一.概念設計
概念設計是一種設計思想，是基于收集到的數據進行的總體設計。
六西格瑪設計從客戶的臨界質量(CTQ's)入手，量化到項目績效指數(Y)中，產生符合CTP's 六西格瑪設計的概念設計方案，利用各種技術和手段不斷優化概念設計。通過一系列的設計、仿真、故障驗證和評估，可以實現六西格瑪的設計目標。以下是六西格瑪概念設計流程圖。
二、客戶需求分析
正確的客戶需求分析是六西格瑪設計成功的關鍵。首先，我們六西格瑪設計最大的愿望就是識別客戶的需求，讓客戶的要求和期望得到滿足。客戶有了市場，我們才能擁有一切。六西格瑪是以客戶為中心的原則，最大的特點是滿足客戶的真實需求。
下表是客戶需求分析的關系矩陣，可以為我們提供評估客戶需求的優先級，正確識別客戶需求和期望。
如果將高(h)、中(m)、低(l)量化，就可以排出各種客戶群體的需求層次，進而進行六西格瑪設計決策和概念方案設計。
三.故障分析
客戶需求已經確定，概念設計方案已經形成，失效分析非常重要。新產品或服務的可靠性和安全性已經得到確認，失效分析是必不可少的程序。常用的失效分析工具包括失效模式和效應分析(FMEA)和可靠性實驗。
失效模式和影響分析(FMEA)最初應用于軍工產品，所以現代汽車制造業使用FMEA作為質量工具。FMEA也是六西格瑪設計的基礎工具。這樣可以提前發現產品或流程的失效模式，預防失效并分析潛在的質量問題，最大限度地降低風險，為客戶提供可靠安全的新產品和服務。
四.設計最優化
六西格瑪設計項目能否得到客戶的認可，能否滿足客戶的要求，在概念設計階段，就需要對新產品和新服務進行優化設計。常用的優化函數是y=f(x)。以下是六西格瑪設計優化的基本模型圖。
在上述優化模型中，不僅輸入變量X1、X2的影響...Xn，還要考慮環境噪聲因素(也叫背景噪聲)的波動和人為因素的干擾，這樣先設計的六西格瑪設計方案更實用。
五.分析階段的常用工具
六西格瑪設計的分析階段是六西格瑪設計項目的方案分析階段。在分析客戶需求的基礎上，進行概念設計，優化設計方案。常用的工具有:
1.卡諾分析
2.故障模式和影響分析(FMEA)
3.質量特性關系矩陣
4.質量功能部署(QFD)
5.結構樹
6.概念設計
7.設計優先級模型
8.質量損失函數
9.新產品升級計劃(MGP)
10.PDCA循環
1.實驗設計
12.模型模擬實驗(MDOE)
13.可靠性實驗
14.蒙特卡羅模擬
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