實現(xiàn)六西格瑪設(shè)計的理想目標(biāo)，必須依靠更先進(jìn)的工具和方法。關(guān)于為六西格瑪設(shè)計服務(wù)的武器裝備也很多，常見的有：風(fēng)險分析、質(zhì)量功能展開QFD、容差設(shè)計Tolerance Design、設(shè)計失效模式與影響分析DFMEA、TRIZ方法、可靠性分析Reliability、高級試驗設(shè)計Advanced DOE、模擬Simulation、數(shù)據(jù)挖掘Data Mining、面向X的設(shè)計（X可以是制造、裝配、測試、售后服務(wù)或環(huán)境等各方面）、信息可視化Information Visualizaiton等等。下面將分別介紹幾個典型的工具。
　　質(zhì)量功能展開
　　質(zhì)量功能展開是實施六西格瑪設(shè)計必須應(yīng)用的最重要的方法之一。為了保證設(shè)計目標(biāo)值與顧客的要求完全一致，質(zhì)量特性的規(guī)格限滿足顧客的需求，在六西格瑪設(shè)計的首要階段就要采用QFD方法分析和確定顧客的需求（設(shè)計目標(biāo)值），并初步確定質(zhì)量特性的規(guī)格限。在定義產(chǎn)品的時候，就需要應(yīng)用QFD技術(shù)將顧客的需求科學(xué)地轉(zhuǎn)化為設(shè)計要求，并確定關(guān)鍵質(zhì)量特性CTQ和瓶頸技術(shù)。在產(chǎn)品研發(fā)后期也可以發(fā)揮輔助作用。
　　TRIZ方法
　　大量發(fā)明面臨的基本問題和矛盾（在TRIZ中稱之為系統(tǒng)沖突和物理矛盾）是相同的，只是技術(shù)領(lǐng)域不同而已。隱含其中的系統(tǒng)沖突數(shù)量是有限的，典型的系統(tǒng)沖突只有1250種。解決這些沖突所需的典型技術(shù)則更少，只有40種。這說明同樣的技術(shù)發(fā)明原則和解決方案可以一次次地被重新使用。將這些有關(guān)的知識進(jìn)行提煉和重新組織，就可以指導(dǎo)后來者的創(chuàng)新和開發(fā)。TRIZ體系正是基于這一思路開發(fā)的，打破了我們思考問題的心理惰性和知識面的制約，避免了創(chuàng)新過程中的盲目性和局限性，指出了解決問題的方向和途徑。
　　高級試驗設(shè)計
　　在產(chǎn)品研發(fā)階段，往往會在試驗設(shè)計DOE時遇到更復(fù)雜的情況。例如，預(yù)測模型中的參數(shù)為非線性結(jié)構(gòu)，用一般的線性建模方法無法勝任，或者即使構(gòu)建成功也會帶來不可避免的較大誤差；在只存在系統(tǒng)偏差、不存在隨機(jī)誤差的確定性流程中進(jìn)行試驗，如何將有限的資源轉(zhuǎn)換為更有效的試驗方案，充分揭示因子在規(guī)定范圍內(nèi)的行為特征顯得尤為突出；工程問題千變?nèi)f化，怎樣根據(jù)實際情況對因子的類型、水平等進(jìn)行設(shè)定，不再有傳統(tǒng)設(shè)計方案無法考慮到的情況，同時能夠平衡模型精度和資源預(yù)算之間的矛盾，快速地找到最經(jīng)濟(jì)可行的試驗方案……所有這些問題都需要借助更高級的試驗設(shè)計的理論和方法（如非線性設(shè)計、空間填充設(shè)計和定制設(shè)計等）來解決。
　　模擬
　　模擬也稱仿真，是建立系統(tǒng)或決策問題的數(shù)學(xué)模型或者邏輯模型，并以該模型進(jìn)行試驗，以獲得對系統(tǒng)行為的認(rèn)識或者幫助解決決策問題的過程。常用的仿真方法也稱為蒙特卡羅方法，上世紀(jì)八十年代起電子計算機(jī)的應(yīng)用使它得以廣泛應(yīng)用。采用模擬方法的優(yōu)點主要有兩點：一是分析人員無需建立或?qū)嶋H完成擬議中的系統(tǒng)或決策就能夠評價模型，或者在不干擾現(xiàn)有系統(tǒng)的情況下對模型進(jìn)行試驗；二是一般比許多其他分析方法更容易理解。
　　容差設(shè)計
　　容差設(shè)計一般在確定了可控因素的最佳水平組合后進(jìn)行，此時各元件的質(zhì)量等級較低，參數(shù)波動范圍較寬。容差設(shè)計的基本思想是：根據(jù)各參數(shù)的波動對產(chǎn)品質(zhì)量特性貢獻(xiàn)（影響）的大小，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮有無必要對影響大的參數(shù)給予較小的容差（如用較高質(zhì)量等級的元件替代較低質(zhì)量等級的元件）。這樣做，一方面可以進(jìn)一步減少質(zhì)量特性的波動，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，減少質(zhì)量損失；另一方面，由于提高了元件的質(zhì)量等級，使產(chǎn)品的成本有所提高。因此，容差設(shè)計階段既要考慮進(jìn)一步減少在參數(shù)設(shè)計后產(chǎn)品仍存在的質(zhì)量損失，又要考慮縮小一些元件的容差將會增加成本，要權(quán)衡兩者的利弊得失，采取最佳決策。
　　設(shè)計失效模式與影響分析
　　DFMEA適合于產(chǎn)品設(shè)計階段的失效模式與影響分析，找出影響產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的各種潛在的質(zhì)量問題和故障模式及其危害度和原因（包括設(shè)計缺陷、工藝問題、環(huán)境因素、老化、磨損和加工誤差等），經(jīng)采取設(shè)計、工藝和操作等層面的糾正措施，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和抗各種干擾的能力。
　　面向X的設(shè)計
　　顧客對于產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)的特性，如可靠性、壽命、使用維護(hù)、保修期、備件耗材的保障、不污染環(huán)境、全壽命周期的費用等均有明示的或隱含的要求。產(chǎn)品質(zhì)量特性的實現(xiàn)和成本的形成也受到結(jié)構(gòu)設(shè)計方案以外的許多因素如工藝、制造、裝配、檢驗、使用維護(hù)、保障服務(wù)、研制周期、成本控制等的影響和制約。因此，為了在產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)增強(qiáng)顧客滿意，必須針對有關(guān)的各種要素X，進(jìn)行面向X族的設(shè)計（DFX）。所謂DFX，本質(zhì)上就是面向產(chǎn)品全壽命周期的設(shè)計。
　　目前，越來越多的公司已經(jīng)開始啟動六西格瑪設(shè)計，六西格瑪設(shè)計理論體系和應(yīng)用工具的不斷發(fā)展將是六西格瑪管理的又一個里程碑。
　　六西格瑪設(shè)計是21世紀(jì)質(zhì)量管理的趨勢
　　用通俗的方式來解釋，六西格瑪改進(jìn)和六西格瑪設(shè)計之間的區(qū)別在于：是對已有的發(fā)動機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，還是發(fā)明一個新的發(fā)動機(jī)。或者，是在你的破褲子上釘上幾個補(bǔ)丁還是買一條新褲子。傳統(tǒng)的做法往往選擇“調(diào)整”產(chǎn)品和服務(wù)流程中已經(jīng)存在的問題——那是一種永遠(yuǎn)沒有盡頭的努力。事實上，六西格瑪設(shè)計首先要確保的是“生產(chǎn)和流程設(shè)計過程中不出絲毫的差錯”。這種方式有效地取代了那些對錯誤的檢測措施，同時大大提高了產(chǎn)品和服務(wù)的顧客滿意度。
　　六西格瑪設(shè)計并不簡簡單單是六西格瑪改進(jìn)的延伸，而是一種從根本上完全不同的管理方式。六西格瑪設(shè)計對六西格瑪?shù)母倪M(jìn)方法很欣賞，但是六西格瑪設(shè)計較之更進(jìn)一步，向產(chǎn)品和服務(wù)設(shè)計的源頭追溯到設(shè)計層次上以仔細(xì)檢查出生產(chǎn)和服務(wù)流程中的缺陷，并不是停留在質(zhì)量檢驗層次或是生產(chǎn)的層次。
　　六西格瑪設(shè)計的內(nèi)容能夠融合企業(yè)中的關(guān)鍵職能，將顧客的聲音轉(zhuǎn)化為顧客需求，并對顧客需求的性能進(jìn)行精確定位，去除顧客不愿支付的性能，減少多余成本，增加產(chǎn)品價值。同時，六西格瑪設(shè)計還強(qiáng)調(diào)如何顯著地提高產(chǎn)品的可制造性，減少裝配時間，減少零部件數(shù)量，重復(fù)利用產(chǎn)品族中的部件，以及提高產(chǎn)品對于其零部件波動的穩(wěn)健性，這些使得企業(yè)在全球任何地方都能以最低的成本、最少的庫存和最快的速度進(jìn)行生產(chǎn)或提供服務(wù)。
　　六西格瑪設(shè)計通過在研發(fā)階段的最早期將績效因素融入設(shè)計中，找到產(chǎn)品或服務(wù)缺陷的源頭。它教會人們用一種系統(tǒng)的方法，從設(shè)計項目的最初開始，就讓最合適的人參與、問正確的問題和使用正確的工具。
　　六西格瑪設(shè)計適用于任何行業(yè)、任何產(chǎn)品或流程的設(shè)計。它可以被用來創(chuàng)造新的產(chǎn)品和服務(wù)、優(yōu)化軟件設(shè)計和系統(tǒng)整合，或改善現(xiàn)有的產(chǎn)品表現(xiàn)。公司可以利用六西格瑪設(shè)計確保產(chǎn)品和流程的設(shè)計、投入生產(chǎn)和投放市場具有更強(qiáng)的可靠性和更高的性價比，以避免投入巨大成本重新設(shè)計項目的情況出現(xiàn)。
　　六西格瑪設(shè)計日益受寵的關(guān)鍵在于：運用科學(xué)的方法準(zhǔn)確理解和把握顧客需求，以滿足顧客需求為至高原則，對新產(chǎn)品/服務(wù)流程進(jìn)行健壯設(shè)計，使產(chǎn)品/服務(wù)在低成本下實現(xiàn)六西格瑪質(zhì)量水平；同時，使產(chǎn)品/服務(wù)本身具有抗干擾的能力，即使使用環(huán)境惡劣或操作不當(dāng)，產(chǎn)品/服務(wù)仍能滿足顧客的需求。六西格瑪設(shè)計就是幫助實現(xiàn)提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的同時，降低成本和縮短研制周期的有效方法，具有很高的實用價值。通過六西格瑪設(shè)計的產(chǎn)品/流程的質(zhì)量，甚至可達(dá)到六西格瑪以上的水平。
　　因此，可以說六西格瑪設(shè)計是21世紀(jì)質(zhì)量管理、流程優(yōu)化，和產(chǎn)品改進(jìn)方法的發(fā)展趨勢。