60质量功能展开

第五章质量功能展开QualityFunctionDeployment,QFD本章大纲QFD概述(起源与发展，定义、特点与效果）QFD展开原理（分解模型，分解步骤）质量屋（6个组成部分）QFD案例分析质量杠杆图质量杠杆技术开发产品设计工艺设计返修故障质量提高成本下降生产过程质量改进减少过程波动质量控制减少波动简单行可靠性可检验性质量质量管理工具对质量的影响QFDPDPCFMFA返修质量提高成本下降SPC1:1001:11:10001:10质量质量功能展开于七十年代初起源于日本，进入八十年代以后逐步得到欧美各发达国家的重视并得到广泛应用。目前，QFD已成为先进生产模式及并行工程(ConcurrentEngineering,CE)环境下质量保证最热门的研究领域。它强调从产品设计开始就同时考虑质量保证的要求及实施质量保证的措施，是CE环境下面向质量设计(DesignForQuality,DFQ)的最有力工具，对企业提高产品质量、缩短开发周期、降低生产成本和增加顾客的满意程度有极大的帮助。一、质量功能展开的起源与发展丰田公司于70年代采用了QFD以后，取得了巨大的经济效益，其新产品:开发成本下降了61%，开发周期缩短了1/3，产品质量也得到了相应的改进。世界上著名的公司如:福特公司、通用汽车公司、克莱思勒公司、惠普公司、麦道公司、施乐公司、电报电话公司、都相继采用了QFD。效果从QFD的产生到现在二十年来，其应用已涉及汽车、家用电器、服装、集成电路、合成橡胶、建筑设备、农业机械、船舶、自动购货系统、软件开发、教育、医疗等各个领域。开发周期30—60%成本20—40%设计更改变动次数40—60%二、质量功能展开原理1、定义一种立足于产品开发过程中最大限度地满足顾客需求的系统化，用户驱动式质量保证方法。QFD的特点：用户驱动（从需求入手）用户的需求涉及到产品，工艺及制造过程。多部门协同工作，共同满足用户需要。面向质量设计最有效的工具利用质量屋将用户的需求逐步分解至产品的生命周期的各个环节。2、QFD瀑布式分解模型由于产品开发一般要经过产品规划、零部件展开、工艺计划、生产计划四个阶段。因此，有必要对四个阶段质量功能进行展开。根据下一道工序就是上一道工序顾客的原理，各个开发阶段均可建立质量屋，且各阶段的质量屋内容有内在的联系。产品计划零件配置工艺计划工艺/质量计划技术要求零件特性工艺步骤工艺/质量控制参数用户需求转换严格地说，QFD只是一种思想，一种产品开发管理和质量保证的方法论。对于如何将顾客需求一步一步地分解和配置到产品开发的各个过程中，还没有固定的模式和分解模型，可以根据不同目的按照不同路线、模式和分解模型进行分解和配置。典型的QFD瀑布式分解模型示意图(四阶段)关键工艺/质量控制参数产品规划矩阵顾客需求产品技术需求零件规划矩阵产品技术需求关键零件特性工艺/质量控制矩阵关键工艺步骤工艺规划矩阵关键零件特性关键工序3、几种典型的QFD瀑布式分解模型1）分解为5个质量屋矩阵；子系统详细技术要求供应商详细技术要求系统详细技术要求制造过程详细技术要求零件详细技术要求顾客需求2）按顾客需求（分解为5个质量屋矩阵）→技术需求(重要、困难和新的性能技术要求）→子系统/零部件特性(重要、困难和新的子系统/零部件技术要求)→制造过程需求(重要、困难和新的制造过程技术要求)→统计过程控制(重要、困难和新的过程控制参数)。3）按顾客需求（分解为4个质量屋矩阵）→产品需求→零件特性→工艺步骤→工艺及质量控制参数。4）按顾客需求（分解为6个质量屋矩阵）→工程技术特性→应用技术→制造过程步骤→制造过程质量控制步骤→在线统计过程控制→成品的技术特性，三、QFD的分解步骤顾客需求是QFD最基本的输入。顾客需求的获取是QFD实施中最关键也是最困难的工作。要通过各种先进的方法、手段和渠道搜集、分析和整理顾客的各种需求，并采用数学的方式加以描述。1.确定顾客的需求由市场研究人员选择合理的顾客对象，利用各种方法和手段，通过市场调查，全面收集顾客对产品的种种需求，然后将其总结、整理并分类，得到正确、全面的顾客需求以及各种需求的权重(相对重要程度)。在确定顾客需求时应避免主观想象，注意全面性和真实性。2.产品规划产品规划矩阵的构造在QFD中非常重要，满足顾客需求的第一步是尽可能准确地将顾客需求转换成为通过制造能满足这些需求的物理特性。产品规划的主要任务是将顾客需求转换成设计用的技术特性。并根据顾客需求的竞争性评估和技术需求的竞争性评估，确定各个技术需求的目标值。QFD在产品规划过程中要完成的任务····确定顾客需求和技术需求的关系及相关程度；··3.产品设计方案确定依据上一步所确定的产品技术需求目标值，进行产品的概念设计和初步设计，并优选出一个最佳的产品整体设计方案。这些工作主要由产品设计部门及其工作人员负责，产品生命周期中其它各环节各部门的人员共同参与，协同工作。4.零件规划基于优选出的产品整体设计方案，并按照在产品规划矩阵所确定的产品技术需求，确定对产品整体组成有重要影响的关键部件/子系统及零件的特性，利用失效模型及效应分析(FMEA)、故障树分析(FTA)等方法对产品可能存在的故障及质量问题进行分析，以便采取预防措施。5.零件设计及工艺过程设计根据零件规划中所确定的关键零件的特性及已完成的产品初步设计结果等，进行产品的详细设计，完成产品各部件/子系统及零件的设计工作，选择好工艺实施方案，完成产品工艺过程设计，包括制造工艺和装配工艺。6.工艺规划通过工艺规划矩阵，确定为保证实现关键产品特征和零部件特征所必须给以保证的关键工艺步骤及其特征，即从产品及其零部件的全部工序中选择和确定出对实现零部件特征具有重要作用或影响的关键工序，确定其关键程度。7.工艺/质量控制通过工艺/质量控制矩阵，将关键零件特性所对应的关键工序及工艺参数转换为具体的工艺/质量控制方法，包括控制参数、控制点、样本容量及检验方法等。§5.2质量屋质量屋(HouseofQuality,HOQ)的概念是由美国学者J.R.Hauser和DonClausing在1988年提出的。质量屋也称质量表，是一种形象直观的二元矩阵展开图表。以下给出的是在综合国外各种形式的质量屋的基础上，结合我国国情。在大量工程应用中具有良好性质的质量屋。其基本结构要素如下：质量屋的核心内容是需求转换，其结构框架，就是用质量屋的形式通过一系列矩阵表，量化分析顾客的需求与产品规划、设计、制造等要求之间的关系。质量屋是建立质量机能展开的系统的基本工具，是质量机能展开方法的精髓。屋顶顾客需求技术评估竞争分析关系矩阵技术特性质量屋关系矩阵竞争分析技术特性顾客需求技术评估屋顶技术评估左墙右墙天花板质量屋的结构地下室（1）左墙-Whats矩阵，表示需求什么？包含顾客需求及其重要度（权重），使质量屋的什么顾客需求：由顾客确定的产品或服务的特性。重要度（权重值）：顾客对其需求进行定量评分，以表明各项需求对顾客到底有多重要。（2）天花板-Hows矩阵，表示针对需求，怎样去做，是技术需求（产品特征或工程措施），是质量屋的“如何”。（3）房间—相互关系矩阵，表示顾客需求和技术需求之间的关系。（4）屋顶—Hows（技术需求）的相互关系矩阵，表示Hows矩阵内各项目的并联关系。（5）右墙—评价矩阵，竞争性比较，使顾客竞争性的评估，从顾客角度评估产品在市场上的竞争力。关系矩阵竞争分析技术特性顾客需求技术评估屋顶技术评估(6)地下室——技术竞争能力评估矩阵一、质量屋结构（部分）绝对权度Wi绝对权度Wai重要度Ii销售点Si改进比例Ri目标T本企业U…企业A零件特性np…零件特性4零件特性3零件特性2零件特性1屋顶…顾客需求4顾客需求3顾客需求2…r11顾客需求1顾客需求Ci竞争分析企业Br12r13r14r21r22r23r24r2npr1npr31r41rnc1……………………顾客需求ncrnc2rnc3rnc4rncnpr32r33r34r3npr4npr42r43r44质量屋结构（技术评估部分）技术指标值相对重要程度Tj重要程度Tai本企业…企业B企业A技术评估零件特性np…零件特性4零件特性3零件特性2零件特性1屋顶竞争分析……r11顾客需求1顾客需求Cir12r13r14r1nprnc1……………顾客需求ncrnc2rnc3rnc4rncnp质量屋内容一个完整的质量屋包括6个部分。1.顾客需求及其权重，即质量屋的“什么(What)”。2.技术需求(最终产品特性)，即质量屋的“如何(How)3.关系矩阵，即顾客需求和技术需求之间的相关程度关系矩阵。4.竞争分析，站在顾客的角度，对本企业的产品和市场上其它竞争者的产品在满足顾客需求方面进行评估。5.技术需求相关关系矩阵，质量屋的屋项。6.技术评估，对技术需求进行竞争性评估，确定技术需求的重要度和目标值等。6258955969087629095在开发过程中大量应用的质量保证手段33272850457110010053318385质量功能配制产品故障模式与影响分析工艺故障模式与影响分析故障树分析实验设计实验评估统计工艺控制质量圈产品评估系统评估波卡—约基占企业百分比一般企业优质企业主要应用领域开发过程生产过程确定要求概念开发详细设计制造系统的概念开发工序设计服务与支持QFDQFD、DFM和PDCAQFD、产品FMEA田口方法和DFMQFD、PDCA和工序FMEAQFD、工序FMEA、田口方法、过程能力统计过程设计PDCA产品开发中普遍采用的并行工程技术和方法二、质量屋中参数的配置及计算下面以产品规划矩阵为例说明质量屋中参数的配置及计算。1.首先，对顾客需求按照性能(功能)、可信性(包括可用性、可靠性和维修性等)、安全性、适应性、经济性(设计成本、制造成本和使用成本)和时间性(产品寿命和及时交货)等进行分类，并根据分类结果将获取的顾客需求直接配置至产品规划质量屋中相应的位置。然后，对各需求按相互间的相对重要度进行标定。具体可采用1~9数字分10个级别标定各需求的重要度。数值越大，说明重要度越高；反之，说明重要度低。2.技术需求在配置技术需求时，应注意满足以下三个条件：(1)针对性，即技术需求要针对所配置的顾客需求。(2)可测量性。为了便于实施对技术需求的控制，技术需求应可测定。(3)宏观性。技术需求只是为以后的产品设计提供指导和评价准则，而不是具体的产品整体方案设计。对于技术需求，要从宏观上以技术性能的形成来描述。3.关系矩阵关系矩阵中nc和np分别指的是顾客需求和技术需求的个数，rij(i=1,2,3,…,nc；j=1,2,3,…,np)指的是第i个顾客需求与第j个技术需求之间的相关程度值。关系矩阵一般用“◎、○和△”表示，它们分别对应数字“9，3和1”，没有表示无关系，4.竞争分析通过对其它企业的情况以及本企业的现状进行分析，并根据顾客需求的重要程度以及对技术需求的影响程度等，确定对每项顾客需求是否要进行技术改进以及改进目标。竞争能力用1~5五个数字表示，1表示最差，5表示最好。然后根据本企业现状和改进目标计算出对顾客需求的改进程度(比例)，最后，再根据改进程度、重要性等计算出顾客需求的权重(绝对值和百分比)。销售考虑Si销售考虑Si用于评价产品的改进对销售情况的影响。例如，我们可以用{1.5，1.2，1.0}来描述销售考虑Si。当Si=1.5时，指产品的改进对销售量的提高影响显著；当Si=1.2时，指产品的改进对销售量的提高影响中等；当Si=1.0时，指产品的改进对销售量的提高无影响。质量的改进必须考虑其经济性问题。竞争分析配置计算过程中的各项计算公式改进比例Ri=改进目标Ti/本企业现状Ui(5-1)绝对权重Wai=改进比例Ri×重要度Ii×重点分Si(5-2)相对权重Wi=(Iai/∑Iai)×100%(5-3)i表示顾客需求的编号。5.技术评估技术评估的配置主要是完成对各技术需求的技术水平及