陳海濤(廣東順德工業(yè)設(shè)計(jì)研究院(廣東順德創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究院),廣東佛山 528300)

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QFD在小家電綠色設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例研究

陳海濤
(廣東順德工業(yè)設(shè)計(jì)研究院(廣東順德創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究院),廣東佛山 528300)

【摘 要】隨著工業(yè)高速發(fā)展，對(duì)全球環(huán)境帶來(lái)了很嚴(yán)重污染，這種狀況已經(jīng)直接危及到人類的生存與健康，人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越重視。本文首先介紹系統(tǒng)地介紹了綠色QFD法的內(nèi)容，結(jié)合講述了綠色QFD法設(shè)計(jì)的基本理論和方法，談及建立矩陣QFD及應(yīng)用，探討了綠色QFD法的綠色設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。最后舉例說(shuō)明介紹了綠色烤箱的基于綠色QFD法綠色設(shè)計(jì)情況，運(yùn)用此法對(duì)電烤箱產(chǎn)品進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】綠色設(shè)計(jì) 綠色需求 質(zhì)量屋

1 電烤箱概述

1.1 電烤箱定義

電烤箱產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)是從事電烤箱綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，它通過(guò)生命周期評(píng)價(jià)方法從產(chǎn)品生命周期的角度降低產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的影響；是從設(shè)計(jì)的角度降低全生命周期成本的設(shè)計(jì)方法。

表1 確定可控因素及水平

1.2 電烤箱的結(jié)構(gòu)

電烤箱由箱體、箱門(mén)、電熱元件、控溫與定時(shí)裝置組成。從結(jié)構(gòu)出發(fā)，從可拆卸設(shè)計(jì)出發(fā)，進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，分成如下組件：

（1）箱體組件：多用薄鋼板制作，一般為雙層，其間可以是空氣夾層，也可充填絕熱材料。（2）箱門(mén)組件：其上鑲有耐熱玻璃，以便觀察箱內(nèi)食物烤制情況。（3）電熱組件：最常用的是金屬管式，為提高熱輻射效率，常在其外表面涂敷遠(yuǎn)紅外輻射材料；有的直接采用具有高輻射性能的浮白石英管電熱元件。一般電烤箱都有上、下兩只電熱元件；有的還在箱側(cè)加裝一、二只電熱元件，使烤制質(zhì)量更好。（4）

控溫與定時(shí)組件：控溫元件主要采用雙金屬片式。

材料選擇，要考慮環(huán)境因素，要符合ROHS指令，避免使用對(duì)環(huán)境有害的材料使通過(guò)組件設(shè)計(jì)，有利于拆卸，有利于再利用可重復(fù)使用，有利于產(chǎn)品組件可回收翻新多次處理，提高產(chǎn)品的二次開(kāi)發(fā)能力，產(chǎn)品的可持續(xù)設(shè)計(jì)能力。

2 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的實(shí)例分析

2.1 電烤箱的綠色QFD法

通過(guò)分析，我們可知電烤箱的用戶需求最重要的是燒烤性能，對(duì)烤箱的燒烤性能細(xì)分如下：（1）燒烤要夠快；（2）燒烤的功率要足夠大；（3）燒烤出來(lái)的食物顏色要夠好。

電烤箱根據(jù)對(duì)環(huán)保的要求將其需求可以轉(zhuǎn)變成綠色需求：（1）烤箱的發(fā)熱元件要高效節(jié)能；（2）內(nèi)部件表面采用環(huán)保無(wú)輻射的隔熱材料；（3）用精度較高控溫元件。

2.2 電烤箱的綠色QFD法參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)。通過(guò)QFD法運(yùn)用質(zhì)量屋可將綠色需求轉(zhuǎn)成工程特性分別是溫控時(shí)間，烤箱內(nèi)控制溫度，發(fā)熱管的功率三個(gè)工程特性。以面包烤色等級(jí)作為其質(zhì)量性能指標(biāo)。面包烤色是指面包經(jīng)燒烤后表面所形成的顏色，它顏色分布和深淺最能看出烤箱的性能是否良好熱能分布是否合理，它一般顏色等級(jí)是從1到15，1表面只微帶黃，15表面就全烤糊變黑了，取6為正常值（即烤色金黃不帶焦又不偏白為最適合）。將面包烤色等級(jí)作為望目特性，目標(biāo)值=6，容差=2將影響它的三個(gè)可控因素如下：溫控時(shí)間，烤箱內(nèi)控制溫度，發(fā)熱管的功率；可控因素的水平確定為三個(gè)：第2水平為系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段初步確定的參數(shù)值；第1，第2水平分別采取等差數(shù)列，具體見(jiàn)下：

確定可控因素及水平表1所示。

溫控時(shí)間的單位--1分鐘，烤箱內(nèi)控制溫度的單位--1000℃，發(fā)熱管的功率的單位—瓦特。

（2）內(nèi)設(shè)計(jì)。選用正交表L9（3*4）進(jìn)行內(nèi)設(shè)計(jì)，正交表及其具體方案見(jiàn)表2。

運(yùn)用信噪比公式：Sm=（∑yi）x(∑yi)/n ； Ve=∑(Yi-y)x(Yi-Y)/n；

信噪比=101g(Sm-Ve)/nxVe

根據(jù)以上公式，可計(jì)算每個(gè)方案的信噪如輸出特性表3所示。表3中N1為使輸出特性取最小值的誤差因素水平組合，N3為使輸出特性取最大值的誤差因素水平組合。

內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析表4所示。在作方差統(tǒng)計(jì)分析之前，先對(duì)內(nèi)表計(jì)算：

ST=∑（信噪比i—平均信噪比）X（信噪比i—平均信噪比）= （24.25X24.25+23.1…）-5412.47=108

FT=n-1=9-1=8

S溫控時(shí)間=(T1XT1+T2XT2+T3XT3)/3-CT

=(72.9X72.9+72.93X72.93+70.96x70.96)/3-5412.47=9.1其于仿此可求：

S箱內(nèi)控制溫度=39.78 S發(fā)熱管的功率=52.09

由表4可直接看出最大信噪比對(duì)應(yīng)方案為4號(hào)方案，即溫控時(shí)間（2水平），烤箱內(nèi)控制溫度（1水平），發(fā)熱管的功率（2水平），信噪比=31.14。

根據(jù)參數(shù)設(shè)計(jì)公式，算知溫控時(shí)間=1.2分鐘，烤箱內(nèi)控制溫度=180℃，發(fā)熱管的功率=750瓦為最佳組合。

以上參數(shù)經(jīng)過(guò)實(shí)例驗(yàn)證，在實(shí)際燒烤效果顯著達(dá)到設(shè)計(jì)要求的烤色等級(jí)。

2.3 電烤箱綠色QFD法設(shè)計(jì)的分析

此產(chǎn)品綠色設(shè)計(jì)結(jié)果有利于產(chǎn)品的綠色，在現(xiàn)實(shí)中有利于產(chǎn)品的性能優(yōu)化和可持續(xù)設(shè)計(jì)，主要有：（1）產(chǎn)品優(yōu)化。（2）可作為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的依據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

綠色QFD設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合考慮顧客需求.生產(chǎn)制造.環(huán)境影響和資源消耗的現(xiàn)代設(shè)計(jì)模式，其目標(biāo)是使得產(chǎn)品從設(shè)計(jì).制造.銷售.使用.回收的整個(gè)生命周期過(guò)程中，對(duì)環(huán)境負(fù)面影響最小，并使企業(yè)社會(huì)效益最大。

參考文獻(xiàn):

[1]戴均陶.現(xiàn)代管理評(píng)價(jià)技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994(9).

[2]曾黃麟.粗集理論及其應(yīng)用[M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1992.

[3]劉光復(fù),劉志峰.綠色設(shè)計(jì)與綠色制造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1999.

表2 正交表（orthogonal layout）

表3 輸出特性表(export peculiarity)

表4 內(nèi)表的統(tǒng)計(jì)分析(analysis of orthogonal layout)