QFD质量功能展开教程共享

质量功能展开

QualityFunctionDeployment

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三次设计法简介产品设计的过程分为三个阶段系统设计参数设计容差设计

-------日本质量工程专家田口玄一系统设计规定产品功能确定产品根本结构提出初始设计方案常用方法QFD参数设计确定系统的各零部件或元器件参数的最正确中心值的过程目的在于找出不仅能完成系统设计的功能要求，而且抗干扰性强、波动小、稳健性好的参数常用方法DOE、统计公差容差设计从经济是从经济角度考虑对关键零部件或元器件给予较小的容差范围使系统的质量波动引起的社会总损失最小常用方法价值工程(VE)、目标本钱(TCM)一、QFD起源及开展当前，用户化产品已越来越成为市场需求的趋势，愈来愈多的顾客希望能按照他们的需求和偏好来生产产品。对于企业来说，质量的定义已经发生根本性的转变，即从“满足设计需求”转变为“满足顾客需求”。为了保证产品能为顾客所接受，企业必须认真研究和分析顾客需求，并将这些要求转换成最终产品的特征以及展开到制造过程的各工序上和生产方案中。这样的过程称作质量功能展开(QFD).一、QFD起源及开展QFD于70年代初起源于日本三菱重工的神户造船厂。为了应付大量的资金支出和严格的政府法规，神户造船厂的工程师们开发了一种称之为质量功能展开的上游质量保证技术，取得了很大的成功。他们用矩阵的形式将顾客需求和政府法规同如何实现这些要求的控制因素联系起来。该矩阵也显示每个控制因素的相对重要度，以保证把有限的资源优先展开到重要的工程中去。70年代中期，QFD相继被其它日本公司所采用。丰田公司于70年代后期使用QFD取得了巨大的经济效益，新产品开发起动本钱累计下降了61%，而开发周期下降了1/3。今天，在日本，QFD已成功地用于电子仪器、家用电器、服装、集成电路、合成橡胶、建筑设备和农业机械中。一、QFD起源及开展福特公司于1985年在美国率先采用QFD方法。80年代早期，福特公司面临着竞争全球化、劳工和投资本钱日益增加、产品生命周期缩短、顾客期望提高等严重问题，采用QFD方法使福特公司的产品市场占有率得到改善。今天，在美国，许多公司都采用了QFD方法，包括福特公司、通用汽车公司、克莱斯勒公司、惠普公司等，在汽车、家用电器、船舶、变速箱、涡轮机、印刷电路板、自动购货系统、软件开发等方面都成功应用QFD的报道。二、QFD概念目前尚没有统一的质量功能展开的定义。但对QFD的如下认识是共同的：QFD有最为显著的特点是要求企业不断地倾听顾客的意见和需求，然后通过适宜的方法和措施在开发的产品中表达这些需求。也就是说，QFD是一种顾客驱动的产品开产方法。QFD是在实现顾客需求的过程中，帮助产品开发各个职能部门制订出各自的相关技术要求和措施，并使各职能部门能协调地工作的方法。QFD是一种在产品设计阶段进行质量保证的方法。QFD的目的是使产品以最快的速度、最低的本钱和最优的质量占领市场。二、QFD概念一般认为，质量功能展开〔QFD〕是从质量保证的角度出发，通过一定的市场调查方法获取顾客需求，并采用矩阵图解法将对顾客需求的实现过程分解到产品开发的各个过程和各职能部门中去，通过协调各部门的工作以保证最终产品质量，使得设计和制造的产品能真正地满足顾客的需求。简单地说，QFD是一种顾客驱动的产品开发方法。三、QFD应用范围开发新产品质量改进产品质量展开质量职能展开四、QFD开展及分类日本式QFD1990-1994年赤尾洋二、水野滋、大藤正、小野道照等编写《质量展开入门》、《质量展开法-质量表的制作和练习》、《质量展开法-包括技术、可靠性、本钱的综合展开》ASI式QFD〔简化的日本式QFD)通用汽车公司HaroldRoss-哈罗德·罗斯BillEureka-比尔·尤列卡两种QFD比较ASI式QFD质量展开特性展开A功能展开零部件展开C零部件展开工序展开D特性展开功能展开B日本式QFD五、ASI式QFD应用程序建立质量屋设计要求转化为零件特性零件特性转化为制造作业制造作业转化为生产要求建立质量屋产品规划阶段通过产品规划矩阵〔也称质量屋〕，将顾客需求转换为技术需求〔最终产品特征〕，并根据顾客竞争性评估〔从顾客的角度对市场上同类产品进行的评估，通过市场调查得到〕和技术竞争性评估〔从技术的角度对市场上同类产品的评估，通过试验或其它途径得到〕结果确定各个技术需求的目标值。设计要求转化为零件特性零件展开阶段利用前一阶段定义的技术需求，从多个设计方案中选择一个最正确的方案，并通过零件展开矩阵将其转换为关键的零件特征。零件特性转化为制造作业工艺规划阶段通过工艺规划矩阵，确定为保证实现关键的产品特征和零件特征所必须保证的关键工艺参数。制造作业转化为生产要求工艺/质量控制规划阶段通过工艺/质量控制矩阵将关键的零件特征和工艺参数转换为具体的质量控制方法。六、QFD根本步骤1.获取顾客需求1.1顾客需求提取1.1.1确定调查对象1.1.2选择适宜的调查方法1.1.3进行市场调查1.2顾客需求的整理和分析1.3获取其它顾客信息六QFD根本步骤2.QFD的产品规划阶段2.1建立产品规划质量屋2.1.1确定顾客需求及其权重2.1.2顾客需求到技术需求的转换决定顾客需求和技术需求的关系顾客竞争性评估技术需求的测试确定技术需求之间的相互关系确定技术需求目标值六、QFD根本步骤2.2零件展开阶段2.2.1选择最正确设计方案2.2.2分析潜在的故障原因2.2.3完善零件展开矩阵2.2.4分析零件展开矩阵2.3工艺规划2.4质量控制规划七、QFD过程方法简介KANO模型质量屋最正确设计方案选择方法可靠性分析技术1.获取顾客需求顾客需求的提取是QFD过程中最为关键也是最难的一步，包括决定顾客需求、顾客需求重要度以及顾客对市场上同类产品在满足他们需求方面的看法。它是通过市场调查获得原始的顾客信息，然后再对此进行整理、分析而得到。KANO模型

KANO模型定义了三种类型的顾客需求：根本型、期望型和兴奋型。根本需求是顾客认为在产品中应该有的需求或功能。按价值工程的术语来说，这些根本需求就是产品应有的功能。期望型需求在产品中实现的越多，顾客就越满意；当没有满足这些需求时顾客就不满意。兴奋型需求是指令顾客意想不到的产品特征。随着时间的推移，兴奋型需求会向期望型需求和根本型需求转变2.建立质量屋它提供了一种将顾客需求转换成产品和零部件特征并配置到制造过程的结构，如以下图所示。1〕是顾客需求及其权重，是质量屋的“什么”；2〕是技术需求〔最终产品特征〕，是质量屋的“如何”；3〕顾客需求和技术需求之间的关系矩阵；4〕是顾客竞争性评估，从顾客的角度评估产品在市场上的竞争力；5〕技术需求相关关系矩阵；6〕包括技术竞争性评估，技术需求重要度和目标值确实定等，用来确定应优先配置的工程。质量屋产品规划矩阵图QFD零部件展开示意图质量展开特性展开A功能展开零部件展开C零部件展开工序展开D特性展开功能展开B3.零件展开3.1最正确设计方案选择方法3.2可靠性分析技术3.1选择最正确设计方案许多研究说明，设计方案选择和规划对产品本钱和制造难度影响很大。英国航天公司所作的研究说明：产品设计的最初5%的工作决定了85%的产品质量、本钱及可制造性。美国通用汽车公司估计，卡车减速器制造本钱的70%在设计阶段决定。实践证明有必要使用某些结构化过程来评估和选择设计方案。进行方案评估有许多种技术，其中最根本的方法是首先建立评价准那么的设计方法，根据评价准那么分别汇总和评价各个设计方案，经过讨论后协同各个方案综合出一个最正确方案。3.1选择最正确设计方案常用的方案选择和评估方法有两种：基于KEPNER-TREGOE决策方法的方案评估和PUGH方案选择方法。3.1选择最正确设计方案基于KEPNER-TREGOE决策方法的方案评估将评价准那么分为两类：“必须”和“想要”。“必须”准那么是指为了使顾客接受产品所必须出现的准那么，其它最好有但不是必须的准那么被称为“想要”准那么。满足“必须”准那么的方案称为可行必方案。应用“想要”准那么对各个可行性方案进行评估，根据评估结果确定一最正确方案，然后再通过方案“综合”过程产生一个最终设计方案。3.1选择最正确设计方案PUGH方案选择方法首先根据顾客需求知识和企业经验知识，产生一评价准那么集，然后开发一组可行的设计方案，选择其中一个可行方案作为其它方案赖以比较的基准方案，采用矩阵的格式〔评价准那么列于矩阵左边，设计方案列于矩阵上方〕依据评价准那么依次评价各个设计方案是好于〔+〕、坏于〔-〕、等于〔S〕基准方案，计算各个设计方案总的+、-、S个数，选择一最正确方案，通过方案，“综合”过程来改善最正确方案，产生最终设计方案。3.2可靠性分析技术在确定产品设计方案，完成初步设计后，应对产品进行可靠性分析。它能促使企业考虑产品中潜在的故障，产通过设计需求控制，工艺控制和产品质量的检验来控制它。常用的可靠性分析方法有两种：潜在失效模式及后果分析〔FAILUREMODESANDEFFECTSANALY-SIS，FMEA〕和故障树分析〔FAULTTREEANALYSIS，FTA〕。FMEAFMEA是从可靠性角度对已完成的设计进行详细评价，对潜在的故障按其影响程度确定等级，并根据需要提出改进设计的意见，完善设计工作。它的特征为：用表格的形式表示，从低层次开始，逐步向高层次分析。FTAFTA那么是追寻不希望发生事件起因的逻辑分析方法。它从不希望的故障〔不平安事件向原因分析，把系统分解为树形图，从而对多重故障进行逻辑的、定量的评价的。关于FMEA和FTA的详细描述请参考有关可靠性方面的资料。八、案例详见QFD案例九、QFD和其它方法的关系QFD能够有效地指导其它质量保证方法的应用。统计过程控制〔SPC〕、实验设计〔DOE/TAGUCHI〕方法、故障模式和效应分析〔FMEA〕方法对于提高产品的质量都是极为重要的。QFD有助于制造企业规划这些质量保证方法的有效应用，即把它们应用到对顾客来说最为重要的问题上。使用QFD方法后，在产品开发过程何时和何处使用这些方法都将由顾客需求来决定。制造企业应该将QFD作为它们全面质量管理的一个重要的规划工具。概括地说，我们认为，QFD是一个实践全面质量管理的重要工具，它用来引导其它质量工具或方法的有效使用。九、QFD和其它方法的关系另一方面，从质量工程的角度出发，QFD和其它这些质量保证方法构成了一个完整的质量工程概念。质量功能配置〔QFD〕、故障模式和效应分析〔FMEA〕、田口〔TAGUCHI〕方法属于设计质量工程的范畴，即产品设计阶段的质量保证方法；而统计质量控制〔SQC〕、统计过程控制〔SPC〕等属于制造质量工程的范畴，即制造过程的质量保证方法。另外，就设计质量工程而言，QFD和FMEA、TAGUCHI方法也是互补的。QFD的目的是使产品开发面向顾客需求，极大地满足顾客需求；而FMEA方法是在产品和过程的开发阶段减小风险提高可靠性的一种有效方法，也就是说，FMEA方法保证产品可靠地满足顾客需求；TAGUCHI方法采用统计方法设计实验，以帮助设计者找到一些可控因素的参数设定，这些设定可使产品的重要特性不管是否出现噪声干扰都始终十分接近理想值，从而最大限度地满足了顾客需求。十、QFD的作用经济效益企业应用QFD后，由于其在产品设计阶段考虑制造问题，产品设计和工艺设计交叉并行进行，因此可使工程设计更改减少40%-60%，产品开发周期缩短30%-60%；QFD更强调在产品早期概念设计阶段的有效规划，因此可使产品起动本钱降低20%-40%；产品整个开发过程直接由顾客需求驱动，因此顾客对生产的产品的满意度将大大提高；通过对市场上同类产品的竞争性评估，有利于发现其它同类产品的优势和劣势