精益研发之质量设计平台

精益研发之质量设计平台邢军质量产品业务部副总经理©2008PERAGlobal质量现状及问题质量设计方法论如何进行质量设计质量设计产品的价值与特点摘要©2008PERAGlobal我国产品质量现状-2000年到2004年5年间，全国产品质量监督抽查平均抽样合格率为77.8%-我国企业解决质量问题有关的费用占到营业总额的20%以上-2006年全国产品质量监督抽查平均抽样合格率为83.2%数字背后的中国质量20%83.2%77.8%150亿-据测算，一个百分点抽样不合格率的损失是150亿元。（国家质检总局统计数据）吞噬了企业大量的利润！如果质量的损失能够降低一半，就可以增加近10%的利润！©2008PERAGlobal质量从哪里来？质量从哪里来？质量是检验出来的？——事后检验，挑出不合格；质量是生产出来的？！——实现设计和工艺要求；质量是设计出来的？！——制定质量标准，决定产品基因。提高产品质量应该从设计源头入手！我们国家的现状是:质量设计一直没有得到企业的足够重视。质量改进质量控制质量设计朱兰质量三步曲©2008PERAGlobal设计过程决定了产品的固有质量5%70%80%-据统计企业花费5%的预算用于设计。-产品成本70%是由设计决定的。-80%的质量问题是由于设计原因引起的。•设计过程决定了产品的固有质量，•进行产品质量设计，事半功倍！质量杠杆产品质量生产控制工艺设计产品设计©2008PERAGlobal质量现状及问题质量设计方法论如何进行质量设计PERA.Q产品的价值与特点摘要©2008PERAGlobal设计是一门科学不能仅仅依靠经验欧洲：经典设计理论日本：稳健性设计理论苏联：创新设计理论美国：公理设计理论现代产品设计理论•设计是一门科学，而不能仅仅依靠经验！•现代企业研发工程师欠缺不是专业技术,而是系统的产品开发方法以加速产品开发过程，快速设计出高质量的产品!美国：六西格玛设计•设计时一个映射的过程。•功能的实现是能量、信息的转换。创新是有规律可循的。TRIZ方法是实现技术创新的规律体系。•质量是要设计到产品中去的；•系统设计；•参数设计；•容差设计。保持功能要求的独立性；信息含量最小化原则;评价产品设计质量好坏的标准追求六西格玛质量；零缺陷;设计过程中相关的工具和方法，象QFD,FMEA等©2008PERAGlobal国外进行质量设计的成功案例©2008PERAGlobal质量现状及问题产品质量设计方法论如何进行质量设计质量设计产品的价值与特点摘要©2008PERAGlobal质量设计的技术体系PERA.Q质量设计平台综合质量展开公理设计正交试验设计稳健性设计可靠性设计面向X设计多学科优化流程管理数据管理知识管理©2008PERAGlobal质量设计的应用模型综合质量展开故障模式与影响分析顾客需求虚拟样机可靠性设计面向X设计稳健性设计试验设计公理设计©2008PERAGlobal质量设计的应用模型详细设计样机实验方案设计概念设计零件特征工程特征工艺特征零件特征工程特征顾客需求客户生产要求工艺设计系统设计零部件设计零件特征工程特征优化设计在数据映射的过程中进行质量设计把各种质量设计的理论和算法封装到平台中，设计师不需要了解复杂的数学方法•帮助企业轻松地掌握质量设计方法和应用完成从顾客需求到产品功能到设计参数到工艺参数的精确数据映射！©2008PERAGlobal方法介绍一：新产品开发的秘密武器-QFDQFD即质量机能展开，产生于日本，是新产品开发的有力武器；据统计，日本本田公司和丰田公司应用QFD以后：成本消减50%；开发时间缩短30%。丰田向市场投放同等类型新产品的周期大概是美国汽车公司的一半。美国国防部DODD5000.51文件中，明确规定美军产品厂商必须采用QFD技术；近年来在我国的航空、汽车、电子等领域也取得了一定的成果；©2008PERAGlobal综合质量展开（QFD）-如何通过产品质量的策划，明确设计的目标和重点？-以顾客需求为驱动，实现功能、技术、可靠性和成本等的逐级展开，形成可视化的设计图表。解决方案应用价值解决问题-实现了用户的需求世界向技术世界的转换；-通过价值和竞争分析确定设计的目标和重点；-实现了设计开发过程的可视化；-快速利用原有的设计信息，大大减少研制时间和设计更改。©2008PERAGlobalQFD的展开与映射模型©2008PERAGlobal方法介绍二：公理设计（AD）-如何实现从用户域、功能域、物理域到流程域的精确映射，并且保证系统设计的最优化？-把用户需求、功能要求及设计约束转化为产品的系统设计方案，形成设计参数集合，应用映射矩阵分析系统的耦合性；应用信息含量的计算来实现系统的简化。解决方案应用价值解决问题-实现从用户需求到设计参数的精确映射；-快速分析和判别系统的耦合性；-量化评价系统的复杂性，给系统简化和创新提供依据；-有效促进企业设计的模块化、标准化。©2008PERAGlobal公理设计1990年麻省理工(MIT）的Nam.P.Suh提出的系统设计的独立公理与信息公理，以之为基础的设计定理与推理，即公理设计。该理论推广以来，已经在许多著名企业中取得成功。2个公理,26个通用定理,9个大系统的定理；分析和判定系统设计的优劣，并且给系统的优化和改进提供科学的依据和参考©2008PERAGlobal公理设计的应用示例传动轴部件的结构设计只需用5种弹簧卡圈，便可代替原来螺栓、螺母、垫圈、轴套等11种零件，大大简化了产品设计。©2008PERAGlobal方法介绍三：稳健性设计-如何实现低成本、高质量的设计？-通过选择系统参数的最佳组合，尽量减小内外部和产品间的干扰，使质量特性波动最小。-选择低质量等级的元件，实现质量最好的整机。-根据各参数波动对产品质量特性贡献的大小，从经济性角度确定最合理的容差大小。解决方案应用价值解决问题-把质量设计进产品里面去；-量化分析并确定产品的最佳参数和合理容差；-用质量损失和经济性角度进行质量设计；-实现低成本、高质量的设计效果。©2008PERAGlobal稳健性设计容差设计参数设计系统设计田口的稳健性设计理论质量不是靠检验得来的，也不是靠控制生产过程得来的；质量，就是把顾客的质量要求分解转化成设计参数，形成预期目标值，最终生产出低成本且性能稳定可靠的物美价廉的产品。——田口玄一©2008PERAGlobal稳健性设计据统计，日本数百家公司每年应用田口方法完成10万项左右的实例项目，在不增加成本的情况下，大大提高了产品设计和制造质量，是日本经济腾飞的秘诀。20世纪80年代初引入美国后，在福特汽车获得成功，使福特在1986年盈利超越通用。后来，美国通用汽车工程管理学院，专门设置了田口方法的课程。1994年美国国家航空航天局（NASA）从94年开始推广田口方法，首先应用在航天飞机燃料贮箱中。据统计美国每年完成案例5000个以上，节约经费几十数亿元。在中国……©2008PERAGlobal稳健性设计示例L(y)ymm+Δm-Δm+Δ0m-Δ00AA0L(y)=k(y―m)2©2008PERAGlobal方法介绍四：正交试验设计（DOE）试验设计技术最早由英国费歇尔（R.A.Fisher）等人在20世纪20年代提出的二战后，试验设计成为日本质量管理的重要工具之一，广泛应用于冶金、机械、电子、医药等行业，并取得了显著的成效。©2008PERAGlobal正交试验设计（DOE）-如何以尽可能少的试验次数获得足够有效的数据，并且得出比较可靠的结论？-利用正交表来安排和分析多因素的试验方案，从试验因素的全部水平组合中挑选部分代表性的水平组合进行试验，通过对试验结果的分析了解全面的试验情况，并找出最优的水平组合。解决方案应用价值解决问题-有效减少试验次数，降低试验成本，缩短研制周期；-明确因素对于质量指标的影响程度；-确定每个因素的最佳水平；-通过多因素最佳的水平搭配，来实现最好的设计效果。©2008PERAGlobal案例-提高某化工产品的转化率因素水平反应温度A(℃)反应时B(min)用碱量C(kg)电压D(V)12380859090120150567180200220目标：提高产品的转化率；影响因素：温度、时间、用碱量、电压；一一搭配试验：81次；正交表试验：9次。根据数据分析，确定较优条件为：A3B2C2D2温度=90℃；时间=120min；用碱量=6kg；电压=200V©2008PERAGlobal方法介绍五：可靠性设计与分析美国贝尔实验室统计，在引起产品故障的原因中，设计技术占40%以上；日本对产品故障原因调查表明，一半的故障是由于设计问题引起的；我国某研究所对以前研制的某惯性导航设备故障分析发现，设计不当造成故障占总故障65.5%。©2008PERAGlobal可靠性设计与分析-如何进行可靠性的预计、分配和计算，如何尽早发现潜在的缺陷及故障，提前进行解决？-建立产品的故障信息库和失效及影响分析系统，实现改进措施向上级设计环节的信息反馈机制；-建立产品可靠性指标分解和分析，实现可靠性指标的预计、分配、计算和预警。解决方案应用价值解决问题-提高产品的寿命和平均故障间隔时间；-有效降低产品的维修成本；-充分利用历史数据，对产品可靠性水平了然于胸；-有效提高顾客满意度和品牌价值。©2008PERAGlobal可靠性设计与分析案例©2008PERAGlobal方法介绍六：面向X设计（DFX）DFX一种面向产品生命周期的优化设计方法和系统，在英特尔、摩托罗拉、惠普、通用、福特、奔驰、波音等著名公司广泛应用。DFMA（面向制造和装配的设计）应用模型©2008PERAGlobal面向X设计-如何在设计阶段就充分考虑制造、装配、成本等的约束和困难，提高产品的可制造性、可装配性？-把制造、装配、成本等要素的有关知识和标准整理成具体的设计准则，用设计准则指导产品设计；-对设计要素进行分析、优化和评价，以确定合适的材料、公差要求和工艺方案。解决方案应用价值解决问题-简化产品设计、提高通用化和标准化；-降低制造和装配的难度和成本；-缩短研制周期，减少零件数量，减少装配时间。©2008PERAGlobal质量现状及问题产品质量设计方法论如何进行质量设计PERA.Q产品的价值与特点摘要©2008PERAGlobalPERA.Q应用价值PERA.Q提升质量设计水平提高产品固有质量缩短研制周期降低成本价值1价值2价值4价值3©2008PERAGlobalPERA.Q产品特点30%55%A.构建质量设计的系统化平台B.实现质量设计理论方法的封装C.与企业设计流程的有机结合D.实现质量设计知识积累和重用©2008PERAGlobal总结设计决定了产品的固有质量；产品质量设计是有规律的，是一门科学，而不应该是仅仅依靠经验来进行设计；构建系统化的质量设计平台，才能最大程度地发挥价值；PERA.Q是企业建立精益研发平台的重要组成部分。Thanks