摘要：本文以紧凑型550宽双层柜研发介绍产品研发的理论基础，以保证设计出符合市场需求的好产品。
双层柜有很多不同设计，种类繁多，如何设计一款满足客户需求，又具有更多价值，体现公司技术实力的紧凑型开关柜，不是拍脑袋、老板一个人做决定，也不是避重就轻、依靠经验，或是工程师依据个人喜好来设计产品。需要科学的研发方法来确定。
六西格玛是一种改善企业质量流程管理的技术，以"零缺陷"的完美商业追求，带动质量大幅提高、成本大幅度降低，最终实现财务成效的提升与企业竞争力的突破；六西格玛设计DFSS则应用在产品研发过程中，通过分析客户的产品需求VOC，对客户需求进行质量功能展开QFD，得出产品关键质量特性CTQ、关键工艺及关键部件的要求；而功能模块展开FBD可以把产品各部分功能梳理清楚，通过合理的功能组合、功能分解，以功能为目的，有的放矢的设计产品，优化成本，FBD也是产品失效模式分析FMEA的基础；失效模式分析FMEA是对各模块功能可能发生的失效进行分析，通过失效的影响程度、发生的几率以及可检出性打分，得出影响程度最严重、最有可能发生且不易检出的项目，采用必要的设计、分析、验证、质量控制等手段避免失效。
1. 引言：对需要改进的流程进行区分，找到最有潜力的改进机会，优先对需要改进的流程实施改进。如果不确定优先次序，企业多方面出手，就可能分散精力，影响6σ管理的实施效果。业务流程改进遵循五步循环改进法，即DMAIC模式:
·定义[Define]--辨认需改进的产品或过程.确定项目所需的资源.
·测量[Measure]--定义缺陷，收集此产品或过程的表现作底线,建立改进目标.
·分析[Analyze]--分析在测量阶段所收集的数据，以确定一组按重要程度排列的影响质量的变量。
·改进[Improve]--优化解决方案，并确认该方案能够满足或超过项目质量改进目标。
·控制[Control]--确保过程改进一旦完成能继续保持下去,而不会返回到先前的状态
六西格玛设计对于产品研发作用巨大，保证产品设计满足客户要求，在质量、成本、时间上达到最优，主要工具有QFD,FBD,FMEA等；
2. QFD质量功能展开，QFD是把客户的声音VOC通过 CTQFLOWDOWN实现质量功能展开；CTQ (Critical To Quality)是关键质量特征，一般来说客户的要求只是些笼统的，非定量的要求，而QFD是通过功能展开，把客户的质量要求转换成具体的产品质量要求，再进一步展开到每一个关键部件、关键零件的质量要求，就可以从产品研发，生产的初期作为基础进行定义。QFD需要对产品定量的要求，如机械寿命，电气参数等，到零件的要求如零件的强度，表面处理等有具体的，参数化的要求。
根据总计分数可以得出关键设计、关键部件的重要程度，从而加强对关键设计的投入、技术评审、把关。
以下是空气绝缘双层开关柜（以下简称双层柜）研发为例，市场部门通过走访客户，客户对双层柜的需求如下：
通过对客户需求展开，根据KANO三种质量需求的划分，KANO 模型是对用户需求分类和优先排序的有用工具，以分析用户需求对用户满意的影响为基础，体现了产品性能和用户满意之间的非线性关系。得出必备属性、期望属性和魅力属性。
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对于必备属性需求，标准参数、标准试验、基本功能等，重要度高，如上述需求编号1、2、3、5、10、11；
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而期望属性需求是一元质量需求，是特性不充足时，客户不满意，而特性充足时，客户就会非常满意，越充足客户越满意，因此也需要高标准满足，以提高客户满意度，如上述需求编号4、6、7、8，这些都需要作为关键质量特性，在QFD展开时,对相应特性加以展开，落实到产品的具体需求；
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魅力属性需求，即无此特性时，客户认为无关紧要、无所谓，当产品有此特性时，顾客就十分满意、愿意去为此特性埋单。对此类特性，需要结合公司技术水平、研发能力、研发项目的范围、费用等平衡决定，开发相应的特性来提高产品的竞争性，例如全新的功能，性能极大提高，像上述需求编号13客户定制HMI，通过触摸屏来实时查看开关柜、断路器参数，具有上述特性，可以满足客户智能化需求，实现产品的数字化，而智能断路器产品已经发布，且公司具有低压开关柜智能触摸屏团队，可以移植到中压开关柜实现智能功能和性能提升；而可使用低压穿心电流互感器（编号10b），由于低压CT 需要绝缘棒作为一次在流体和CT 绝缘，设计难度大，小变比的尺寸过大，容量小，应用有很大局限，因此不作为客户关键需求；对于编号3b、5b 属于“具有更好”的特性，而由于是上层柜，要实现1.1倍额定电流温升和40kA燃弧试验，难度非常大，而双层柜的目标客户是商业楼宇、小工业等，出线电流都比较小，且不需要满足电力部标准，因此设计上不考虑，可根据产品额定电流下温升情况决定是否进行1.1倍温升试验；
得出客户关键质量特性
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符合GB/T11022, GB/T3906标准 12kV 50Hz 开关设备
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550x1750x2400mm双层抽出式断路器金属封闭开关柜
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开关柜易于安装、操作、维护
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满足五防安全联锁
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开关柜抗内部故障 31.5kA/1s
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主母线2500A 分支母线1250A 31.5kA（出线）
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模块化设计
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功能手车齐备、一次方案完整
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浇注支柱式电流互感器
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可以和中置柜拼柜（实现2500A进线）
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客户定制HMI
双层柜的质量功能展开QFD的一 层所示，从客户需求到产品的主要指标及要求，得出重要程度分别是：额定电流630A/1250A主母线2500A 、绝缘等级12kV 工频耐压42kV/1min 冲击耐压75kVp、短时耐受电流 31.5kA @4s峰值耐受电流80kA、开关柜内部故障等级AFLR 31.5kA/1s、金属铠装LSC2B PM级、满足工程要求的隔离、压变、验电、接地等功能手车、电缆安装高度大于700mm、单独的金属封闭仪表室、接地开关机械寿命M1、满足五防要求机械联锁、断路器操作机械寿命摇进摇出3000次、所有高压隔室有泄压通道、接地回路短时耐受27.4kA /2s峰值耐受电流69kA。
表1 双层柜质量功能展开（一层）
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绝缘设计：采用空气绝缘和固体绝缘的复合绝缘设计思想，均匀电场设计；
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柜体结构：母线室、断路器室、电缆室和低压室采用全金属铠装分隔；高压室均设有向上的泄压装置，满足25kA/1s的内部燃弧要求；开关柜采用薄钢板多层折弯经铆接拼装而成,整体钢度好、接地连续性好;有宽敞的电缆安装空间，电缆头安装高度为680mm；
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联锁设计：断路器与开关柜、接地开关之间有可靠的机械联锁，防止误操作；
使用QFD工具，可以避免盲目设计，照猫画虎设计，而忽略了客户的CTQ和产品的需求，或对细小部分或客户不在乎的特征设计过分解读，投入太多。
