基于质量功能配置法产品开发探究

基于质量功能配置法产品开发探究 摘要QFD是一个实践全面质量管理的重要工具，可以引 导其它质量工具或方法的有效使用。将QFD应用于产品开发 过程中，通过将用户要求的质量逐步转化为生产要求的质 量，从而保证了企业最终能生产出符合市场需要的产品。 关键词QFD；产品开发；质量 当前，对于企业来说，质量的定义己经发生根本性的转 变，即从“满足设计要求”转变为“满足顾客需求”，如何 保证产品概念设计阶段的质量，使产品设计始终不偏离顾客 需求，己经成为现阶段设计人员必须面对的问题。由此产生 客户驱动的产品开发方法，其中又以质量功能配置Quality Function Deployment, QFD的方法使用最为广泛。 一、QFD简介 日本学者Mitsubishi在1972年提出了 QFD理论，将产 品设计看作一个自顶向下瀑布式的分解过程，它从保证产品 质量的角度出发进行产品设计，将实施质量保证的措施贯穿 于产品设计的始终，QFD理论是进行并行设计的有效支持理 论。实施QFD技术后，企业受到效益是巨大的。例如丰田公 司使用QFD系统，从1979年10月到1984年4月，开发新 的集装箱车辆起动费用累计降低61,产品开发周期上市 的时间减少l/3o QFD的核心内容是需求转换，采用的是质量屋House of Quality形式，它是一种直观的矩阵框架表达形式，是QFD 方法的工具。建立质量屋的基本框架，给以输入信息，通过 分析评价得到输出信息，从而实现一种需求转换。 通常的质量屋如图1所示，其由以下几个广义矩阵部分 组成 左墙是WHATS矩阵，表示用户要求质量是什么、排出相 对优先级； 天花板是工程特性清单，称为HOWS矩阵，表示针对需 求怎样去做； 屋顶是工程特征相互关系矩阵； 房间是顾客要求与工程特征相关关系，表示WHATS项与 HOWS各项目的关联关系； 右墙是竞争性或可行性分析比较，用来估价市场上的相 对竞争力。 地下室是技术和成本评估矩阵，表示HOWS项的组织度 或技术成本评价情况；用来确定系统各元素中能提供最大效 益的资源，它是利用相对优先级与工程难度等来确定的。 二、基于QFD的产品开发流程 一般的产品开发过程包括规划阶段、零部件阶段、工艺 设计阶段和生产阶段。在应用QFD方法时要先建立各阶段的 质量屋，再进行需求变换，最后形成明确的生产要求，从而 完成产品开发的质量功能配置的全过程。应用质量屋开发产 品的流程如图2所示。 （一）产品规划阶段质量屋 该质量屋是从顾客需求向关键产品特征的配置过程，即 产品规划决策过程，因此这个质量屋的配置质量是最为重要 的，见图2 （a）。 第一部分是一个若干行一列的列阵，此列阵所反映的内 容是用户对产品的各种需求（WHATS项）。顾客的需求是各种 各样的，此项矩阵的建立应尽量充分、准确和合理，否则将 导致后续的所有需求变换工作失真。就顾客的要求而言，亦 有主次、轻重之分，QFD方法中对此的处理是对顾客的各 项需求给以权重因子以便进行排序，定义权重因子的总和为 100。 第二部分是一个一行若干列的行矩阵，是用来描述对应 于顾客需求的工程特征要求（HOWS项），即有什么样的顾客 需求就应有什么样的工程特征要求来对应保证。这种对应是 多相关性的，顾客的某种需求可能对应着若干项工程特征要 求，若干种工程特征要求有机结合才能满足某种顾客需求 项。反过来讲，某种工程特征也可以同时满足若干项顾客的 需求。工程特征要求是顾客需求的映射变换结果。这一阶段 的HOWS项将作为下一阶段质量屋的WHATS项。 第三部分称为质量屋的屋顶，在数学上是一个三角形矩 阵，它表示的是工程特征之间的相关关系。在QFD技术中以 三种形式来定性地描述工程特征之间的相关影响关系。 第四部分是一个关系矩阵，该矩阵的行数与第一部分相 同，列数与第二部分相同。表示各个工程特征项与各个币场 顾客需求项的相互关系。 关系矩阵的项值Xij是通过专家打分的方法得到的，因 此可以定量地表示出质量要素的重要度。其计算方法如下 根据上式结果就可以得到按权数大小排列的质量要素 的重要度。 第五部分是一个产品可行性评价矩阵，又称为市场评估 矩阵，其行数与顾客需求矩阵相同，列数可以是一列，其中 的内容表示要开发的产品针对各项顾客需求的竞争能力估 价值。同时可以引人若干个市场上同类产品作为竞争对象进 行比较，以判断产品的市场竞争力，由此在产品开发初期找 出不足以进行调整改进。 第六部分是产品规划阶段的技术和成本评估矩阵，其行 列数与工程特征矩阵相对应，其中要建立的内容是各项工程 特征的技术和成本评价数据，同时也可以建立若干个同类产 品的相对应的数据信息进行分析对比，提出改进措施。 这六个部分的矩阵构造完成后便形成了产品规划阶段 的质量屋，这个质量屋的基本输入是市场顾客需求，针对需 求的对策是一组工程特征需求，从而进行了需求变换。通过 变换将市场顾客对产品的相对离散和模糊的需求变换为明 确的工程特征要求。 在这一过程中会不可避免地产生各种矛盾冲突如质量 和成本的冲突，功能间的冲突等；有工程特征间技术上的矛 盾关系；还有与同类产品对比而产生的竞争力和技术成本的 不协调问题等等。对复杂的问题可以采用计算机辅助QFD过 程。 （二）零部件阶段质量屋 零部件设计阶段的质量屋的最终输出是能保证实现工 程特征要求的零部件特征要求。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佳的方案，并通过零件配 置矩阵将其转换为关键的零件特征。见图2 （b）o 此阶段质量属的输入项“系统设计质量” （WHATS项） 是上一阶段产生的工程特征要求列阵。实现工程特征要求的 对策是若干项零部件特征（HOWS项）。屋顶部分表示的是各 种零部件特征间的相关性。同样，在工程特征要求矩阵和零 部件特征矩阵之间存在的关系矩阵II表示相互关系。右墙 是可行性评价矩阵，表示零部件特征对应于工程特征要求的 可行性评价。地下室是技术评价矩阵，针对各项零部件特征 进行技术和成本分析。 （三）工艺流程设计阶段质量屋 为实现零部件特征要求，则要进行工艺规划设计，在QFD 方法进程中对应的是工艺规划阶段质量屋的建立。该阶段的 质量屋的内容如图2 c所示，质量屋的输入是零部件特征 要求，输出是制造工艺特征要求HOWS项。 四 生产阶段质量屋 为满足制造工艺特征要求，要有生产计划安排以形成明 确的生产要求，对应地建立QFD的生产计划阶段的质量屋， 如图2 d中所示。此阶段质量屋的输入是产品的制造工艺 特征要求，为实现制造工艺特征要求则要安排生产计划，生 产计划阶段质量屋的输出就是生产要求信息。 三、QFD和其它质量保证方法的关系 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。 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