新产品开发6的学习资料

新产品开发6的学习资料第1页/共102页内容提要6.1IPPD的系统工程与质量工程方法介绍6.2七个管理和计划工具6.3QFD6.4健壮性设计----质量损失6.5TRIZ---创造性解决问题的方法6.6Axiomaticdesignmethod第2页/共102页6.1IPPD的系统工程与质量工程方法介绍需求输入功能分析分解和功能定位综合评估和决策系统单元描述第3页/共102页6.1.1IPPD的系统工程与质量工程方法介绍客户七个管理和计划工具功能质量展开健壮性设计（DOE，田口6Σ）统计过程控制知识反馈第4页/共102页6.1.2IPPD与传统系统工程开发过程的比较----DDPLTMIPPD概念设计系统设计总体设计参数设计详细设计容差设计生产设计过程设计详细设计容差总体设计参数器件权衡模块权衡系统权衡器件权衡模块权衡系统权衡如转速，扫描范围，光强度，均匀性，体积重量，传输，作用距离，等第5页/共102页6.1.3常用的工具与方法为七个管理和计划工具功能能质量展开健壮性设计----DOE,田口方法，统计过程控制功能分析价值分析权衡方法

TRIZDFX重点讨论论内容第6页/共102页6.2七个管理和计划工具头脑风暴组合整理与排序实施和处理亲近图关系图树图/系统图矩阵图优先权矩阵过程决策程序图网络图产生逻辑第7页/共102页6.2.1新老七工具间的关系事实数据数值数据文字数据组织整理新七工具信息基本七工具产生主意形成计划分析方法收集数据后定义问题在收集数据钱定义问题Source:Nayatani,Y.,TheSevenNewQCTools(Tokyo,Japan,3ACorporation,1984)第8页/共102页6.2.2BasicSevenQ.C.Tools第9页/共102页6.2.3联合应用七个新工具的意义第10页/共102页6.2.4联合应用七个新工具的意义第11页/共102页6.2.5联合应用七个新工具的意义第12页/共102页6.2.6联合应用七个新工具的意义

UnstructuredProblem

[mustbeputintosolvableform]ProblemismappedProblembecomesobvioustoallProblemisinsolvableformTheSevenNewToolsThoughtsareeasilyorganizedThingsgowellPeopleunderstandproblemCooperationisobtainedCountermeasuresareontargetProblembecomesobvioustoallNubofproblemisidentifiedProblemcanbeclearlyarticulatedPlansareeasilylaidNothingisomitted第13页/共102页6.2.7亲近图第14页/共102页6.2.8RelationsDiagrams第15页/共102页6.2.9NewSevenQ.C.Tools

TreeDiagrams

CompletingaTreeDiagram要完成3层方法3层方法主要方法3层方法3层方法约束主要方法次要方法次要方法次要方法次要方法3层方法3层方法3层方法3层方法4层方法4层方法4层方法4层方法4层方法4层方法4层方法4层方法4层方法4层方法4层方法4层方法第16页/共102页6.2.10NewSevenQ.C.Tools

MatrixDiagrams

AdvantagesofMatrixDiagrams(cont.)5types:L-shaped,T-shaped,Y-shaped,X-shaped,andC-shaped第17页/共102页6.2.11NewSevenQ.C.Tools

ArrowDiagrams

ArrowDiagram战略1约束活动2435968710131211第18页/共102页CompletingaPDPC6.2.12NewSevenQ.C.Tools

ProcessDecisionsProgramCharts

StartGOALYESYESNONONONONOYESNONO第19页/共102页CompletingaPrioritizationGrid6.2.13NewSevenQ.C.Tools

MatrixDataAnalysis

第20页/共102页6.3QFD（质量工能展开）1972产生于日本三菱公司开始解决顾客的需求问题先已发展成为先进产品开发的基本工具在国内应用还不多。国外大量采用时间证明采用QFD可以节省1/2的费用和时间第21页/共102页6.3.1用户之声VOICEOFCUSTEMER

这里客户是广义的工作产品的后续使用者都是“客户”------直到最终用户客户之声就是各个方面对产品的希望，需求第22页/共102页6.3.2QFD的效果第23页/共102页6.3.3QFD是一个集体活动第24页/共102页6.3.4QFD是一个建立在新七大工具支持基础之上的综合工具质量屋HOQ第25页/共102页6.3.5与新七大工具的关系第26页/共102页6.3.6QFD产品设计流程第27页/共102页6.3.7HOQ第28页/共102页6.3.8

各个部分特性和关系QFD/CAPTURE软件讲简单的QFD复合的CQFDEQFD一种增强的QFD第29页/共102页6.3.9实施QFD的五大步骤-第一步第30页/共102页6.3.9-1第二步第31页/共102页6.3.9-2第三步第32页/共102页6.3.9-3第四步第33页/共102页6.3.9-4第五步第34页/共102页6.3.10-1CCAPD第35页/共102页6.3.10-2CCAPD法CCAPD法第36页/共102页6.3.10-2产品设计过程第37页/共102页6.3.11顾客之声表第38页/共102页6.3.11-1标准顾客之声第39页/共102页6.3.12制作优先图第40页/共102页6.3.13质量屋的其他部分第41页/共102页6.4健壮性设计----质量损失第42页/共102页6.4.1田口TheTaguchimethod质量Quality健壮性设计RobustDesign质量损失函数QualityLossFunction第43页/共102页6.4.2基本概念1产品质量是设计出来的，不是检验出来的2质量目标是减少对目标值的偏差，得到最佳值3质量不是基于外观的特征和特性4用一个损失函数来表示质量成本。第44页/共102页6.4.3质量Quality理想质量（IdealQuality）参考点（目标值）

(targetvalue)for决定产品或服务的水平交付的产品要能合理的环境中可靠的完成其应有的性能第45页/共102页6.4.4健壮性设计

RobustDesign“AnEngineeringmethodologyforimprovingproductivityduringresearchanddevelopmentsothathigh-qualityproductscanbeproducedquicklyandatlowcost”一种在研发阶段用的，能使人们快速低成本地生产高质量的产品，改进生产率的工程方法设计高质量的无缺陷产品和服务在不可控因数下，具有最小变数灵敏度的设计方法第46页/共102页6.4.5QualityLossFunction

质量损失函数定义 购买一件不合格的产品造成的经与社会惩罚。第47页/共102页6.4.5定质量损失函数

QualityLossFunction设定规格指定最小偏差目标偏差的的增加造成对社会的损失第48页/共102页6.4.6设定规格对社会的损失Losstosociety -退货Productrejection

-返工Productrework

-污染Pollution第49页/共102页6.4.7设定最小偏差目标第50页/共102页6.4.8设定最小偏差目标与标准质量不符Disagreementswithstandardquality

第51页/共102页6.4.9设定最小偏差目标QuadraticLossFunction（平方关系）第52页/共102页6.4.10设定最小偏差目标QualityLossFunction

-购买一件不合格的产品造成的经济与社会惩罚。

QLF计算:

K=C/T L=K*V($/unit) K=常数 L=惩罚

C=单件修复成本 V=平均标准偏差

T=容差范围toleranceinterval22第53页/共102页6.4.11应用田口质量损失函数的意义1)找出购买不合格产品造成的损失.2)实施产品改进.第54页/共102页6.4.12田口哲学第55页/共102页6.4.13田口质量控制技术第56页/共102页6.4.14参数设计与正交试验设计第57页/共102页6.4.15田口方法-三次设计第58页/共102页6.4.16统计过程控制（SPC)与产品开发的关系设计产品时要了解生产过程的控制原理，这样才能更好地设计过程。统计的观点，参数是分布的统计的观点参数的设计时要符合SPC实际应用情景IPPD或DFSS等的核心就是尽早地考虑过程因素，设计建模、仿真等必须以实际的过程为参照物设计的目标是生产，SPC是现代生产的必备方法。过程设计，包括过程的控制第59页/共102页系统定义技术开发概念系统设计总体/参数系统集成详细/容差制造线内质量定义分布对开发过程控制CP=1接近6σ1<CP=1<2达标6σCP=26.4.17DFSS设计演进第60页/共102页6.5TRIZ---创造性解决问题的方法第61页/共102页6.5.1意义第62页/共102页6.5.2核心内容第63页/共102页6.5.3研究发现第64页/共102页6.5.4发明特征第65页/共102页6.5.5发明层次第66页/共102页6.5.6五级发明第67页/共102页6.5.7发明模式第68页/共102页6.5.8运作第69页/共102页6.5.9工具第70页/共102页6.5.10TRIZ的发展第71页/共102页MethodologyAdvancement1946198540PrinciplesPatternsofEvolutionARIZ-85123476standardsolutionsClassicalTRIZEra

AltshullerLeadershipEraTRIZishalfscienceandhalfart.6.5.11经典TRIZ第72页/共102页1946-1985BasicToolsSystemApproachParadox/ContradictionIdealSystemARIZSu-Field76StandardSolutions40Principles4SeparationPrinciplesEffects:(phys,chem,geo)8PatternsExamplesofInnovationClassicalTRIZIncreasedperformanceGetridofsystem抯

harmfuleffectsGainsreceivedwithoutcompromiseortradeoffAllmankindknowledgePast,present&future6.5.11-1经典TRIZ第73页/共102页KishinevSchoolEraFoundedbyBorisZlotin/AllaZusmanAnalyzed,evaluatedandstructuredClassicalTRIZtoolsContinuouslyadvancedthetheoreticalbaseAdvanced/improvedtoolsARIZ,SFModeling,LinesofEvolution,SystemofOperators,InnovationGuides&ExamplesAddedtools(ISQ,PF)Developednewapplications(AFD,TRIZVE)Adaptedthemethodologytocomputerscience6.5.11-2KishinevSchoolEra第74页/共102页MethodologyAdvancement198219851993AFDLinesofEvolutionAdvancedARIZNon-technologicalapplications12KishinevEraTRIZBecomesaSetofToolsforMassUtilizationTRIZforvalueanalysisSystemofoperatorsRussianversionofIWBRussianversionofManagerWorkBenchTRIZtheoryoforganizationsevolutionTRIZforsolvingscientificproblem6.5.11-3KishinevSchoolEra第75页/共102页

KishinevEra

1982-1992AnalyticalToolsAdvancedARIZSu-FieldInnovationSituationQuestionnaireProblemFormulatorSystemofOperators76StandardSolutions40Principles4SeparationPrinciplesEffects:(Phys,chem,geo,etc.)8PatternsofEvolutionExamplesofInnovationAdditionalOperatorsApplicationsDirectedEvolutionKnowledge-BasedToolsAnticipatoryFailureDetermination6.5.11-4KishinevSchoolEra1982-1992第76页/共102页Studying,evaluatingandcreatingU.S.marketAdaptingthemethodologytotheWesternworldDevelopingandenhancingtoolsARIZ,LinesofEvolution,SystemofOperators,ProblemFormulator,InnovationProcessQuestionnaireDevelopingapplicationtomeetcustomersneedsAnticipatoryFailureDetermination,DirectedEvolutonEstablishingmarketpresencewitheducationalprograms,software,andanalyticalservices6.5.11-5TheIdeationEra第77页/共102页WesternizationandAdaptationtoMarket

MethodologyAdvancement19921997AdvancedsoftwaretoolsAFDsoftwareDirectedEvolutionRe-structuringoftheoreticalbase23Non-technologicalapplications1AdvancedTRIZeducationDirectedEvolutionSoftwareManagerWorkBenchSoftware6.5.11-5Ideation/TRIZEra第78页/共102页

Ideation/TRIZMethodology

1992-PresentApplicationsDirectedEvolutionKnowledge-BasedToolsSystemofOperators76StandardSolutions40Principles4SeparationPrinciplesEffects:(Phys,chem,geo,etc.)8PatternsofEvolutionExamplesofInnovationAdditionalOperatorsIDEATORIMPROVERELIMINATORIWBTRIZSoftTMCertificationAFDFormulatorAnalyticalToolsAdvancedARIZSu-FieldInnovationSituationQuestionnaireProblemFormulatorAnticipatoryFailureDetermination6.5.11-61992-Present第79页/共102页Ascientificandsystematicmethodologyforevolvingamutuallydistinctandcollectivelyexhaustivefamilyofsolutionstounresolvedtasks.6.5.11-7WhatIsIdeation?

第80页/共102页StartTimeDeadlineAnExhaustiveSetofPossibleConceptsofSolutionConfidentDecisionPointForcedDecisionPointNumberofSolutionsforReliableChoiceConsideredSolutionsTimeConventionalInnovationProcessIdeationProcess6.5.11-8WhyistheIdeationProcessDifferent?第81页/共102页6.5.11-9SummaryOfferingofthe

Ideation/TRIZMethodologyFourKeyFindingsDefinitionoftheInventiveProblemLevelsofInventionsPatternsofInventionsPatternsofEvolutionThreeMainPremisesIdealityContradictionsSystemApproachFourAnalyticalToolsInnovationSituationQuestionnaire(ISQ)ProblemFormulatorAlgorithmforInventiveProblem-Solving(ARIZ)Substance-FieldAnalysis(Su-Field)

SevenKnowledge-BasedToolsPattern/LinesofEvolution40InnovationPrinciples&ContradictionTableSeparationPrinciples76StandardSolutionsEffectsSystemofOperatorsSelectedInnovationExamplesThreeMainApplicationsInventiveProblemSolving(IPS)AnticipatoryFailureDetermination(AFD)DirectedEvolution(DE)第82页/共102页6.5.11-10八种演化方式1.Lifecycle.2.Dynamization.3.Multiplicationcycle.(TransitiontoBi-orPoly-system)4.Transitionfrommacrotomicrolevel.5.Synchronization.6.Scalingupordown7.Unevendevelopmentofparts8.Replacementofhuman(Automation)第83页/共102页6.5.11-11SU-FIELDSU-SUBSTANCE(物质）FIELD场：电场，磁场，力场，热场，相互间的作用有意也有害，第84页/共102页1.0分析系统3.0定义理想最终结果，阐明物理冲突2.0分析资源4.0分离物理冲突5.0使用知识库效应（Effects）标准（Standards）原理（Principles）9.0在实际应用中评审ARIZ的所有阶段8.0开发解决方案的最多用途7.0评审解决方案，分析物理冲突是否6.0更改“最小问题“解决方案?解决方案?解决方案?解决方案?MacroFlowChartforARIZ"Mini-problemModeloftheProblemTechnicalContradictionOperatingZoneOperatingTimeResourcesoftheSystem,Subsystem,Supersystem物理冲突(宏观级macrolevel)物理冲突(微观级)理想最终结果（IdealFinalResult(IFR)YESYESYESNONONONO关键学问解决方案的其他用途添加到知识库满足IFRt没有物理冲突可以实施YESI.

原始问题重建(PLAN)II.

消除物理冲突(DO)III.

分析解决方案(CHECK/APPLY)㎝arconiWorksInternationalJaniceMarconimarconi@12/20/97问题的“最小问题”模型技术冲突操作地域操作时间系统资源子系统超级系统6.5.12-1ARIZ第85页/共102页1.0分析系统形成物理模型1.1完成问题的初步分析绘制简单的草图标记主要部件1.2描述小问题"Mini-Problem"1.3以两种方式表述系统冲突1.4强化冲突1.5选择那一种增强的冲突版本最适合基本功能1.6绘制增强的冲突模型陈述原始问题绘制系统基本功能确认系统给子系统取名罗列系统的初始有用功能项依据基本功能和系统来确认系统的功能项减少技术和工作相关的行话阐明小问题"Mini-Problem确认只对系统进行了最小的更改

"minimalchanges"在最小更改下，系统（子部件）完成基本功能（插入）EC-1消除或降低有害的作用，但也减少/减轻了有用的作用/,EC-2改进有用的作用但增加了有害的作用I.RESTRUCTURINGOFTHEORIGINALPROBLEM(PLAN)给超级系统取名把环境表述为超级系统罗列系统的初始有害的功能项6.5.12-2ARIZ第86页/共102页2.0分析资源以便在形成方案过程中使用2.1

描述操作区域2.2

2.3

Zone1绘制当有用的作用出现时的空间Zone2Per1Per2工具有害作用的目标有用作用的目标其他的系统级目标环境超级系统系统的副产品系统的废弃物T1T2T3T1T2T3Per2TimeI.RESTRUCTURINGOFTHEORIGINALPROBLEM(PLAN)区域1区域2Per1绘制当有害的作用出现时的空间罗列系统资源表述操作时间考虑冲突需求之前的时间考虑冲突需求期间的时间考虑冲突需求之后的时间展示在那个时间段有用的作用发生展示在那个时间段有害的作用发生罗列内部物质和场罗列外部物质和场6.5.12-3ARIZ第87页/共102页3.0定义理想最终结果表述物理冲突以设置解决问题的方向3.1陈述初始理想最结果

(IFR-1)3.2

利用第二步第三条列出的资源，尝试IFR的不同表述增强IFR-1

使用资源作为位置标记asaPlaceholder消除负效应应用“工具”作为资源在操作域进行OperatingZone在操作时间阶段进行OperatingTime3.5细化理想最终结果

(IFR-2)3.6使用S-Field分析和标准解决方法进行时不使系统复杂完成正面效应时进行thPositiveEffect区域1区域2T1T2T3Period2Period1在下面的空格替代不同的资源“________”将在操作域和操作时段减少负面效应而（在完成正面效应时）不使系统复杂试用独立的粒子表述物理冲突的在操作时段使用操作域的较高级I.RESTRUCTURINGOFTHEORIGINALPROBLEM(PLAN)3.3在宏观级定义物理冲突3.4在微观级定义物理冲突应用“目标”作为资源应用“系统”作为资源应用“环境”作为资源应用“超级系统”作为资源6.5.12-4ARIZ第88页/共102页4.1应用分离原理消除物理冲突4.2应用物质-场分析和标准方法4.4从IFR-2一步步回到形成简单问题阶段拆解系统轻微破坏系统改变一下系统在部件间分离T1T2T34.0分离物理冲突，理想化的解决系统冲突在时间上分离相反的物理状态在系统和部件间分离相反的物理状态在同一种物质中允许相反的两种物理状态共存在空间上分离相反的物理状态4.3应用“聪明小人”技术来解决问题6.5.12-5ARIZ第89页/共102页5.0应用知识库，不断探索直到获得解决方案5.1采用与IFR-29（STEP3.0

）相似的成功解决问题的方案5.2

应用科学效应ScientificEffects

5.3应用40个原理40Principles5.4应用S-Field分析

5.5应用标准解决方案6.5.12-6ARIZ第90页/共102页如果问题还没解决6.0更改问题最小版本“Mini-Version”6.1回顾在第一步进行的冲突分析6.2选择其他的冲突版本6.3在“最小问题”后重新表述其他冲突6.4重新表述最小问题6.5在超级系统级重新表述问题确实是一个问题还有没有更多问题EC1to

EC2如果开始选的EC-1(物理冲突1)现在选EC-2EC2to

EC1如果开始选的EC-2(物理冲突2)那么选EC-1如果问题还没解决如果问题还没解决6.5.12-7ARIZ第91页/共102页7.0评审解决方案分析物理冲突的消除1.物理冲突几乎理想地消除了2.解决方案满足系统的各项需求7.1评审引入的物质和场7.2评审获得的方案如果解决方案不能作为整体解决方案是否可作为部分解决方案解决方案是否实际可行？方案确实已消除系统的物理冲突？方案满足系统的IFR?解决方案会引起其他问题吗？6.5.12-8ARIZ第92页/共102页8.0开发解决方案的最大应用，应用从最近产生的概念中获得的知识8.1确定本解决方案如何更改以适合超级系统8.3用这个方案可否解决其他问题如果系统规模变化方法应如何变化从反面来表述方法并应用到其他问题应用这种方法到其他问题普适化解决方案，形成方法8.2更改的系统是否由新和不同的用途系统的规模到零系统的规模到无限大6.5.12-9ARIZ第93页/共102页9.0在实时应用过程中评审所有的ARIZ步骤获得明确的关键学问加强PDCA圈的应用部分9.1评审在应用ARIZ过程中所拥有的实际步骤9.2注意解决方案与其他的科学响应和标准方法之间的差别9.3把解决方案加入到知识库确定为什么这个方案与其他方案不同确定是什么使该方案与其他的方案不同增加其他效应AddtoOtherStandardSolutionsPlanDoCheckApply6.5.12-10ARIZ第94页/共102页6.6Axiomatic简介第95页/共102页CustomerThebenefitscustomersseekFunctionalFunctionalrequirementsofthedesignsolutionPhysicalDesignparametersofthedesignsolutionProcessProcessvariables6.6.1

四个域第96页/共102页FunctionalrequirementFunctionalrequirements(FRs)areaminimumsetofindependentrequirementsthatcompletelycharacterizethefunctionalneedsofthedesignsolutioninthefunctionaldomain.ConstraintConstraints(Cs)areboundsonacceptablesolutions.DesignParameterDesignparameters(DPs)aretheelementsofthedesignsolutioninthephysicaldomainthatarechosentosatisfythespecifiedFRs.ProcessvariableProcessvariables(PVs)aretheelementsintheprocessdomainthatcharacteriz