工程系統(tǒng)規(guī)劃與設計-QFD

工程系統(tǒng)規(guī)劃與設計質量功能展開本節(jié)課內容提要1.質量功能展開（QFD)的歷史2.QFD的基本概念3.實施QFD的步驟QFD的歷史日本三菱重工的神戶造船所，針對產品的可靠性，已提出了質量表的雛形。1966年1972年：發(fā)展成“質量表”它分析如何把用戶、消費者的需求變換成工程設計特性，其內容受到當時已廣為推廣的價值分析與價值工程的影響。1978年6月水野滋、赤尾洋二的《質量機能展開》由日本科技連出版，大體上奠定了QFD的框架。80年代QFD傳到美國，美國在飛機、通信工程…等大型復雜系統(tǒng)中開展并行工程設計，運用了QFD，得到成功。90年代QFD已被正式確認為并行工程的重要組成部分，成為一種典型的軍民兩用技術。QFD的基本概念質量功能展開——QFD（Qualityfunctiondeployment）把用戶需求（needs）逐層轉化為產品與過程的技術要求（requirements）的方法。QFD是保證用戶、消費者需求，并能推動產品設計和生產工序設計改進的一種方法。也即把用戶、消費者需求變換成產品特性和工序特性，并由企業(yè)來完成這些需求的系統(tǒng)方法?！睹绹哲奟&M2000行動計劃》（USAFR&M2000process）明確的將QFD作為減少質量波動、提高產品可靠性的方法之一。QFD的基本概念只有設計的產品能滿足顧客的需求，才能使顧客購置產品和服務，并持續(xù)購買。為了能滿足顧客的要求，市場調研人員、開發(fā)設計人員、采購與生產工程師對產品或服務進行構想起就應密切合作。QFD把顧客的要求轉化成定量的工程技術需求?！儡?988年的國防部指令DODD5000.51《全面質量管理中》QFD的作用QFD重點關注那些常常不能完全滿足要求的高風險的研制過程，而采用一般的運作系統(tǒng)去管理為數眾多的低風險的過程。盡早明確設計開發(fā)目標，有助于提前考慮產品的生產或制造方法；在早起進行低成本設計，有助于顯著地降低管理費用；有效的減少后期的設計更改，有助于提高設計可靠性，縮短研制周期；突顯與產品設計相關的主要問題，有助于優(yōu)化資源配置。實施QFD的步驟確定用戶需求；根據用戶需求確定產品相應的技術特性，并構成“規(guī)劃矩陣”；確定用戶需求與產品設計特性的關系矩陣；確定產品設計特性之間的關系；與其他產品的比較分析；列出現有產品設計特性的量值；確定競爭策略；為每個技術要求確定技術指標；計算每個技術要求的重要度；確定技術難度；選擇應進一步展開的技術要求；將產品技術要求轉化為零件特性、工藝要求和生產要求。質量屋（HOQ）矩陣實施QFD的步驟設計需求（產品特性）1顧客需求設計需求產品/零部件特性產品/零部件特性2制造操作3操作/控制4制造操作產品計劃矩陣(質量屋)零部件計劃矩陣工藝計劃矩陣生產計劃矩陣QFD過程圖獲取用戶需求的原始信息，把握用戶的真正需要。用戶需求的重要度是表示其要求程度的指標，可以通過專家評分、信息統(tǒng)計處理得出。1.確定用戶需求了解用戶需求確定質量要求用戶需求重要度的排序將用戶需求細化、歸并、綜合并轉換成相應的產品質量要求。用戶是以自己的術語來表達其需求的，這些需求的表述是概要的、非定量的。1.確定用戶需求用戶滿意度設某一產品，用戶對之有k項需求，第i項需求滿足程度的評價為xi（0≤xi≤1），則它們的加權和即用戶對產品的用戶滿意度（customsatisfactionindexCSI）。1.確定用戶需求用戶滿意度Wi為用戶需求重要度的權重值，權重值大的幾項要求，就是對用戶滿意度而言最重要的關鍵因素。這些權重值是規(guī)范化的，即：用戶需求有k項，第i項需求的權重為wi，則：1.確定用戶需求1.確定用戶需求2.產品的技術特性用戶需求并不就是產品的技術要求。例如顧客對產品希望“絕對可靠”，但這是做不到的。產品的可靠性有兩個主要指標：故障率λ（它的倒數是平均故障間隔MTBF）及使用壽命。對設計開發(fā)來說，絕對可靠就是平均故障間隔為∞，使用壽命為∞。在開發(fā)周期成本等約束條件下，能做到的，例如為MTBF=1萬小時，使用壽命5年，這是技術要求。設計開發(fā)人員要按技術要求來開發(fā)產品。3.關系矩陣關系矩陣反應了用戶需求與設計特性之間的關系。用戶對產品的某項需求，可通過一項或幾項技術要求來達到。例如電話的顧客對電話的首先需求是接通率高，即可用性有高要求，這要通過系統(tǒng)配置、可靠性、維修性、測試性、保障性等一組技術要求來達到。若干項用戶需求也可能與一項技術需求有關。通過構建規(guī)劃矩陣把用戶對產品的需求轉化為一組n個定量的技術要求來描述。某些帶有官能性的不易定量描述的技術需求也應制定一種評價方法。例如“美觀大方”程度，也應由一個有代表性的專家組來評價。3.關系矩陣用戶需求與產品設計特性的關系用一套符號來確認這種關系的強弱程度?！颍簭娬嚓PO：正相關△：弱負相關×：負相關3.關系矩陣4.相關矩陣相關矩陣反應了產品設計特性之間的關系。在產品設計特性之間也存在一定的相關關系，即某個特性的變化會影響到其他的特性。這種關系用“質量屋”的屋頂表示。也稱為相關矩陣。◎：強正相關O：正相關△：弱負相關5.市場評價市場評價是與其他產品進行比較分析。目標產品與競爭對手的產品的對比分析。用戶調查專家評分競爭力的定性評價6.技術評價列出被評價產品的各項設計特性的量值。這些設計特性的量值應當以客觀的，可測度的參數來表示7.確定競爭策略考慮用戶需求的重要度大小在這些領域中，本企業(yè)過去和現在的狀況與產品特性相關聯的成本與進度競爭對手（武器裝備領域主要指威脅方）的潛在能力等8.技術要求的目標值為每個產品技術要求確定具體的指標。取決于競爭策略、用戶需求重要度和本單位現有產品的長處和弱點技術要求指標必須是可測度的量化值，這些指標要在產品研制的各個階段予以測定和驗證，并最后通過驗收。9.計算技術要求的重要度Zj——第j個技術要求的重要度Wi——第i個用戶要求的重要性評分rij——關系矩陣中的i個用戶要求與第j個設計特性之間的關系所對應的加權系數；對應強、中和弱相關的加權系數分別為9、3和1m——用戶需求項的總數n——產品設計特性的總數10.確定技術難度技術難度是指達到各個技術要求的困難程度，技術難度一般可分為1~5等，數值越大表示難度越高。各個技術要求的難度可由確定要求的綜合產品研制小組商定，也可又評分法確定。11.選擇應進一步展開的技術要求為保證用戶的需求在產品開發(fā)過程中始終都能正確地反映，并一直繼續(xù)到產品交付用戶使用，根據技術要求的重要度和難度選擇若干重要的技術要求，使其從規(guī)劃階段直到生產全過程中，繼續(xù)展開并得以控制。12.技術要求轉化為特性、工藝和