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)計出符合市場需求的好產(chǎn)品。
雙層柜有很多不同設(shè)計，種類繁多，如何設(shè)計一款滿足客戶需求，又具有更多價值，體現(xiàn)公司技術(shù)實力的緊湊型開關(guān)柜，不是拍腦袋、老板一個人做決定，也不是避重就輕、依靠經(jīng)驗，或是工程師依據(jù)個人喜好來設(shè)計產(chǎn)品。需要科學(xué)的研發(fā)方法來確定。
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，帶動質(zhì)量大幅提高、成本大幅度降低，最終實現(xiàn)財務(wù)成效的提升與企業(yè)競爭力的突破；六西格瑪設(shè)計DFSS則應(yīng)用在產(chǎn)品研發(fā)過程中，通過分析客戶的產(chǎn)品需求VOC，對客戶需求進(jìn)行質(zhì)量功能展開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FBD可以把產(chǎn)品各部分功能梳理清楚，通過合理的功能組合、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是對各模塊功能可能發(fā)生的失效進(jìn)行分析，通過失效的影響程度、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)生且不易檢出的項目，采用必要的設(shè)計、分析、驗證、質(zhì)量控制等手段避免失效。
1. 引言：對需要改進(jìn)的流程進(jìn)行區(qū)分，找到最有潛力的改進(jìn)機會，優(yōu)先對需要改進(jìn)的流程實施改進(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)品或過程.確定項目所需的資源.
·測量[Measure]--定義缺陷，收集此產(chǎn)品或過程的表現(xiàn)作底線,建立改進(jìn)目標(biāo).
·分析[Analyze]--分析在測量階段所收集的數(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)該方案能夠滿足或超過項目質(zhì)量改進(jìn)目標(biāo)。
·控制[Control]--確保過程改進(jìn)一旦完成能繼續(xù)保持下去,而不會返回到先前的狀態(tài)
六西格瑪設(shè)計對于產(chǎn)品研發(fā)作用巨大，保證產(chǎn)品設(shè)計滿足客戶要求，在質(zhì)量、成本、時間上達(dá)到最優(yōu)，主要工具有QFD,FBD,FMEA等；
2. QFD質(zhì)量功能展開，QFD是把客戶的聲音VOC通過 CTQFLOWDOWN實現(xiàn)質(zhì)量功能展開；CTQ (Critical To Quality)是關(guān)鍵質(zhì)量特征，一般來說客戶的要求只是些籠統(tǒng)的，非定量的要求，而QFD是通過功能展開，把客戶的質(zhì)量要求轉(zhuǎn)換成具體的產(chǎn)品質(zhì)量要求，再進(jìn)一步展開到每一個關(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需要對產(chǎn)品定量的要求，如機械壽命，電氣參數(shù)等，到零件的要求如零件的強度，表面處理等有具體的，參數(shù)化的要求。
根據(jù)總計分?jǐn)?shù)可以得出關(guān)鍵設(shè)計、關(guān)鍵部件的重要程度，從而加強對關(guān)鍵設(shè)計的投入、技術(shù)評審、把關(guān)。
以下是空氣絕緣雙層開關(guān)柜（以下簡稱雙層柜）研發(fā)為例，市場部門通過走訪客戶，客戶對雙層柜的需求如下：
通過對客戶需求展開，根據(jù)KANO三種質(zhì)量需求的劃分，KANO 模型是對用戶需求分類和優(yōu)先排序的有用工具，以分析用戶需求對用戶滿意的影響為基礎(chǔ)，體現(xiàn)了產(chǎn)品性能和用戶滿意之間的非線性關(guān)系。得出必備屬性、期望屬性和魅力屬性。
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對于必備屬性需求，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)試驗、基本功能等，重要度高，如上述需求編號1、2、3、5、10、11；
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而期望屬性需求是一元質(zhì)量需求，是特性不充足時，客戶不滿意，而特性充足時，客戶就會非常滿意，越充足客戶越滿意，因此也需要高標(biāo)準(zhǔn)滿足，以提高客戶滿意度，如上述需求編號4、6、7、8，這些都需要作為關(guān)鍵質(zhì)量特性，在QFD展開時,對相應(yīng)特性加以展開，落實到產(chǎn)品的具體需求；
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魅力屬性需求，即無此特性時，客戶認(rèn)為無關(guān)緊要、無所謂，當(dāng)產(chǎn)品有此特性時，顧客就十分滿意、愿意去為此特性埋單。對此類特性，需要結(jié)合公司技術(shù)水平、研發(fā)能力、研發(fā)項目的范圍、費用等平衡決定，開發(fā)相應(yīng)的特性來提高產(chǎn)品的競爭性，例如全新的功能，性能極大提高，像上述需求編號13客戶定制HMI，通過觸摸屏來實時查看開關(guān)柜、斷路器參數(shù)，具有上述特性，可以滿足客戶智能化需求，實現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化，而智能斷路器產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)布，且公司具有低壓開關(guān)柜智能觸摸屏團(tuán)隊，可以移植到中壓開關(guān)柜實現(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)計難度大，小變比的尺寸過大，容量小，應(yīng)用有很大局限，因此不作為客戶關(guān)鍵需求；對于編號3b、5b 屬于“具有更好”的特性，而由于是上層柜，要實現(xiàn)1.1倍額定電流溫升和40kA燃弧試驗，難度非常大，而雙層柜的目標(biāo)客戶是商業(yè)樓宇、小工業(yè)等，出線電流都比較小，且不需要滿足電力部標(biāo)準(zhǔn)，因此設(shè)計上不考慮，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；
得出客戶關(guān)鍵質(zhì)量特性
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符合GB/T11022, GB/T3906標(biāo)準(zhǔn) 12kV 50Hz 開關(guān)設(shè)備
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550x1750x2400mm雙層抽出式斷路器金屬封閉開關(guān)柜
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開關(guān)柜易于安裝、操作、維護(hù)
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滿足五防安全聯(lián)鎖
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開關(guān)柜抗內(nèi)部故障 31.5kA/1s
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主母線2500A 分支母線1250A 31.5kA（出線）
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模塊化設(shè)計
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功能手車齊備、一次方案完整
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澆注支柱式電流互感器
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可以和中置柜拼柜（實現(xiàn)2500A進(jìn)線）
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客戶定制HMI
雙層柜的質(zhì)量功能展開QFD的一 層所示，從客戶需求到產(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12kV 工頻耐壓42kV/1min 沖擊耐壓75kVp、短時耐受電流 31.5kA @4s峰值耐受電流80kA、開關(guān)柜內(nèi)部故障等級AFLR 31.5kA/1s、金屬鎧裝LSC2B PM級、滿足工程要求的隔離、壓變、驗電、接地等功能手車、電纜安裝高度大于700mm、單獨的金屬封閉儀表室、接地開關(guān)機械壽命M1、滿足五防要求機械聯(lián)鎖、斷路器操作機械壽命搖進(jìn)搖出3000次、所有高壓隔室有泄壓通道、接地回路短時耐受27.4kA /2s峰值耐受電流69kA。
表1 雙層柜質(zhì)量功能展開（一層）
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絕緣設(shè)計：采用空氣絕緣和固體絕緣的復(fù)合絕緣設(shè)計思想，均勻電場設(shè)計；
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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，滿足25kA/1s的內(nèi)部燃弧要求；開關(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；
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聯(lián)鎖設(shè)計：斷路器與開關(guān)柜、接地開關(guān)之間有可靠的機械聯(lián)鎖，防止誤操作；
使用QFD工具，可以避免盲目設(shè)計，照貓畫虎設(shè)計，而忽略了客戶的CTQ和產(chǎn)品的需求，或?qū)?xì)小部分或客戶不在乎的特征設(shè)計過分解讀，投入太多。
