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工业工程论文.doc

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工业工程论文.doc

工业工程专业毕业设计1工业工程毕业论文1绪论在新产品开发过程中,规划和设计部门应该基于何种思路,进行怎样的质量保证活动才能使顾客满意呢针对这个问题的两点疑问是赤尾洋二博士(当时日本山梨大学教授)萌发质量机能展开(QFD)想法的起因。质量功能展开(QualityFunctionDeployment)于20世纪70年代初起源于日本的三菱重工,由日本质量管理大师赤尾洋二YojiAkao和水野滋ShigeruMizuno提出,旨在时刻确保产品设计满足顾客需求和价值。后来被日本其他公司广泛采用,现己成为一种重要的质量设计控制技术,得到世界各国的普遍重视,认为它是满足顾客要求、赢得市场竟争、提高企业经济效益的有效技术。质量功能展开首先成功地应用于船舶设计与制造,现在已扩展到汽车、家电、服装、集成电路、建筑机械、农业机械等行业。质量功能配置是能过一定的市场调查方法获取顾客需求,并采用矩阵图解法将顾客需求分解到产品开发的各个阶段和各职能部门中,通过协调各部门的工作以保证最终产品的质量,使得设计和制造的产品能真正满足顾客需求。因此QFD是一种顾客驱动的产品开发方法,是一种在产品设计阶段进行质量保证的方法,也是使产品开发各职能部门协调工作的方法。其目的是使产品能以最快速度,低成本和高质量占领市场。三菱重工的神户造船厂于1972年应用这一技术,并取得了很大成效,此后相继被日本其他公司所采用。丰田公司于19771984年间使用了QFD,使得新产品开发周期缩短了1/3,新产品开发的成本降低了60,取得了惊人的巨大效益。目前国内外许多公司都有采用了QFD方法,在汽车,家用电器,船舶,软件开发等方面取得了显著成效。因此QFD受到各国企业界和质量学术界的极大关注,并在许多国家得到了广泛传播和实践。以QFD为主线,使用一系列方法(情景分析法、KJ法、AHP法)获取、变换、提炼和挖掘用户的真正需求,以QFD中的质量屋HOQ系列矩阵为工具,描述产品需求属性之间的交互关系、进行可视化分析,客观地使需求充分化和完整化。通过构建产品顾客需求技术特性质量屋,将顾客需求的重要度传递到设计人员的技术特性重要度,从而为设计人员提供设计指南,使得产品设计方案能真正的满足用户要求。同时,通过基于HOQ中的质量规划矩阵的产品概念选择方法和基于HOQ中的需求展开矩阵的产品概念创意开发方法,激发产品概念创意,提升产品概念开发水平。能够提高产品的适应性,并且减少后期的设计更改,缩短研发周期,保证所生产的全部产品具有相同、稳定的质量,最终研制出高质量、低成本且性能稳定可靠的产品。1.1课题来源及研究方法工业工程专业毕业设计2传统的生产质量控制是通过对生产的物质性检查用观察与测试的手段来取得的,这种措施通常也被归于检验质量的方法。QFD方法则帮助公司从检验产品转向检查产品设计的内在质量,因为设计质量是工程质量的基石,所有在设计阶段,QFD早在产品或服务设计成为蓝图之前就已经引进了许多无形的要素,使质量融人生产和服务及其工程的设计之中。简单地说,QFD把客户的要求转换成相应的技术要求,帮助企业的研究小组系统化地达成共识做什么什么样的方法最好怎样用最好的指令去完成工作对员工与资源有什么要求在产品开发设计中,QFD主要功能是对顾客需求进行分析,在对顾客需求逐步分析的过程中,QFD主要采用质量屋。质量屋是由顾客矩阵,工程特性矩阵,顾客评价矩阵,关系矩阵,相关矩阵,竞争力评价矩阵和设计要求矩阵七个部分构成。顾客需求顾客需求是QFD的出发点,顾客需求的获取是QFD过程中最为关键也最为困难的一步,需要通过市场调查准确全面的地搜集顾客需求,然后进行汇集,分类,整理,确定顾客需求的相对重要性。工程特征工程特性是顾客需求在产品设计上的体现,主要确定产品,服务,业务流程的具体要求。质量功能配置的第二步工作是将顾客需求转化成工程特性,考虑产品如何设计才能满足每种需求。关系矩阵关系矩阵描述了各工程特性与顾客需求项目之间的相关关系及这种关系的密切程度一般有强正相关,一般正相关,一般负相关,强负相关,不相关五种密切程度。相关矩阵相关矩阵位于工程特性矩阵之上,是一个三角形,是质量屋的屋顶。相关矩阵描述的是各工程特性之间的关系。顾客评价顾客评价是顾客对于企业及其竞争对手在顾客需求项目现状的评价。竞争力评价矩阵竞争力评价是对企业实现工程特征能力方面的评价,竞争力评价矩阵位于关系矩阵之下。竞争力评价一般由相关专家打分进行,一般采用5分制。设计要求经上述步骤之后,便可以分析新产品的设计要求。设计要求矩阵位于质量屋的最底层,设计要求是将顾客需求的重要性,顾客评价和竞争力评价三者综合起来,结合企业期望的新产品性能来确定。通过编制质量屋进行需求分解,可促使产品开发人员在产品设计阶段就考虑制造问题,产品设计和工艺设计交叉并行进行,因此很大程度上减少了工程设计的更改,缩短了产品开发的周期。QFD强调在产品早期概念设计阶段的有效规划,因此,可以使产品开发和试制成本降低。产品的整个开发过程以顾客需求为驱动,因此,顾客对产品的满意度将大大提高。1.2工厂背景及产品简介陕西沃克齿轮有限公司是陕西黄工集团齿轮有限责任公司与陕西省投资公司于工业工程专业毕业设计32007年2月共同投资组建的。专业生产齿轮、花键轴及传动部件总成。同时具有给合肥叉车公司TCM2.5t、3t、6t叉车液力变速箱的配套,合肥矿山机器厂A922挖掘机变速器及减速器的配套能力,并形成批量生产。公司组建后,以陕西黄工集团齿轮有限责任公司的产品、技术、设备为依托,加快了设备更新步伐,使公司的生产能力大幅度提高已经形成了大批量生产的能力。陕西沃克齿轮有限公司现有职工1376人。各类工程技术人员76人,其中中高级技术职称45人,公司位于西安市北郊泾阳之滨的泾阳县永乐镇,距西安市区及咸阳国际机场均约30余公里,距西铜铁路永乐火车站2公里,西铜一级公路(210国道)从镇东穿过,交通运输方便,水电资源充沛。厂区占地面积17.92公顷,其中东厂区占地面积7.98公顷建筑面积64634m。主要生产设备356台。本公司拥有一支专业化、年轻化、高素质的员工队伍,他们秉承诚信、协作、创新、服务的管理理念,以良好的企业信誉,高质量的配套产口,谒诚满足顾客的要求,为我国基础件行业做出更大的贡献。减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,用来降低转速和增大转矩,以满足工作的需要。减速器种类繁多,按齿轮形状分为圆柱齿轮减速成器、圆锥齿轮减速器、圆锥圆柱齿轮减速器。我们在此主要以圆柱齿轮减速器为研究对像,它主要由传动零件(齿轮或蜗杆),轴,轴承,箱体及其附件组成。1.2.1圆柱齿轮减速器的结构这类减速器是渐开线圆柱(Z)齿轮减速器,分单级(D)、两级(L)、三级(S)共三个系列。主要适用于冶金、矿山、运输、水泥、建筑、化工、纺织、轻工等行业。减速器高速轴转速不大于1500r/min,齿轮的圆周速度不大于20m/s工作环境的温度范围40℃45℃,低于0℃时,起动前润滑油应预热。减速器的承载能力受机械强度和热平衡许用功率两方面的限制。圆柱齿轮减速器的结构有三大部分(主要零部件详见附录1中的示意图),圆柱齿轮减速器的结构示意图见下图11。工业工程专业毕业设计41箱座8大齿轮17放油螺塞24检查孔盖2透盖10调整环18油尺25通气孔3毡圈油封11端盖19启动吊钩26起重吊耳4,9,14键12轴承20箱盖27销5轴13挡油环21起盖螺钉28联接螺栓6斜槽15齿轮22垫片7回油沟16垫圈23螺钉图11圆柱齿轮减速器结构示意图工业工程专业毕业设计51)齿轮、轴和轴承组合小齿轮与轴制成一体称为齿轮轴。这种结构用于齿轮直径与轴的直径相差不大的情况下。如果轴的直径为d,齿根圆的直径为d1,则d1d67m时采用齿轮与轴分开为两个零件的结构,如低速轴与大齿轮。2)箱体箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座,应有足够的强度和刚度。箱体通常采用灰铸铁制造,灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。对于重载荷或有冲击载荷的减速器也可采用铸钢箱体。单件生产的减速器,为了简化工艺,降低成本,可采用钢板焊接的箱体。3)附件为了保证减速器的正常工作,除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外还应考到为减速器的润滑油池注油、排油、检查油面高度,加工及拆装检修时箱座与箱盖的精确定位,吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。1.2.2减速器研究的主要内容齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着,是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大、或者传动比大而机械效率过低的问题,不能真正满足顾客的多种需求。特别是大型的减速器问题更突出,使用寿命不长,另外,材料品质和工艺水平上还有许多弱点。国内使用的大型减速器(500kw以上),多从国外(如丹麦、德国等)进口,花去不少的外汇。国外的减速器,以德国、丹麦和日本处于领先地位,特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好,使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主,体积和重量问题,也未解决好,也不能很好的满足顾客要求。因此我们要在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面有所突破,从根本上解决传递功率小、传动比小、体积大、重量不轻、机械效率不高等这些基本缺陷。我们把这一系列的问题归类为质量问题,并将其引入到减速器产品的设计阶段考虑顾客要求,在设计阶段就对减速器的设计质量进行控制,对减速器的主要性能和结构参数加以改善详见下表11,考虑减小其体积、减轻重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等方面,若在这些方面能有所改进的话,都将会促进资源(包括人力、材料和动力)的节省。可以预见,新型减速器在国内外市场中的潜力是很大的,特别是我国超大型减速器(如水泥生产行业,冶金,矿山行业都需要超大型减速器)大多依靠进口,而新型减速器的研发成功,完全可以填补国内市场的空白,并将具有较大的经济效益和社会效益。工业工程专业毕业设计6表11圆柱齿轮减速器的主要性能和结构参数类别圆柱齿轮减速器级别单级传动比2.5齿轮直齿渐开线齿廓小齿轮模数/mm3齿数/个20齿形角/(°)20精度等级8GJ大齿轮模数/mm3齿数/个80齿形角/(°)20精度等级8GJ承载能力/r/min1000输入转速/r/min1000中心矩/mm150中心高/mm170环境温度40℃45℃外形尺寸/mm500140350高速轴许用功率/kW200KW以上1.3应用QFD方法的功效QFD方法具有很强的功效性,具体表现为1)QFD有助于企业正确把握顾客的需求QFD是一种简单的,合乎逻辑的方法,它包含一套矩阵,这些矩阵有助于确定顾客的需求特征,以便于更好地满足和开拓市场,也有助于决定公司是否有力量成功地开拓这些市场,什么是最低的标准等等。工业工程专业毕业设计72)QFD有助于优选方案在实施QFD的整个阶段,人人都能按照顾客的要求评价方案。即使在第四阶段,包括生产设备的选用,所有的决定都是以最大程度地满足顾客要求为基础的。当作出一个决定后,该决定必须是有利于顾客的,而不是工程技术部门或生产部门,顾客的观点置于各部门的偏爱之上。QFD方法是建立在产品和服务应该按照顾客要求进行设计的观念基础之上,所以顾客是整个过程中最重要的环节。3)QFD有利于打破组织机构中部门间的功能障碍QFD主要是由不同专业,不同观点的人来实施的,所以它是解决复杂、多方面业务问题的最好方法。但是实施QFD要求有献身和勤奋精神,要有坚强的领导集体和一心一意的成员,QFD要求并勉励使用具有多种专业的小组,从而为打破功能障碍、改善相互交流提供了合理的方法。4)QFD容易激发员工们的工作热情实施QFD,打破了不同部门间的隔阂,会使员工感到心满意足,因为他们更愿意在和谐气氛中工作,而不是在矛盾的气氛中工作。另外,当他们看到成功和高质量的产品,他们感到自豪并愿意献身于公司。5)QFD能够更有效地开发产品,提高产品质量和可信度,更大地满足顾客为了产品开发而采用QFD的公司已经尝到了甜头,成本削减了50%,开发时间缩短了30%,生产率提高了200%。如,采用QFD的日本本田公司和丰田公司已经能够以每三年半时间投放一项新产品,与此相比,美国汽车公司却需要5年时间才能够把一项新产品推向市场。表12表达了应用QFD可能带来的利益。表12应用QFD可能带来的利益主要特性具体化的好处顾客驱动过程创造以顾客的要求为中心高效率地利用竞争信息排列资源的优先权辨识可起作用的项目构造保留经验与信息的的结构资源配置的时间减少中间过程设计的变化限制后导入的问题避免进一步的冗馀开发识别进一步应用的机遇表面化失踪的假设提升协同工作的能力基于一致(多数人)的意见创造界面的沟通/交流

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