，通過(guò)觸摸屏來(lái)實(shí)時(shí)查看開(kāi)關(guān)柜、斷路器參數(shù)，具有上述特性，可以滿(mǎn)足客戶(hù)智能化需求，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化，而智能斷路器產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)布，且公司具有低壓開(kāi)關(guān)柜智能觸摸屏團(tuán)隊(duì)，可以移植到中壓開(kāi)關(guān)柜實(shí)現(xiàn)智能功能和性能提升；而可使用低壓穿心電流互感器（編號(hào)10b），由于低壓CT 需要絕緣棒作為一次在流體和CT 絕緣，設(shè)計(jì)難度大，小變比的尺寸過(guò)大，容量小，應(yīng)用有很大局限，因此不作為客戶(hù)關(guān)鍵需求；對(duì)于編號(hào)3b、5b 屬于“具有更好”的特性，而由于是上層柜，要實(shí)現(xiàn)1.1倍額定電流溫升和40kA燃弧試驗(yàn)，難度非常大，而雙層柜的目標(biāo)客戶(hù)是商業(yè)樓宇、小工業(yè)等，出線電流都比較小，且不需要滿(mǎn)足電力部標(biāo)準(zhǔn)，因此設(shè)計(jì)上不考慮，可根據(jù)產(chǎn)品額定電流下溫升情況決定是否進(jìn)行1.1倍溫升試驗(yàn)；

得出客戶(hù)關(guān)鍵質(zhì)量特性

• 符合GB/T11022, GB/T3906標(biāo)準(zhǔn) 12kV 50Hz 開(kāi)關(guān)設(shè)備

• 550x1750x2400mm雙層抽出式斷路器金屬封閉開(kāi)關(guān)柜

• 開(kāi)關(guān)柜易于安裝、操作、維護(hù)

• 滿(mǎn)足五防安全聯(lián)鎖

• 開(kāi)關(guān)柜抗內(nèi)部故障 31.5kA/1s

• 主母線2500A 分支母線1250A 31.5kA（出線）

• 模塊化設(shè)計(jì)

• 功能手車(chē)齊備、一次方案完整

• 澆注支柱式電流互感器

• 可以和中置柜拼柜（實(shí)現(xiàn)2500A進(jìn)線）

• 客戶(hù)定制HMI

雙層柜的質(zhì)量功能展開(kāi)QFD的一 層所示，從客戶(hù)需求到產(chǎn)品的主要指標(biāo)及要求，得出重要程度分別是：額定電流630A/1250A主母線2500A      、絕緣等級(jí)12kV 工頻耐壓42kV/1min 沖擊耐壓75kVp、短時(shí)耐受電流 31.5kA @4s峰值耐受電流80kA、開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部故障等級(jí)AFLR 31.5kA/1s、金屬鎧裝LSC2B PM級(jí)、滿(mǎn)足工程要求的隔離、壓變、驗(yàn)電、接地等功能手車(chē)、電纜安裝高度大于700mm、單獨(dú)的金屬封閉儀表室、接地開(kāi)關(guān)機(jī)械壽命M1、滿(mǎn)足五防要求機(jī)械聯(lián)鎖、斷路器操作機(jī)械壽命搖進(jìn)搖出3000次、所有高壓隔室有泄壓通道、接地回路短時(shí)耐受27.4kA /2s峰值耐受電流69kA。

表1 雙層柜質(zhì)量功能展開(kāi)（一層）

• 絕緣設(shè)計(jì)：采用空氣絕緣和固體絕緣的復(fù)合絕緣設(shè)計(jì)思想，均勻電場(chǎng)設(shè)計(jì)；

• 柜體結(jié)構(gòu)：母線室、斷路器室、電纜室和低壓室采用全金屬鎧裝分隔；高壓室均設(shè)有向上的泄壓裝置，滿(mǎn)足25kA/1s的內(nèi)部燃弧要求；開(kāi)關(guān)柜采用薄鋼板多層折彎經(jīng)鉚接拼裝而成,整體鋼度好、接地連續(xù)性好;有寬敞的電纜安裝空間，電纜頭安裝高度為680mm；

• 聯(lián)鎖設(shè)計(jì)：斷路器與開(kāi)關(guān)柜、接地開(kāi)關(guān)之間有可靠的機(jī)械聯(lián)鎖，防止誤操作；

使用QFD工具，可以避免盲目設(shè)計(jì)，照貓畫(huà)虎設(shè)計(jì)，而忽略了客戶(hù)的CTQ和產(chǎn)品的需求，或?qū)?xì)小部分或客戶(hù)不在乎的特征設(shè)計(jì)過(guò)分解讀，投入太多。