六西格玛项目助力,手术机器人零部件国产化稳中求胜——张驰咨询

news2024/11/24 1:58:17

项目背景

XR-1000型腔镜手术机器人是某头部手术机器人企业推出的高端手术设备,专注于微创手术领域,具有高度的精确性和稳定性。而XR-1000型机器人使用的部分核心零部件长期依赖进口,特别是高精度电机、关节执行机构和视觉系统等,这不仅增加了成本,还存在供应链不稳定。为增强产品的自主研发能力,降低对进口部件的依赖,提升企业的核心竞争力,该公司与张驰管理咨询合作,启动了一个六西格玛黑带项目,结合IDDOV(识别、定义、开发、优化、验证)逻辑和第一性原理,系统解决XR-1000核心零部件的国产化难题。

在这里插入图片描述

项目定义

该项目的核心目标是通过研发和国产化替代方案,降低XR-1000手术机器人对进口关键零部件的依赖。具体目标包括:

•将核心零部件的国产化率从30%提高到80%以上。

•在保证手术机器人功能和性能的前提下,减少进口部件采购成本20%以上。

•提升供应链的稳定性和响应速度,减少因进口件供应短缺导致的停产风险。

关键客户需求

基于医院和外科医生的反馈,腔镜手术机器人的核心需求如下:

•精度与稳定性:确保机器人在手术操作中的高精度和稳定性,特别是在复杂微创手术中的表现。

•操作灵活性:机器人各关节的灵活操控性能,确保在多种复杂手术环境中能顺利使用。

•可靠性与安全性:设备必须满足手术可靠性要求,任何零部件失效都可能导致严重后果,因此国产替代零部件必须经过严密验证。

•性价比:医院面临的预算压力使其倾向于选择具有更高性价比的设备,因此在保证性能的基础上,减少设备成本是关键。

当前性能基准

小组收集了XR-1000的进口部件使用情况及其影响,发现以下几个核心零部件依赖进口:

•高精度电机:主要用于控制手术工具的精确运动,进口率100%。

•关节执行机构:用于实现机械臂的多轴运动,进口率90%。

•视觉成像系统:用于手术部位的高清成像和三维定位,进口率70%。

基于此,小组明确了这些零部件是国产化的重点攻克目标。

识别关键问题与制约

采用因果分析法对进口依赖问题进行了根因分析,发现主要问题包括:

•手术门槛高:国内零部件制造商在高精度电机和关节执行机构等领域技术储备不足,无法满足手术机器人对于精度和稳定性的要求。

•供应链整合难度大:手术机器人对材料和工艺的要求非常苛刻,国内供应链的成熟度较低,缺乏足够的高端制造商。

•验证复杂:医疗器械对零部件的可靠性要求极高,国产替代方案需要经过严格的临床测试和长期验证,难度大、周期长。

目标设定

•提高国产零部件的比例至80%以上。

•将研发和国产化过程中的技术瓶颈克服,确保国产替代品的性能、稳定性不低于进口零部件。

•降低零部件采购成本,并确保供应链的可控性和稳定性。

开发阶段
第一性原理与TRIZ分析

在开发阶段结合第一性原理和TRIZ(发明问题解决理论)对核心零部件的设计进行了根本性分析。通过将技术问题拆解为基础物理定律,探索了国产化的可能性:

•高精度电机:电机的性能由其转矩、速度、控制精度和热耗散特性决定。通过分析其基础工作原理,小组发现传统的电机设计在材料选择和热管理上存在瓶颈,导致国产电机难以与进口产品竞争。小组采用TRIZ发明原理中的物场模型,开发出了一种新型复合材料绕组和内置风冷散热系统的方案,既提升了国产电机的精度,又解决了过热问题。

•关节执行机构:执行机构的多轴运动要求高精度的力矩控制和机械结构优化。通过TRIZ冲突解决法,小组通过引入多自由度的柔性传动结构,解决了国产执行机构因刚性问题导致的精度低下和寿命缩短问题。

•视觉系统:视觉系统依赖于高分辨率成像和精确的三维空间定位。小组从基础的光学原理出发,通过优化国产成像芯片的算法和光路设计,有效提升了国产视觉系统的图像处理能力和空间感知精度。

设计参数细化与验证

明确了核心零部件的技术方案,通过实验设计(DOE)进一步优化了设计参数。例如,在高精度电机中,通过改变绕组线径和磁钢材料,测试不同组合对转矩和散热性能的影响,最终找到了最优的组合方案。同时,在视觉系统的算法开发中,使用田口方法对成像清晰度和数据处理速度进行了优化设计。

工艺优化

在国产化的过程中,工艺控制是确保零部件性能稳定的关键。引入了SPC(统计过程控制),对关键工艺参数进行实时监控。例如,在高精度电机生产中,我们严格监控绕组张力、材料纯度和线圈组装过程中的温度控制,确保生产过程中的波动在可控范围内。

同时,优化了国产零部件的装配流程,特别是在关节执行机构的装配中,通过引入全自动化的装配线,减少了人工操作带来的误差,提升了产品一致性。

实验验证

优化完成后,对国产零部件进行了严格的实验验证。通过模拟临床手术环境,对国产替代件与进口零部件的性能进行了对比测试,测试结果显示:

•国产高精度电机的控制精度达到±0.02度,基本与进口电机持平。

•国产关节执行机构的寿命测试结果显示,其耐用性提升了15%,满足手术机器人的长时间使用需求。

•国产视觉成像系统的分辨率和实时处理能力大幅提升,满足了手术机器人对高清图像和精确定位的要求。

临床试验验证

为确保国产替代零部件在实际手术中的表现,该公司与多家医院合作,进行了为期6个月的临床试验,测试了国产零部件在真实手术中的性能表现。试验结果显示,手术机器人在使用国产零部件后,性能表现稳定,操作精度和医生的使用体验与原来完全一致。

持续改进与控制计划

小组制定了详细的控制计划,对关键工艺和生产流程中的风险进行持续监控。通过引入FMEA(失效模式与影响分析),识别并预防了潜在的失效模式,并通过六西格玛工具(如控制图和过程能力分析)对生产过程中关键参数进行实时监控,确保国产零部件的生产质量保持稳定。

此次六西格玛黑带项目实施,使XR-1000型腔镜手术机器人关键零部件的国产化率从30%提升到了85%,降低了20%以上的采购成本,并大幅提升了供应链的稳定性。该项目不仅解决了公司核心技术的自主化问题,也为整个手术机器人行业提供了可借鉴的国产化路径。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2229923.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

C++ 优先算法——复写零(双指针)

目录 题目:复写零 1. 题目解析 2. 算法原理 一. 先找到最后一个“复写”数 处理边界情况 二. 复写操作 3. 代码实现 题目:复写零 1. 题目解析 题目截图: 该题目要求的与移动零相似,都要在一个数组上进行操作,…

掌握DFMEA,让潜在设计缺陷无处遁形!

一个微小的设计缺陷,就可能让一款产品从市场宠儿变成过客。那么,如何在设计初期就精准识别并扼杀这些潜在威胁呢?答案就是——巧妙运用DFMEA(设计失效模式与效应分析)。本文,天行健企业管理咨询公司将详细阐…

时间序列预测(十)——长短期记忆网络(LSTM)

目录 一、LSTM结构 二、LSTM 核心思想 三、LSTM分步演练 (一)初始化 1、权重和偏置初始化 2、初始细胞状态和隐藏状态初始化 (二)前向传播 1、遗忘门计算(决定从上一时刻隐状态中丢弃多少信息) 2、…

FlaskFastAPIgunicornunicorn并发调用

Flask VS. FastAPI Flask和FastAPI是Python中两种流行的Web框架,它们各自具有不同的特点和适用场景。以下是它们之间的一些主要区别: 1. 框架类型 Flask:Flask是一个轻量级的微框架,适合构建小型到中型的Web应用。它灵活且易于扩展…

安装scrcpy-client模块av模块异常,环境问题解决方案

背景 使用 pip install scrcpy-client命令出现以下报错 performance hint: av\logging.pyx:232:5: Exception check on log_callback will always require the GIL to be acquired. Possible solutions: 1. Declare log_callback as noexcept if you control the definition …

Linux——常见指令及其权限理解(正在更新中)

1.指令 1.1 快速了解指令 pwd 首次登录,默认所处的路径 whoami 当前所用的用户的名称 ls 显示当前路径下,文件名称 mkdir 在当前目录下,创建一个文件夹/目录 cd 进入一个目录 touch 新建一个文…

胡壮麟《语言学教程》第五版PDF英文版+中文版翻译

胡壮麟《语言学教程》中文版:https://pan.quark.cn/s/9491130ec572 《语言学教程》(英文版)是一部经典的语言学教材,自 1988 年面世以来,被众多高校广泛采用,长销不衰。该教材自出版以来不断修订&#xff…

项目模块十二:TcpServer模块

一、模块设计思路 1、目的 对所有模块整合,实现一个服务器模块供外部快速搭建服务器。 2、管理 监听套接字 主 Reactor,创建 EventLoop _baseloop 对象,进行对监听套接字的管理 哈希表管理所有新连接的 Channel 创建线程池进行连接的事…

【Spring源码核心篇-01】精通Spring的bean的生命周期

Spring源码核心篇整体栏目 内容链接地址【一】Spring的bean的生命周期https://zhenghuisheng.blog.csdn.net/article/details/143441012 spring的bean的生命周期 一,spring中bean的生命周期1,生成BeanDefinition1.1,初始化context和BeanFacto…

IAR出现,Error [e12].Unable to open file "xxxx:_app.xcl"怎么办?

编译时出现,一般是拷贝过来出现这个问题。解决方法: 1,点击到最左边“code -Debug”上 2,点Project>>>options for node "code" 3,选项卡“linker”>>"linker configuration fil…

C#与C++交互开发系列(十一):委托和函数指针传递

前言 在C#与C的互操作中,委托(delegate)和函数指针的传递是一个复杂但非常强大的功能。这可以实现从C回调C#方法,或者在C#中调用C函数指针的能力。无论是跨语言调用回调函数,还是在多线程、异步任务中使用委托&#x…

SpringBoot国际化:创建多语言支持的Web应用

SpringBoot国际化:创建多语言支持的Web应用 介绍 SpringBoot作为一个强大的框架,提供了便捷的国际化支持,使开发者能够轻松创建多语言支持的Web应用。通过使用SpringBoot的MessageSource,开发者可以在应用中实现动态的语言切换。…

如何快速搭建一个3D虚拟展厅?

随着元宇宙概念的兴起,一个全新的虚拟、立体数字空间正逐步成为我们生活的一部分。在这个空间里,用户可以沉浸其中,进行丰富的交互操作,体验前所未有的无限可能。而如何快速搭建一个属于自己的元宇宙3D虚拟展厅,正成为…

blender 小车建模 建模 学习笔记

一、学习blender视频教程链接 案例4:狂奔的小车_建模_哔哩哔哩_bilibilihttps://www.bilibili.com/video/BV1Bt4y1E7qn?p14&spm_id_from333.788.videopod.episodes&vd_sourced0ea58f1127eed138a4ba5421c577eb1 二、开始建模 (1)创…

强大的文本编辑器Notepad++8.4.6 最新版

Notepad最新版是一款多功能的代码编辑工具。Notepad官方版支持27种编程语言,涵盖C、C 、Java 、C#,、XML、 HTML,、PHP、python等等,能够帮助程序员提高编辑效率。Notepad软件支持python与sql代码高亮功能,并且免费开源,能够完美地…

彻底理解链表(LinkedList)结构

目录 比较操作结构封装单向链表实现面试题 循环链表实现 双向链表实现 链表(Linked List)是一种线性数据结构,由一组节点(Node)组成,每个节点包含两个部分:数据域(存储数据&#xff…

小小猫棒onu替换家用光猫,薅运营商带宽羊毛,突破1000M

小小猫棒onu 一、总体步骤 1 记录原来光猫信息 主要包括SN,ploam密码,loid、loid密码、 mac、上网的vlan id等 一般gpon采用SN、ploam密码、SNploam密码三种中的一种认证方式 一般Epon采用loid(逻辑id)、mac、loid mac三种中…

【经典论文阅读11】ESMM模型——基于贝叶斯公式的CVR预估

传统的CVR模型(也就是直接对conversion rate建模的模型)在实际应用中面临两个问题(样本选择偏差与数据稀疏性问题)。为了解决这两个问题,本文提出ESMM模型。该模型巧妙地利用用户行为序列去建模这个问题,从…

二十八、Python基础语法(面向对象-下)

一、self 从函数的语法上来看, self 是形参 , 是一个普通的参数,那么在调用的时候,就需要传递实参值。从调用上看, 我们没有给 self 这个形参传递实参值, 但是 Python 解释器会自动的将调用这个方法的对象,作为实参值传递给 self。 class Dog:def eat(self):print…

江协科技STM32学习- P27 实验-串口发送/串口接收

🚀write in front🚀 🔎大家好,我是黄桃罐头,希望你看完之后,能对你有所帮助,不足请指正!共同学习交流 🎁欢迎各位→点赞👍 收藏⭐️ 留言📝​…