六西格玛设计因其在产品质量、成本、市场和开发中所具有的显著优势,以及其卓越的设计理念和超前的研究方法,早已被全世界多个汽车企业所接受并广泛采用,成效斐然。举例如下:
1.识别
整车所要求的全温度范围在零下40摄氏度与85摄氏度之间,在这个温度范围内的理想工作电压在8伏到16伏之间,但是为了使CAN总线能够正常接收及发送信号,电压值必须在6伏到16伏之间,在这个电压下微调控器以及接收器等硬件才能正常工作。
2.定义
电路的原理图中的核心器件是稳压器,它通过二极管从蓄电池获得电压,然后作为CAN收发器和微控制器的电源,而微控制器复位信号的来源也是稳压器的复位输出信号。
电源电路中的功能函数,在该电路中,涉及到的中间变量主要有:稳压器输出的电压及其复位信号,二极管的输出的电压。上述变量在各自的干扰因子及控制因子的控制下工作。为了使CAN保持正常的通讯功能,必须保证两个因变量(用Y表示):稳压器的复位信号及输出电压满足所示的条件,对应的自变量(用X表示)需要满足所示的条件。
说明::稳压器输出电压;:稳压器复位电压;:二极管前向压降;:稳压器压降。
3.开发
CAN收发器和微控制器由于其更换成本比较高,所以一般不会对其进行更换,从另一个角度来讲,在驱动能力相同的情况下,目前所用的稳压器已经拥有了最低的压降。所选用的二极管用极限分析法分析其是否能够满足在6伏到16伏电压之间维持CAN的正常工作。选用的元器件及其参数如下:二极管型号为:BAT240A,那么可以得到:该值大于下限值4.75伏,且,因此本设计所用的二极管符合要求。
4.优化
上步骤的极限设计虽然与整车需求相符合,但是实际应用中耗费的成本比较高,而选用六西格玛设计方法能够在满足上述需求的情况下降低成本,因此这种方法对设计进行优化优于极限设计法。首先对于二极管的选取,本设计方法选用的ISR154―400的成本比BAT240A低,根据相关计算可以得到在三个不同温度下和的值。依照上面的分析可知,由此得知,本优化方法选择的ISR154―400符合整车需求。给出了同三个温度下的验证结果。
5.验证
根据以上步骤的分析以样品验证,得出稳压器输出的(其值为2.43),复位信号(其值为4.15),由数据可以看出二者的均在2之上,因此符合整车的需求。
六西格玛设计中选用的ISR154―400每个的成本要比极限法中选用的稳压器成本低0.109美元,据此计算每年可以节约成本1100美元。假设,在其余控制器和项目建设中也使用该二极管,则每年会为企业节约大量的成本。