التصميم من أجل ستة سيجما

يُعدّ تصميم ستة سيجما ( DFSS ) مجموعة من أفضل الممارسات لتطوير المنتجات والعمليات الجديدة. ويُستخدم أحيانًا كعملية تصميم هندسي أو كمنهجية لإدارة عمليات الأعمال . نشأ تصميم ستة سيجما في شركة جنرال إلكتريك للبناء على نجاحها مع منهجية ستة سيجما التقليدية ؛ ولكن بدلًا من تحسين العمليات، صُمم تصميم ستة سيجما لاستهداف تطوير منتجات جديدة. يُستخدم في العديد من الصناعات، مثل التمويل والتسويق والهندسة الأساسية والصناعات التحويلية وإدارة النفايات والإلكترونيات. يعتمد على استخدام أدوات إحصائية مثل الانحدار الخطي ، ويتيح إجراء بحوث تجريبية مماثلة لتلك التي تُجرى في مجالات أخرى، مثل العلوم الاجتماعية . بينما تتطلب الأدوات والمنهجية المستخدمة في ستة سيجما وجود عملية قائمة وفعّالة، يهدف تصميم ستة سيجما إلى تحديد احتياجات العملاء والشركة، وتوجيه هذه الاحتياجات نحو حلول المنتجات المُصممة. يُستخدم لتصميم المنتجات أو العمليات، على عكس تحسين العمليات . ^{[ 1 ]} القياس هو الجزء الأكثر أهمية في معظم أدوات Six Sigma أو DFSS، ولكن في حين أن القياسات في Six Sigma تتم من عملية موجودة، فإن DFSS يركز على اكتساب فهم عميق لاحتياجات العملاء واستخدام هذه المعلومات لإبلاغ كل قرار تصميم وموازنة.

توجد خيارات مختلفة لتطبيق منهجية التصميم من أجل ستة سيجما (DFSS). على عكس منهجية ستة سيجما، التي تُدار عادةً من خلال مشاريع DMAIC (التعريف - القياس - التحليل - التحسين - التحكم)، فقد أدت منهجية DFSS إلى ظهور عدد من العمليات التدريجية، وكلها على غرار إجراء DMAIC. ^{[ 2 ]}

يُشار أحيانًا إلى منهجية DMADV (التعريف - القياس - التحليل - التصميم - التحقق) باسم DFSS، على الرغم من استخدام بدائل أخرى مثل IDOV (التحديد، التصميم، التحسين، التحقق). تُطبق منهجية DMAIC Six Sigma التقليدية، كما هو شائع، والتي تركز على التطوير التدريجي والمستمر لعمليات التصنيع أو الخدمات، عادةً بعد اكتمال تصميم وتطوير النظام أو المنتج بشكل كبير. عادةً ما تُركز DMAIC Six Sigma على حل مشكلات عمليات التصنيع أو الخدمات القائمة وإزالة العيوب والاختلافات المرتبطة بها. من الواضح أن اختلافات التصنيع قد تؤثر على موثوقية المنتج. لذا، يجب أن يكون هناك ارتباط واضح بين هندسة الموثوقية و Six Sigma (الجودة). في المقابل، تسعى DFSS (أو DMADV و IDOV) إلى إنشاء عملية جديدة حيث لا توجد عملية موجودة، أو حيث تُعتبر العملية الحالية غير كافية وتحتاج إلى استبدال. تهدف DFSS إلى إنشاء عملية مع وضع دمج كفاءات منهجية Six Sigma في العملية بشكل أمثل قبل التنفيذ في الاعتبار. يسعى منهج سيكس سيجما التقليدي إلى التحسين المستمر بعد وجود عملية بالفعل.

يسعى منهج التصميم من أجل ستة سيجما (DFSS) إلى تجنب مشاكل عمليات التصنيع/الخدمات باستخدام تقنيات متقدمة لتفادي هذه المشاكل منذ البداية (مثل الوقاية من الحرائق). عند دمج هذه الأساليب، يتم تحديد الاحتياجات المناسبة للعميل، واستخلاص متطلبات معايير النظام الهندسي التي تزيد من فعالية المنتج والخدمة من وجهة نظر العميل وجميع الأطراف المعنية. ينتج عن ذلك منتجات وخدمات توفر رضا العملاء بشكل كبير وحصة سوقية متزايدة. تشمل هذه التقنيات أيضًا أدوات وعمليات للتنبؤ بنظام تسليم المنتج ونمذجته ومحاكاته (العمليات/الأدوات، والموظفين والتنظيم، والتدريب، والمرافق، والخدمات اللوجستية اللازمة لإنتاج المنتج/الخدمة). وبهذا، يرتبط منهج DFSS ارتباطًا وثيقًا ببحوث العمليات (حل مشكلة الحقيبة )، وموازنة سير العمل. يُعد منهج DFSS في جوهره نشاطًا تصميميًا يتطلب أدوات تشمل: نشر وظائف الجودة (QFD)، والتصميم البديهي ، ومنهجية حل المشكلات الابتكارية ( TRIZ )، والتصميم من أجل X ، وتصميم التجارب (DOE)، وطرق تاغوشي ، وتصميم التفاوتات، والتقوية ، ومنهجية سطح الاستجابة لتحسين استجابة واحدة أو استجابات متعددة. على الرغم من استخدام هذه الأدوات أحيانًا في منهجية DMAIC Six Sigma التقليدية، إلا أنها تُستخدم بشكل فريد في منهجية DFSS لتحليل المنتجات والعمليات الجديدة وغير المسبوقة. وهي عبارة عن تحليلات متزامنة موجهة نحو تحسين عمليات التصنيع المتعلقة بالتصميم.

قد يدّعي مؤيدو منهجيات DMAIC وDDICA (التصميم، التطوير، التهيئة، التحكم، والتخصيص) ومنهجيات Lean أن منهجية DFSS تندرج تحت مظلة Six Sigma أو Lean Six Sigma (LSS). وتركز كلتا المنهجيتين على تلبية احتياجات العملاء وأولويات العمل كنقطة انطلاق للتحليل. ^{[ 5 ] [ 1 ]}

يُلاحظ غالبًا أن الأدوات المستخدمة في تقنيات DFSS تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك المستخدمة في منهجية DMAIC Six Sigma. فعلى وجه الخصوص، يعتمد ممارسو DMAIC وDDICA عادةً على الرسومات الميكانيكية الجديدة أو الموجودة وتعليمات عمليات التصنيع كمصدر أساسي للمعلومات لإجراء تحليلاتهم، بينما يعتمد ممارسو DFSS على المحاكاة وأدوات تصميم/تحليل الأنظمة البارامترية للتنبؤ بتكلفة وأداء بنى الأنظمة المرشحة. ورغم إمكانية الادعاء بتشابه العمليتين، إلا أن بيئة العمل تختلف عمليًا بما يكفي ليتطلب DFSS مجموعات أدوات مختلفة لأداء مهام التصميم. قد تُستخدم DMAIC وIDOV وSix Sigma خلال التحليل المتعمق لبنية النظام ولعمليات Six Sigma "الخلفية"، بينما يوفر DFSS عمليات تصميم أنظمة تُستخدم في تصميمات الأنظمة المعقدة الأمامية. كما تُستخدم أنظمة الواجهة الخلفية أيضًا. وهذا يُؤدي إلى 3.4 عيوب لكل مليون فرصة تصميم عند التنفيذ الأمثل.

أصبحت منهجية ستة سيجما التقليدية، DMAIC، أداةً قياسيةً لتحسين العمليات في الصناعات الكيميائية. مع ذلك، بات من الواضح أن تحقيق وعد ستة سيجما، وتحديدًا خفض العيوب إلى 3.4 لكل مليون فرصة (DPMO)، أمرٌ غير قابل للتحقيق بعد التنفيذ. ونتيجةً لذلك، برز توجهٌ متزايدٌ نحو تطبيق تصميم ستة سيجما، والذي يُعرف عادةً باسم تصميم ستة سيجما (DFSS) وأدوات DDICA. تبدأ هذه المنهجية بتحديد احتياجات العملاء، وتؤدي إلى تطوير عمليات فعّالة لتلبية تلك الاحتياجات. ^{[ 6 ]}

انبثق تصميم ستة سيجما من منهجيتي ستة سيجما ومنهجية تعريف-قياس-تحليل-تحسين-مراقبة (DMAIC) للجودة، اللتين طورتهما شركة موتورولا في الأصل لتحسين العمليات بشكل منهجي من خلال القضاء على العيوب. وعلى عكس منهجيتي ستة سيجما/DMAIC التقليديتين، اللتين تركزان عادةً على حل مشكلات التصنيع القائمة (أي "معالجة المشكلات الطارئة")، يهدف تصميم ستة سيجما إلى تجنب مشكلات التصنيع من خلال اتباع نهج استباقي لحل المشكلات وإشراك الشركة في مرحلة مبكرة للحد من المشكلات المحتملة (أي "الوقاية من المشكلات الطارئة"). يتمثل الهدف الرئيسي لتصميم ستة سيجما في تحقيق خفض كبير في عدد الوحدات غير المطابقة وتفاوت الإنتاج. ويبدأ هذا النهج بفهم توقعات العملاء واحتياجاتهم وقضايا الجودة الحرجة (CTQs) قبل إتمام التصميم. عادةً ما تكون نسبة صغيرة فقط من قضايا الجودة الحرجة في برنامج تصميم ستة سيجما متعلقة بالموثوقية، ولذلك لا تحظى الموثوقية بالاهتمام الرئيسي في هذا البرنامج. نادراً ما ينظر منهج التصميم من أجل ستة سيجما (DFSS) إلى المشكلات طويلة الأجل (بعد التصنيع) التي قد تنشأ في المنتج (مثل مشكلات الإجهاد المعقدة أو التآكل الكهربائي، والمشكلات الكيميائية، والآثار المتسلسلة للأعطال، والتفاعلات على مستوى النظام). ^{[ 7 ]}

تُظهر النقاشات حول ما يُميّز منهجية التصميم من أجل ستة سيجما (DFSS) عن منهجية ستة سيجما أوجه التشابه بينهما وبين ممارسات هندسية راسخة أخرى، مثل التصميم الاحتمالي والتصميم من أجل الجودة. بشكل عام، تُركّز منهجية ستة سيجما، من خلال خارطة طريق DMAIC الخاصة بها، على تحسين عملية أو عمليات قائمة. بينما تُركّز منهجية DFSS على خلق قيمة جديدة بالاستفادة من مدخلات العملاء والموردين واحتياجات العمل. مع أن منهجية ستة سيجما التقليدية قد تستخدم هذه المدخلات أيضًا، إلا أن التركيز ينصبّ على التحسين وليس على تصميم منتج أو نظام جديد. كما يُظهر هذا الخلفية الهندسية لمنهجية DFSS. ومع ذلك، وكما هو الحال مع المنهجيات الأخرى المُطوّرة في الهندسة، لا يوجد سبب نظري يمنع استخدام منهجية DFSS في مجالات خارج الهندسة. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

تاريخيًا، ورغم أن أولى مشاريع التصميم الناجحة لمنهجية ستة سيجما في عامي 1989 و1991 سبقت إنشاء منهجية DMAIC لتحسين العمليات، إلا أن منهجية التصميم لستة سيجما (DFSS) مقبولة جزئيًا لأن مؤسسات ستة سيجما وجدت أنها لا تستطيع تحسين المنتجات إلى ما بعد ثلاثة أو أربعة سيجما دون إعادة تصميم المنتج بشكل جذري، ولأن تحسين عملية أو منتج بعد إطلاقه يُعتبر أقل كفاءة وفعالية من تصميم الجودة. يجب أن تكون مستويات أداء "ستة سيجما" "مدمجة ^{[ 10 ]} ".

يُعدّ منهج DFSS للبرمجيات تعديلًا جوهريًا لمنهج DFSS التقليدي، نظرًا لاختلاف طبيعة البرمجيات عن غيرها من مجالات الهندسة. يصف هذا المنهج العملية التفصيلية لتطبيق أساليب وأدوات DFSS بنجاح في جميع مراحل تصميم المنتج البرمجي، مُغطيًا دورة حياة تطوير البرمجيات كاملةً: المتطلبات، والهندسة المعمارية، والتصميم، والتنفيذ، والتكامل، والتحسين، والتحقق، والتقييم (RADIOV). كما يُوضح المنهج كيفية بناء نماذج إحصائية تنبؤية لموثوقية البرمجيات ومتانتها، ويُبين كيفية دمج تقنيات المحاكاة والتحليل مع أساليب التصميم الهيكلي والهندسة المعمارية لإنتاج برمجيات وأنظمة معلومات فعّالة بمستويات Six Sigma.

تُعدّ منهجية التصميم من أجل ستة سيجما (DFSS) في مجال البرمجيات بمثابة حلقة وصل تجمع بين تقنيات النمذجة الكلاسيكية لهندسة البرمجيات، مثل التصميم الموجه للكائنات أو التطوير السريع التطوري ، مع النماذج الإحصائية والتنبؤية وتقنيات المحاكاة. تُزوّد ​​هذه المنهجية مهندسي البرمجيات بأدوات عملية لقياس سمات جودة المنتج البرمجي والتنبؤ بها، كما تُمكّنهم من إدراج البرمجيات في نماذج موثوقية النظام.

على الرغم من أن العديد من الأدوات المستخدمة في استشارات DFSS مثل منهجية سطح الاستجابة، ووظيفة النقل عبر النمذجة الخطية وغير الخطية، والتصميم البديهي، والمحاكاة لها أصول في الإحصاء الاستدلالي، إلا أن النمذجة الإحصائية قد تتداخل مع تحليلات البيانات واستخراجها.

ومع ذلك، على الرغم من أن منهجية DFSS قد استُخدمت بنجاح كإطار عمل تقني شامل لمشاريع التحليل والتنقيب، فقد لاحظ خبراء المجال أن هذا مشابه إلى حد ما لنهج CRISP-DM

يُزعم أن منهجية DFSS أكثر ملاءمة لتغليف ومعالجة عدد أكبر من حالات عدم اليقين، بما في ذلك البيانات المفقودة وغير المؤكدة، سواء من حيث دقة التعريف أو أعدادها الإجمالية المطلقة فيما يتعلق بمهام التحليل واستخراج البيانات. وتُعرف مناهج Six Sigma لاستخراج البيانات باسم DFSS بدلاً من CRISP [CRISP-DM تشير إلى منهجية إطار عمل تطبيق استخراج البيانات في SPSS ].

لوحظ أن مشاريع استخراج البيانات باستخدام منهجية التصميم من أجل ستة سيجما (DFSS) قد قلصت دورة حياة التطوير بشكل ملحوظ. ويتحقق ذلك عادةً من خلال إجراء تحليل البيانات لاختبارات مطابقة القوالب المصممة مسبقًا عبر نهج تقني وظيفي باستخدام نشر وظائف الجودة متعددة المستويات على مجموعة البيانات.

يزعم الممارسون أن قوالب KDD المعقدة بشكل متزايد يتم إنشاؤها من خلال عمليات تشغيل DOE متعددة على بيانات متعددة المتغيرات معقدة محاكاة، ثم يتم توثيق القوالب مع السجلات بشكل مكثف من خلال خوارزمية قائمة على شجرة القرار

تستخدم منهجية DFSS أسلوب نشر وظائف الجودة ومنهجية SIPOC لهندسة خصائص المتغيرات المستقلة المعروفة، مما يساعد في الحساب التقني الوظيفي للسمات المشتقة.

بمجرد حساب النموذج التنبؤي، يمكن أيضًا استخدام دراسات DFSS لتقديم تقديرات احتمالية أقوى لرتبة النموذج التنبؤي في سيناريو واقعي.

تم تطبيق إطار عمل DFSS بنجاح في التحليلات التنبؤية المتعلقة بمجال تحليلات الموارد البشرية، وقد اعتبر هذا المجال التطبيقي تقليديًا شديد الصعوبة نظرًا للتعقيدات الخاصة بالتنبؤ بالسلوك البشري.

• بروي، جريج؛ لونسبي، روبرت ج. (2003). التصميم من أجل ستة سيجما . نيويورك : ماكجرو هيل . ISBN 9780071413763. OCLC 51235576 . 
• يانغ، كاي؛ الحايك، باسم (2003). التصميم من أجل ستة سيجما: خارطة طريق لتطوير المنتجات . نيويورك : ماكجرو هيل . ISBN 9780071412087. OCLC 51861987 . 
• كافانا، رولاند ر.؛ نيومان، روبرت ب.؛ باندي، بيتر س. (2005). ما هو التصميم من أجل ستة سيجما؟ نيويورك : ماكجرو هيل . ISBN 9780071423892. OCLC 57465690 . 
• تشودري، سوبير (2002). التصميم من أجل ستة سيجما . شيكاغو : دار نشر ديربورن التجارية. رقم ISBN 9780793152247. OCLC 48796250 . 
• هاسنكامب، توربن (2010). "التصميم الهندسي لمنهجية ستة سيجما". مجلة الهندسة الدولية للجودة والموثوقية . 26 (4): 317-324 . doi : 10.1002/qre.1090 . S2CID 35364939 . 
• ديل كاستيلو، إي. (2007). تحسين العمليات: منهج إحصائي . نيويورك: سبرينغر. https://link.springer.com/book/10.1007/978-0-387-71435-6