摘要:QFD是一個實踐全面質(zhì)量管理的重要工具,可以引導其它質(zhì)量工具或方法的有效使用。將QFD應用于產(chǎn)品開發(fā)過程中,通過將用戶要求的質(zhì)量逐步轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)要求的質(zhì)量,從而保證了企業(yè)最終能生產(chǎn)出符合市場需要的產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞:QFD;產(chǎn)品開發(fā);質(zhì)量
當前,對于企業(yè)來說,質(zhì)量的定義己經(jīng)發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變,即從“滿足設(shè)計要求”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皾M足顧客需求”,如何保證產(chǎn)品概念設(shè)計階段的質(zhì)量,使產(chǎn)品設(shè)計始終不偏離顧客需求,己經(jīng)成為現(xiàn)階段設(shè)計人員必須面對的問題。由此產(chǎn)生客戶驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)方法,其中又以質(zhì)量功能配置(Quality Function Deployment,QFD)的方法使用最為廣泛。
一、QFD簡介
日本學者Mitsubishi在1972年提出了QFD理論,將產(chǎn)品設(shè)計看作一個自頂向下瀑布式的分解過程,它從保證產(chǎn)品質(zhì)量的角度出發(fā)進行產(chǎn)品設(shè)計,將實施質(zhì)量保證的措施貫穿于產(chǎn)品設(shè)計的始終,QFD理論是進行并行設(shè)計的有效支持理論。實施QFD技術(shù)后,企業(yè)受到效益是巨大的。例如豐田公司使用QFD系統(tǒng),從1979年10月到1984年4月,開發(fā)新的集裝箱車輛起動費用累計降低61%,產(chǎn)品開發(fā)周期(上市的時間)減少1/3。
QFD的核心內(nèi)容是需求轉(zhuǎn)換,采用的是質(zhì)量屋(House of Quality)形式,它是一種直觀的矩陣框架表達形式,是QFD 方法的工具。建立質(zhì)量屋的基本框架,給以輸入信息,通過分析評價得到輸出信息,從而實現(xiàn)一種需求轉(zhuǎn)換。
通常的質(zhì)量屋如圖1所示,其由以下幾個廣義矩陣部分組成:
左墻是WHATS矩陣,表示用戶要求質(zhì)量是什么、排出相對優(yōu)先級;
天花板是工程特性清單,稱為HOWS矩陣,表示針對需求怎樣去做;
屋頂是工程特征相互關(guān)系矩陣;
房間是顧客要求與工程特征相關(guān)關(guān)系,表示W(wǎng)HATS項與HOWS各項目的關(guān)聯(lián)關(guān)系;
右墻是競爭性或可行性分析比較,用來估價市場上的相對競爭力。
地下室是技術(shù)和成本評估矩陣,表示HOWS項的組織度或技術(shù)成本評價情況;用來確定系統(tǒng)各元素中能提供最大效益的資源,它是利用相對優(yōu)先級與工程難度等來確定的。
二、基于QFD的產(chǎn)品開發(fā)流程
一般的產(chǎn)品開發(fā)過程包括規(guī)劃階段、零部件階段、工藝設(shè)計階段和生產(chǎn)階段。在應用QFD方法時要先建立各階段的質(zhì)量屋,再進行需求變換,最后形成明確的生產(chǎn)要求,從而完成產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量功能配置的全過程。應用質(zhì)量屋開發(fā)產(chǎn)品的流程如圖2所示。
?。ㄒ唬┊a(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋
該質(zhì)量屋是從顧客需求向關(guān)鍵產(chǎn)品特征的配置過程,即產(chǎn)品規(guī)劃決策過程,因此這個質(zhì)量屋的配置質(zhì)量是最為重要的,見圖2(a)。
第一部分是一個若干行一列的列陣,此列陣所反映的內(nèi)容是用戶對產(chǎn)品的各種需求(WHATS項)。顧客的需求是各種各樣的,此項矩陣的建立應盡量充分、準確和合理,否則將導致后續(xù)的所有需求變換工作失真。就顧客的要求而言,亦有主次、輕重之分,QFD方法中對此的處理是:對顧客的各項需求給以權(quán)重因子以便進行排序,定義權(quán)重因子的總和為100%。
第二部分是一個一行若干列的行矩陣,是用來描述對應于顧客需求的工程特征要求(HOWS項),即有什么樣的顧客需求就應有什么樣的工程特征要求來對應保證。這種對應是多相關(guān)性的,顧客的某種需求可能對應著若干項工程特征要求,若干種工程特征要求有機結(jié)合才能滿足某種顧客需求項。反過來講,某種工程特征也可以同時滿足若干項顧客的需求。工程特征要求是顧客需求的映射變換結(jié)果。這一階段的HOWS項將作為下一階段質(zhì)量屋的WHATS項。
第三部分稱為質(zhì)量屋的屋頂,在數(shù)學上是一個三角形矩陣,它表示的是工程特征之間的相關(guān)關(guān)系。在QFD技術(shù)中以三種形式來定性地描述工程特征之間的相關(guān)影響關(guān)系。
第四部分是一個關(guān)系矩陣,該矩陣的行數(shù)與第一部分相同,列數(shù)與第二部分相同。表示各個工程特征項與各個幣場顧客需求項的相互關(guān)系。
關(guān)系矩陣的項值X是通過專家打分的方法得到的,因此可以定量地表示出質(zhì)量要素的重要度。其計算方法如下:
根據(jù)上式結(jié)果就可以得到按權(quán)數(shù)大小排列的質(zhì)量要素的重要度。
第五部分是一個產(chǎn)品可行性評價矩陣,又稱為市場評估矩陣,其行數(shù)與顧客需求矩陣相同,列數(shù)可以是一列,其中的內(nèi)容表示要開發(fā)的產(chǎn)品針對各項顧客需求的競爭能力估價值。同時可以引人若干個市場上同類產(chǎn)品作為競爭對象進行比較,以判斷產(chǎn)品的市場競爭力,由此在產(chǎn)品開發(fā)初期找出不足以進行調(diào)整改進。
第六部分是產(chǎn)品規(guī)劃階段的技術(shù)和成本評估矩陣,其行列數(shù)與工程特征矩陣相對應,其中要建立的內(nèi)容是各項工程特征的技術(shù)和成本評價數(shù)據(jù),同時也可以建立若干個同類產(chǎn)品的相對應的數(shù)據(jù)信息進行分析對比,提出改進措施。
這六個部分的矩陣構(gòu)造完成后便形成了產(chǎn)品規(guī)劃階段的質(zhì)量屋,這個質(zhì)量屋的基本輸入是市場顧客需求,針對需求的對策是一組工程特征需求,從而進行了需求變換。通過變換將市場顧客對產(chǎn)品的相對離散和模糊的需求變換為明確的工程特征要求。
在這一過程中會不可避免地產(chǎn)生各種矛盾沖突如質(zhì)量和成本的沖突,功能間的沖突等;有工程特征間技術(shù)上的矛盾關(guān)系;還有與同類產(chǎn)品對比而產(chǎn)生的競爭力和技術(shù)成本的不協(xié)調(diào)問題等等。對復雜的問題可以采用計算機輔助QFD過程。
?。ǘ┝悴考A段質(zhì)量屋
零部件設(shè)計階段的質(zhì)量屋的最終輸出是能保證實現(xiàn)工程特征要求的零部件特征要求。利用前一階段定義的技術(shù)需求,從多個設(shè)計方案中選擇一個最佳的方案,并通過零件配置矩陣將其轉(zhuǎn)換為關(guān)鍵的零件特征。見圖2(b)。
此階段質(zhì)量屬的輸入項“系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量”(WHATS項)是上一階段產(chǎn)生的工程特征要求列陣。實現(xiàn)工程特征要求的對策是若干項零部件特征(HOWS項)。屋頂部分表示的是各種零部件特征間的相關(guān)性。同樣,在工程特征要求矩陣和零部件特征矩陣之間存在的關(guān)系矩陣II表示相互關(guān)系。右墻是可行性評價矩陣,表示零部件特征對應于工程特征要求的可行性評價。地下室是技術(shù)評價矩陣,針對各項零部件特征進行技術(shù)和成本分析。
?。ㄈ┕に嚵鞒淘O(shè)計階段質(zhì)量屋
為實現(xiàn)零部件特征要求,則要進行工藝規(guī)劃設(shè)計,在QFD方法進程中對應的是工藝規(guī)劃階段質(zhì)量屋的建立。該階段的質(zhì)量屋的內(nèi)容如圖2(c)所示,質(zhì)量屋的輸入是零部件特征要求,輸出是制造工藝特征要求HOWS項。
?。ㄋ模┥a(chǎn)階段質(zhì)量屋
為滿足制造工藝特征要求,要有生產(chǎn)計劃安排以形成明確的生產(chǎn)要求,對應地建立QFD的生產(chǎn)計劃階段的質(zhì)量屋,如圖2(d)中所示。此階段質(zhì)量屋的輸入是產(chǎn)品的制造工藝特征要求,為實現(xiàn)制造工藝特征要求則要安排生產(chǎn)計劃,生產(chǎn)計劃階段質(zhì)量屋的輸出就是生產(chǎn)要求信息。
三、QFD和其它質(zhì)量保證方法的關(guān)系
統(tǒng)計過程控制(SPC)、實驗設(shè)計(DOE/TAGUCHI)方法、故障模式和效應分析(FMEA)方法對于提高產(chǎn)品的質(zhì)量都是極為重要的。QFD有助于制造企業(yè)規(guī)劃這些質(zhì)量保證方法的有效應用,即把它們應用到對顧客來說最為重要的問題上。
QFD的目的是使產(chǎn)品開發(fā)面向顧客需求,極大地滿足顧客需求;而FMEA方法是在產(chǎn)品和過程的開發(fā)階段減小風險提高可靠性的一種有效方法;采用統(tǒng)計方法設(shè)計實驗可以幫助設(shè)計者找到一些可控因素的參數(shù)設(shè)定。
四、QFD的發(fā)展趨勢
隨著QFD的日趨完善和計算機技術(shù)、信息技術(shù)等其它相關(guān)支撐技術(shù)的發(fā)展,QFD呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢:
?。ㄒ唬┲悄芑?、集成化計算輔助QFD應用環(huán)境的出現(xiàn)
在QFD的配置過程中,需要大量的輸入信息,這些輸入信息在許多情況下是人為的判斷、認識等,常常是模糊的;而處理模糊的知識正是模糊集理論的“專長”,所以模糊集理論在QFD的配置過程中大有用武之地。QFD與FMEA(故障模式和效應分析)、DFM/A(面向制造/裝配的設(shè)計)、SPC(統(tǒng)計過程控制)這些工具有效地結(jié)合起來,將會發(fā)揮更大的作用。
?。ǘ㏎FD的應用領(lǐng)域不斷拓寬
盡管QFD主要是針對產(chǎn)品開發(fā)而提出來的,但人們已將QFD成功地應用于軟件開發(fā)等領(lǐng)域中。隨著QFD的不斷發(fā)展,其應用領(lǐng)域必將不斷地拓寬。
?。ㄈ㏎FD的標準化、規(guī)范化
盡管QFD是一種柔性很大的方法。但是,隨著QFD的日趨成熟和其應用的不斷深入,有必要對其中某些共性的東西加以標準化、規(guī)范化。
參考文獻:
1、威廉·J·史蒂文森.生產(chǎn)與運作管理(原書第6版)[M].機械工業(yè)出版社,2000.
2、邵家駿.質(zhì)量功能展開[M].機械工業(yè)出版社,2004.
3、沈維蕾,謝峰等.基于QFD的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)技術(shù)的研究[J].組合機床與自動化加工技術(shù),2004(4).
4、許多,戴穎.QFD在教學課程設(shè)計中的應用[J].世界標準化與質(zhì)量管理,2005(11).
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