（机械电子工程专业论文）基于minitab的产品质量功能展开设计方法研究.pdf

西华大学学位论文独创性声明 y18 8 4 i i l l l 6 l l i l l1 2 i l l l ) 1 2 l i i i i 。 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名：附 日期：沙ll ， 、 指导教师张琴粉叫 日期力r 钟 j 西华大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西 华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。( 保密的论文在解 密后遵守此规定) 学位论文作者擞琴科指导教师张亏船坍】 日期：2 p if 、岁1 母日期) 删r 毋 西华大学硕士学位论文 摘要 随着社会的发展，顾客对产品的需求更加多样化，如何极大地满足顾客需求己成为 产品设计制造的关键。质量功能展开( q f d ) 正是以顾客需求为驱动的先进设计方法， 随着q f d 的广泛应用，开展基于m i n i t a b 质量统计工具的q f d 设计方法研究具有重要的 现实意义。 本文选择阀门为研究对象，以q f d 的产品规划、零件展开、工艺规划、生产控制四 个质量屋为主线，把m i n i t a b 软件的多种质量统计手段运用到了q f d 质量屋的构建和分 析中。在阀门产品规划质量屋的构建中，先用亲和图整理出三级顾客需求，接着选用层 次分析法对阀门顾客需求重要度进行评价；在产品规划质量屋的顾客需求规划矩阵中， 创立了用l i n i t a b 的项目分析对公司产品满意度进行量化的方法；通过头脑风暴、集合 运算等手段，确定出规划屋中的相互关系矩阵和自相关矩阵；通过阀门流阻性能试验， 采用回归分析的统计手段获得了阀门流阻系数曲线，据此确定出最优的产品质量目标 值。在阀门零件展开质量屋构建中，参照综合q f d 模式的处理方法，通过功能分析和故 障模式与影响分析( f m 吼) ，获得了阀门质量需求、质量特性与零件功能、零件可靠性 的q f d 矩阵；依据阀门产品规划质量屋输出的信息，建立了阀门零件展开质量屋。在阀 门工艺规划质量屋的构建中，根据零件制造的工艺流程、关键技术要求等，建立了阀体、 阀杆等工艺规划质量屋。在阀门生产控制质量屋的构建中，从工艺规划质量屋导出的关 键控制点，选出一个控制点，通过m i n i t a b 中量具分析、控制图分析、过程能力分析等 三种质量工具的综合应用，建立了阀门的质量控制系统，以确保生产出质量合格、顾客 满意的产品。本课题研究尝试了应用m i n i t a b 质量统计工具对质量屋进行构建和分析， 对阀门这类中、小型制造企业推广应用q f d 方法探索了有效途径。 关键词：质量功能展开；质量统计工具；质量屋；回归分析；控制图 基于m i n i t a b 的产品质量功能展开设计方法研究 a b s t r a c t w i t h 也ed e v e l o p m e n to fs o c i e t y , t h ep r o d u c td e m a n dm o r ed i v e r s i f i c a t i o nf o rc u s t o m e r s h o wt og r e a t l ys a t i s f yc u s t o m e rn e e d s ，h a sb e c o m et h ec o r co f d e s i g na n dm a n u f a c t u r e q u a l i t y f u n c t i o nd e p l o y m e n t ( q f d ) i sj u s tak i n d o fa d v a n c e dd e s i g nm e t h o dt om e e tc u s t o m e rn e e d s s ow i t hq f de x t e n s i v ea p p l i c a t i o nt h em e t h o dr e s e a r c ho fq f d ，b a s e do nq u a l i t ys t a t i s t i c a l t o o l s m i n i t a b ，h a si m p o r t a n tr e a l i s t i cs i g n i f i c a n c e t h i sp a p e rc h o o s e sv a l v ea st h er e s e a r c ho b j e c ta n da d o p t sf o u rh o u s e so f q u a l i t y ( h o q ) a st h em a i nl i n e v a r i o u sq u a l i t ys t a t i s t i cm e t h o do fm i n i t a ba r ea p p l i e dt oc o n s t r u c ta n d a n a l y z eq u a l i t yh o u s e s f o u rh o q a l er e s p e c t i v e l yp r o d u c tp l a n n i n gh o q 、p a r t sd e p l o y m e n t h o q 、p r o c e s sp l a n n i n gh o q a n dp r o d u c t i o np l a n n i n gh o q i nt h ec o n s t r u c t i o no f p r o d u c t p l a n n i n gh o q ，f i r s to fa l l ，u s i n ga f f i n i t yf i g u r es o r to u tt h r e el a y e r sc u s t o m e rn e e d s ，t h e n s e l e c t i n ga n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s ( a m p ) t oe v a l u a t ec u s t o m e rn e e d si m p o r t a n c e ，c r e a t i n ga q u a n t i t a t i v em e t h o db yp r o j e c ta n a l y s i so fm i n i t a b ，t oa s s e sc o m p a n yp r o d u c t ss a t i s f a c t i o ni n t h eu s e rd e m a n dp l a n n i n gm a t r i x f u r t h e r m o r e ，t h r o u g hb r a i n s t o r m i n gm e t h o da n ds e t s o p e r a t i o n , c o n f i r mt h em u t u a lr e l a t i o nm a t r i xa n da u t o c o r r e l a t i o nm a t r i x ；t h r o u g ht h ev a l v e f l o wr e s i s t a n c ep e r f o r m a n c et e s t , o b t a i nt h ef l o wr e s i s t a n c ec o e f f i c i e n tc u r v eb yr e g r e s s i o n a n a l y s i s ，a c c o r d i n g l yd e t e r m i n et h eo p t i m a lp r o d u e tq u a l i t yt a r g e t i nt h ec o n s t r u c t i o no f p a r t s d e p l o y m e n th o q ，f i r s t l y , r e f e rt ot h ec o m p r e h e n s i v eq f dm o d e ，a p p l y i n gf u n c t i o n a l a n a l y s i sa n df a i l u r em o d ea n de f f e c t sa n a l y s i s ( f m e a ) ，a c q u i r eq f dg r o u po fb e t w e e nt h e v a l v eq u a l i t yr e q u i r e m e n t sq u a l i t yc h a r a c t e r i s t i c sa n dp a r t sf u n c t i o np a r t sr e l i a b i l i t y i n a d d i t i o n , a c c o r d i n gt ot h eo u t p u ti n f o r m a t i o no fp r o d u c tp l a n n i n gh o q ，e s t a b l i s h e dt h ep a r t s d e p l o y m e n th o q i nt h ec o n s t r u c t i o no fp r o c e s sp l a n n i n gh o q ，a c c o r d i n gt o t h ep a r t s m a n u f a c t u r i n gp r o c e s sa n dk e y t e c h n i c a lr e q u i r e m e n t s ，e s t a b l i s h e dt h ev a l v eb o d ya n dv a l v e s t e mp r o c e s sp l a n n i n gh o q i nt h ec o n s t r u c t i o no f p r o d u c t i o n p l a n n i n gh o q ，c h o o s eo n eo f t h e k e y c o n t r o l p o i n t sd e r i v e d 劬mp r o c e s s p l a n n i n gh o q ，a d o p t e dt h r e e s t a t i s t i c a l m e t h o d s ，m e a s u r i n gs y s t e m a n a l y s i s ( m s a ) ，c o n t r o lc h a r t sa n a l y s i s ，p r o c e s sc a p a b i l i t y a n a l y s i s ( p c a ) ，e s t a b l i s h e dt h ev a l v eq u a l i t yc o n t r o ls y s t e m , i no r d e rt oe n s u r et h a tp r o d u c e q u a l i t yq u a l i f i e d , c u s t o m e rs a t i s f a c t i o np r o d u c t s t h i sp r o j e c tw o r kt r i e dt oc o n s t r u c th o qb y q u a l i t ys t a t i s t i c a lt o o l s m 埘t a b ，a n de x p l o r et h ee f f e c t i v ew a yt op r o m o t et h eq f d a p p l i c a t i o no f s m a l lm a n u f a c t u r i n ge n t e r p r i s e ，s u c ha sv a l v ee n t e r p r i s e k e yw o r d s ：q u a l i t yf u n c t i o nd e p l o y m e n t ；q u a l i t ys t a t i s t i c a lt o o l s ；h o u s eo fq u a l i t y ； r e g r e s s i o na n a l y s i s ；c o n t r o lc h a r t i i 西华大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 1 绪论。1 1 1 课题的来源和目的l 1 2 q f d 国内外研究现状1 1 3 阀门市场背景4 1 4 论文的主要研究内容6 2 相关理论概述和软件介绍7 2 1 质量功能展开7 2 1 1 q f d 基本概念与理论模式。7 2 1 2 质量屋的构成和完整性、合理性检查8 2 1 3 顾客需求的获取1 1 2 2 功能分析与可靠性分析1 2 2 3 质量控制13 2 4 软件介绍14 3 阀门产品规划质量屋的建立1 6 3 1 顾客需求的获取1 6 3 1 1 顾客需求亲和图1 6 3 1 2 顾客需求重要度的确定一1 8 3 2 基于m i n i t a b 的顾客满意度评价2 l 3 2 1 产品满意度的项目分析。2 l 3 2 2 顾客需求规划矩阵一2 4 3 3 技术特征的确定2 5 3 3 1 技术特征的集合运算2 5 3 3 2 相关矩阵与自相关矩阵的确定一2 7 3 3 3 技术特征排序和目标值的确定j 一2 8 3 4 基于m i n i t a b 的流阻系数的回归分析3 1 3 4 1 蝶阀流阻性能实验3 1 3 4 2 流阻系数回归分析3 2 3 4 3 显著性检验和拟合优度检验j 3 3 3 4 4 流阻系数的预测和控制。3 5 i i i 基于m i n i t a b 的产品质量功能展开设计方法研究 4 阀门零件展开质量屋的建立3 6 4 1 零件功能矩阵的建立3 6 4 1 1零件功能表和功能结构图3 6 4 1 2 零件功能矩阵。3 8 4 2 零件可靠性矩阵的建立。3 9 4 2 1 零件故障模式与效应分析3 9 4 2 2 零件可靠性矩阵4 0 4 3 零件展开质量屋的建立4 2 5基于m i n i t a b 的阀门质量控制4 5 5 1零件工艺规划质量屋4 5 5 2阀门测量系统分析4 8 5 2 1 测量系统试验说明j 4 8 5 2 3 测量系统方差分析表4 9 5 2 2 测量系统的量具r & r 图分析5 1 5 3控制图的建立与分析5 3 5 4 过程能力分析5 5 5 4 1 正态性检验5 5 5 4 2 过程能力分析5 6 结论5 9 参考文献6 1 附录a 阀f 3 - - 次需求项目分析评分记录。6 4 附录b 阀f - j n 量系统分析试验记录一6 5 附录cd 4 3 x p 1 0 ，d n 3 0 0 阀体尺寸d 1 测量记录。6 6 攻读硕士学位期间学术论文及科研情况。6 7 致 射。6 8 1 ) 引入过程 通过参考众多文献，可以发现我国q f d 的引入有两类途径，并以此形成两种学术流 派。一种是日本流。是由2 0 世纪9 0 年代，在日本的熊伟，张晓东与日本q f d 的专家 赤尾洋二、新藤久和等人，以发表论文，讲学，咨询培训等方式向国内介绍q f d 理论。 他们是从q f d 的发源地介绍的，因此主要以综合质量功能展开技术为主。一种是美国 流。也是在9 0 年代初，以邵家俊【l 】为主的研究者，从q f d 实践应用更加先进的美国引 进。他们引进的是q f d 的简化模式，在实践应用上更适合企事业推广，其中取得的一 个重要科技成果是，他结合航空航天工作实际进行了q f d 的应用和研究，将q f d 的技 术应用于气动力数值计算软件改造的全过程，完成了国外大型软件s s p m 的软件改造。 综合来看，两派各有优势，日本流理论更加全面，q f d 系统性更强，包含技术展开， 成本展开，可靠性展开等多方面，而美国流a s i 四阶段简单明了，易于实践。但是，这 两者毕竟都是别国的研究成果，我们国家现在对q f d 主要的研究精力是最大程度上把 q f d 的应用本士化，结合我国企事业的现状，开创中国流的q f d 。 2 ) 中国q f d 发展状况 近十年来，q f d 理论引起了越来越多的中国学术界和企业界人的关注。q f d 的应 用领域主要集中在产品开发、顾客需求分析，产品质量管理，职能管理等几个方面。以 行业分类来看，在制造业和软件行业应用最广泛。在管理中的应用文献也是逐年增多， 基于m i n i t a b 的产品质量功能展开设计方法研究 尤其是探讨q f d 在企业组织设计，战略规划，企业诊断，企业绩效领域的应用。从理 论文献的进一步分析来看，总体上理论型文章多，应用型文章少，但是近年理论与应用 两类基本在比例上相等。 为了更好的指导企事业实践，学者首先应该着力探讨符合实际的q f d 应用模式。 如q f d 在组织管理中的问题研究，实施q f d 技术对顾客需求分析的模型及方法，q f d 在质量管理中的作用。应用结构等。其次还应该大力宣传q f d 理论应用成就，加强企 业q f d 培训，让更多企事业认识到q f d 的潜力。 3 ) 日美两国q f d 发展状况 根据熊伟做的调查【2 】，日本企业使用q f d 的目的侧重于“更好的设计 ，他们以现 有的产品改良为多，在构造质量表的信息源方面，日本多采用“产品设计小组的经验 “顾客的投诉信息等。 而美国使用q f d 更多侧重于“顾客满意度向上”，把q f d 更多用在开发下一代产 品，或者完全是开发其他产品，q f d 在美国企业更加受到重视，它经常是职能间的交流 工具，缩短产品开发周期的工具。在构造质量表信息源方面，他们多采用顾客的个人询 问，对重点客户层的询问，为q f d 实施的客户调查等方法。 ( 2 ) q f d 的缺陷与不足 虽然q f d 的实践已经部分证明它拥有强大的生命力和应用前景，但是随着理论研 究与实践推广，传统q f d 暴露出来的缺陷也越来越多，对q f d 的改进已经迫在眉睫。 1 ) 顾客需求的表达存在模糊性，顾客满意度的定量描述存在困难。 2 ) 在质量屋中，确定顾客需求重要度权重，不考虑顾客项的自相关矩阵：在确定确定 技术特征权重时，同样未考虑技术项自相关矩阵的影响。 3 ) 顾客需求规划矩阵中，采用5 分制满意度评价，而相互关系矩阵计算时，三种相关 程度采用9 分制数值转化，存在不一致性，无法检验。 4 ) 一个简单的产品，就有可能产生大量顾客需求和产品技术特征项，而且在接下来的 自相关、相互关系矩阵中，会使质量屋信息处理复杂度急剧增加。q f d 小组根本不 可能有如此巨大的精力。 5 ) 在q f d 过程中，充斥着大量的分析和判断，头脑风暴法、专家评价法等定性的方法 会使很多输入信息丧失，且得到的未必是最优的决策。 ( 3 ) q f d 与其它理论的结合研究 针对上面q f d 中存在的缺点与不足，中外研究人员在理论、方法及实践应用上进 行了大量的改进与应用研究。一方面，运用管理、数学等其它学科理论对q f d 进行了 2 大 出 1 ) 层次分析法是s a a t y 教授提出的一种定性分析与定量分析相结合的一种决策方法。 它把复杂决策问题的本质、影响因素及内在关系进行深入分析后，构建一个层次结构模 型，然后利用较少的定量信息，把决策的思维过程数学化。它为决策者提供了测度无形 事物和确定元素权重的有效方法。 美国q f d 研究院z u l t n e r 3 等人，提出顾客需求排序的a h p 框架，并将此应用于工 业化住宅顾客的需求分析。 2 ) q f d 与模糊集理论的结合 模糊集合理论是对模糊现象或模糊概念进行刻划。模糊现象就是没有严格的界限划 分而使得很难用精确的尺度来刻划的现象，而人脑作为认识和改造客观世界的主体，对 于自然现象的反映往往都是模糊的。在q f d 构造过程中运用头脑风暴法等方法，肯定 充满着大量主观、不确定和模糊的信息，而质量屋并有处理模糊性信息的能力，所以把 模糊集理论引入到q f d 中是必然的。 m a s u d 3 等人首先提出了把模糊集理论应用到q f d 的想法，随后w s e r a a n 等人将模 糊集理论用于顾客竞争性分析。 3 ) q f d 方法与田口方法( t m ) 的结合 田口方法，是日本专家质量专家田口玄一创立的一种稳健性优化设计方法。它由线 内质量控制和线外质量设计组成。线内质量控制包括控制图、过程能力分析等，线外质 量设计包括系统设计、参数设计和容差设计。此方法是产品质量工程学的核心。 国外学者r o s s l 3 等人最早开始尝试，将q f d 与t m 、实验设计( d o e ) 、功能分 析等理论进行集成。虽然他们明确了d o e 与t m 在q f d 中的作用与地位，但相应的理 论研究工作还没有上升到一定高度。q f d 设计型问题解决的理论和方法研究将是今后 q f d 研究的重要方向。 4 ) q f d 与t r i z 理论的结合 发明性问题的解决理论( 眦) 是由前苏联专家a l t s h u l l e r 创立的。它的理论体系， 包含4 0 条发明原理、3 9 个特征归纳问题、7 6 种发明性问题的算法、8 种系统演变模式。 它最大的亮点在于，把凭借经验和灵感的创新，发展成了按照技术演变规律进行的创新。 美国供应商协会把t r i z 、q f d 、t m 三种质量工程放在同等重要地位。 激烈。全球的n f - j 生产企业超过5 0 0 0 家，排名在前5 0 名的企业年均销售额在2 7 0 亿 美元以上，而其余公司的年均销售额只有1 0 0 多万美元。尽管阀门行业的集中程度高， 4 西华大学硕士学位论文 但仍未形成垄断。目前，在全球阀门制造行业，前十名国家( 地区) 次序排名依次为美 国、日本、德国、中国、英国、法国、韩国、意大利、中国台湾地区。 从全球来看，西欧阀门市场占全球市场的4 0 ，该地区集中了大量世界顶级的阀门 生产企业。西欧地区工业体系完备，产品种类多样，市场需求稳定，产品质量优异。与 之相对的亚洲市场尽管市场规模巨大，产品包容力强，但却经销体系不全，产品高、中、 低三档鱼龙混杂，质量水平良莠不齐。亚太地区的阀门生产和出口主要集中在中国、日 本、印度。日本生产的阀门以高端为主，而中国和印度则以中低端为。 在我国，阀门行业的地域发展特点突出。华东地区在阀门领域处于优势主导地位， 西南、西北地区产业落后。阀门产量排名前三的省份分别是浙江、河南、江苏。三个省 的产量分别分别占到全国总产量的3 7 8 9 、2 0 9 8 和1 6 5 7 【5 】。从企业发展规模来看， 我国阀门企业存在这数量多、规模小，管理水平、技术水平、研发能力落后等特点。 ( 2 ) 我国阀门企业的不足 我国阀门行业虽然近年来发展速度较快，但行业的整体水平较低，许多高参数、高 性能的阀门仍然需要进口。 。 在质量管理及设备物流方面，法国公司生产场地整齐、整洁，零件加工记录单随零 件实时流转，工位器具应用得当，装配流水线有序工作，零件清洁处理及时，零件的涂 装外观质量光滑平整。相比而言，国内企业在质量管理上明明有质保体系，可实际工作 中却不用，质量管理执行起来自行其是、随心所欲，在装配过程中也是马虎了事。阀门 一安装就出现跑、冒、滴、漏现象，质量水平非常低。 ， 在模锻件新工艺方面，德国公司制造的高压阀门多以锻造件为主，材质采用耐高温 合金钢，质量很高。对有些批量较大的阀门，采用先模锻后焊接的处理，保证阀门没有 气孔、疏松等铸造缺陷，充分保证了产品的可靠性。国内企业，阀门毛坯件大都以铸造 件多，而且因铸造缺陷导致阀体破裂的屡见不鲜。 在焊接工艺方面，为了保证焊接的良好质量，法国阀门公司，采用高智能、自动化， 一体化技术，保证焊接温度实时调节，保证焊前预热、自动焊接、焊后处理的一致性。 反观国内的阀门焊接工艺，焊工技术水平低，焊接方法陈旧，根本无法保证阀门的高质 量，更别说要达到如核电站、化学有害气体处理等有特殊设计要求的阀门标准。 ( 3 ) 阀门新产品的开发 近2 0 年来，随着国外与阀门有关的新型设备的大型化、高参数化、高性能自动化 和成套化，全球设备自动化水平的逐渐提高，工艺流程和性能的改善。与之相适应，近 年来出现了不少新品种阀门。如：蝶型止回阀、防静电阀紧急切断阀、减温减压阀、水 冷或气冷阀、防火阀、真空夹套阀、快速开关阀、安全截止阀等多种新式阀门。在阀门 5 工艺规划质量屋导出的关键控制点和工艺参数中，选取一个控制点，通过m i n i t a b 中的 测量系统分析、控制图分析、过程能力分析三种相辅相成的工具，共同构建阀门的质量 控制系统。 西华大学硕士学位论文 2相关理论概述和软件介绍 2 1 质量功能展开 2 1 1o f d 基本概念与理论模式 质量功能展开提供了一种把顾客需求转化为相应质量特征的一种方法。它通过结构 化、系统化的方法，用矩阵图连接两组不同来源的信息，建立一整套的关系网络，以此 保证产品生命周期内从市场分析、产品设计到零件加工、销售、信息反馈等每一阶段的 质量。 想要全面理解q f d 的概念还要了解众多学者从不同角度对q f d 的解释，下面列举四 点有代表性的观点。 ( 1 ) 设计论观点 从设计论观点看，q f d 是一种顾客驱动的产品设计方法论，传统设计方式是由上到 下，分为设计、试制、调整三步，而现代设计方式有并行、底层到顶层、主动预防等多 种新型设计方法。q f d 体现出的是现代设计理念。 ( 2 ) 系统论观点 从系统论观点看，q f d 是一个具有输入、过程、输出的复杂系统。以产品规划质量 屋为例，顾客需求为输入，中间相互关系为过程反应，特征排序、自相关矩阵都可看成 是过程反映的结果，技术特征既为这一阶段的输出，又为下一阶段零件展开质量屋的输 入，以下按此循环。 ( 3 ) 技术创新性观点 企业技术创新的风险来源于市场不确定性和技术不确定性，q f d 的产品规划质量 屋和后面三个质量屋分别对应市场和技术，明确注明了每一个阶段的内容、目标，降低 了两者的风险，起着创新活动路径图的作用。 现代产品创新观点认为，技术创新可分为产品创新和工艺创新，两者可以组合且应 该组合。q f d 把顾客需求依次转化为产品特性、零件特性、工艺特性和生产要求，从而 把产品创新和工艺创新联系起来，完成了创新的整体功能。 ( 4 ) 硬件和软件两面性观点 从管理角度上讲，硬件管理是以行为科学为指导，注重管理效果，并以此评估企业 的经营水平。软件管理强调以策略或手段为核心，以结果为管理系统的衡量标准，具有 不确定性，易变性、人文性等特点。 的工序，改进和保证工艺参数和工艺操作。 8 4 ) 以 品 图2 1q f d 四阶段瀑布式分解图 f i g 2 1q f df o u rs t a g e sw a t e r f a l ld e c o m p o s i t i o n 生产规划阶段 ( 2 ) 质量屋的结构 在四个阶段所对应的四个质量屋中，产品规划质量屋所包含的信息量最大，因此以 产品规划质量屋为例来描述质量屋的具体构造。产品规划质量屋由8 部分组成，结构图 如图2 2 。 1 ) 顾客需求 它是质量屋的输入信息，是顾客对产品需要和期望的描述，通过市场调查获得。 2 ) 顾客需求规划矩阵 包括顾客需求的重要度，顾客对本企业及竞争对手产品的评估，顾客满意度目标值 及改善程度等信息。 3 1 产品技术特征 q f d 小组将顾客需求对应转化技术特征，剔除不合理的，整理出有用且具有代表性 的技术特征。 9 5 ) 关系矩阵中某几行关系符号重复。 6 ) 关系矩阵中关系符号集中于对角线上。 7 ) 关系矩阵中关系符号太少。( 质量屋一般要求关系符号的填充率在某些方面 2 5 一4 5 之间，否则需要重新定义技术特征。) 1 0 技术特性 颐客需求8 等 顾客需求和技术特性关系矩阵 ( ) 规划矩阵一 技术特征排序及竟争性评估 设置目标值 设计方案评估 图2 2 质量屋的结构 f i g 2 2 h o u s eo fq u a l i t ys t r u c t m e 2 1 3 顾客需求的获取 顾客需求信息包含三部分，顾客对产品需求的描述，各项顾客需求的重要度，顾 客对本公司产品和市场上同类竞争者的各项需求满意度。顾客需求的提取有三个步骤。 ( 1 ) 区分目标顾客群 确定合理的调查对象，如产品的终端客户、经销商、企业内部顾客，同时应根据产 品类型考虑到地理位置，教育程度等其它因素。 ( 2 ) 确定合适的调查方法 如根据调查地点、人群设定好调查程序、调查表格，或者举行顾客代表座谈会等。 ( 3 ) 进行市场调查 制作调查表，进行实地和网络调查。调查表要求每一位顾客对顾客需求的重要度、 公司产品满意度等项进行打分。 经过以上的步骤后，接下来是对调查表进行整理与提取，此为q f d 过程中的关键 步骤。它是q f d 第一个质量屋的输入项。 卡诺提出的模型，表示了实现不同的顾客需求与顾客满意度之间的关系，它可以帮 助我们更好的理解如何全面满足顾客需求。它将顾客需求分为三类：基本型、期望型和 兴奋型。k a n o 模型如图2 3 。 基于m i m 醯b 的产品质量功能展开设计方法研究 基本型需求是顾客认为在产品中应该具有的基本特征或必备功能，此类需求在信息 中往往被忽视。期望型需求是顾客对产品功能和性能的期望，在市场调查中大部分需求 都属于此类。兴奋型需求是指潜在的，或顾客尚未考虑的需求，如果生产商能够先一步 发掘，则能够创造新的市场，并在一定时期内给企业带来市场竞争优势。 顾客满。i 高 | ， 意度 夕 期望性； 兴奋性需琅 删i 工丌1 jq 甍 ， 一一肿需 低 图2 3 顾客需求的i 【a n o 模型 f i g 2 3 k a n om o d e lo fc u s t o m e rd e m a n d 2 2 功能分析与可靠性分析 ( 1 ) 功能概念与功能分析 价值工程的创始人m i l e s 对功能的定义是：功能是产品能够满足顾客某种需求的一 种属性。他的价值工程核心理念就是：“顾客需要的不是产品本身，而是它的功能”。 我国学者邓琳认为：“功能因需求而存在，当顾客需求不明确时，无法准确描述一项功 能。因此，需求决定功能。 产品功能分析是概念设计过程中一个重要环节，它起着传递并生成设计信息、主导 创新原理产生的重要作用。功能分析可以将对产品机械结构的思考转化为对其功能的思 考的过程，其主要任务是确定某个系统的总功能，再将其分解为功能元，最后建立功能 树和功能结构图。 西华大学硕士学位论文 ( 2 ) 可靠性与f m e a 可靠性是指一件产品或服务在特定时间段( 设计寿命) 内在设计运行条件下，无故 障的正常运行的概率。通常为了量化可靠性，要用到可靠度、失效率和平均寿命三个概 念。可靠度是指产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。失效率是 指工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。平均寿命是 指产品从开始使用到失效前的工作时间的平均值。对于可修复系统，称为平均残余寿命； 对于不可修复的系统，称为平均故障寿命，特指连续两次故障间的平均时间。 故障模式和影响分析( f m e a ) 是一种团队为基础的、用来帮助顾客识别、消除或 减少在系统、子系统、产品或过程设计和服务递送中潜在故障因素的负面影响的解决问 题工具。 2 3 质量控制 在做m i n i t a b 软件应用中，用到了质量控制理论中的一些相关概念。包括重复性和 再现性、控制图和判断准则、过程能力三部分。 ( 1 ) 重复性和再现性 重复性是指在确定的测量条件下，来源于连续试验的普通原因随机变差。当测量条 件固定和己定义时，即确定零件、仪器标准、方法、操作者、环境和假设条件时，适合 重复性的最佳术语为系统内变差。除了设备内变差，重复性也包括在特定测量误差模型 下的所有内部变差。 再现性是指测量过程中由于正常条件改变所产生的测量均值的变差。一般来说，它 被定义为一个稳定环境下，应用相同的测量仪器和方法，相同零件不同操作者之间测量 值均值的变差。 在方差分析表中还出现了一个合成量具r & r 的概念，它表示一个测量系统的重复 性和再现性的合成变差的估计，是系统内和系统间变差之和。 ( 2 ) 控制图和判断准则 控制图是对过程质量特性值进行测定、记录、评估、和监察过程是否处于控制状态 的一种用统计方法设计的图。图上有中心线( c l ) 、上控制限( u c l ) 、和下控制限( l c l ) ， 并有按时间顺序抽取的样本统计量数值的描点序列。 在m i n i t a b 检验控制图时，通常要用到8 条判断准则。 1 ) 一个点距离中心线超过3 - s 。检验1 评估变异模式是否稳定。检验1 提供出最强 有力的缺乏控制证据。如果过程中的较小偏移有意义，则可以使用检验2 、5 和 6 对检验1 进行补充，以便生成敏感度更高的控制图。 基于m i n i t a b 的产品质量功能展开设计方法研究 2 ) 连续9 个点位于中心线的同一侧。检验2 评估变异模式是否稳定。如果过程中的 较小偏移有意义，则可以使用检验2 对检验1 进行补充，以便生成敏感度更高 的控制图。 3 ) 连续6 个点，全部递增或全部递减。检测到一种趋势，或持续上移或下移。此检 验查找一长串连续的点，这些点方向不变。 4 ) 连续1 4 个点上下交错。这些点说明存在系统变量。变异模式应当为随机，但是当 某个点通不过检验4 时，这说明变异模式可预测。 5 ) 3 个点中有2 个点距离中心线超过2 s ( 同侧) 。检验5 评估过程中较小偏移的变 异模式。 6 ) 5 个点中有4 个点距离中，t l , 线超过1 s ( 同侧) 。检验6 评估过程中较小偏移的变 异模式。 7 ) 连续1 5 个点距离中一t l , 线不超过1 s ( 任一侧) 。检验7 识别出一种变异模式，有 时会将该模式误认为是良好的控制显示。这种类型的变异称作分层，其特点是点 距离中心线太近。 一 8 ) 连续8 个点距离中心线超过1 s ( 任一侧) 。检验8 被称作混合。混合模式的发 生条件是：这些点具有避开中心线的趋势，但在控制限制附近 。 ( 3 ) 过程能力 过程能力是指过程的加工质量满足技术标准的能力，它是衡量过程加工内在一致性 的。过程能力决定于质量因素，即人、机、料、法、环，与规范无关。并且，为了能够 对各个过程的能力统一进行比较，一般取稳态下的过程作为比较的标准，即这时过程中 只有偶因而无异因。过程能力还分为短期过程能力与长期过程能力。 短期过程能力是指在任一时刻，过程处于稳态的过程能力；而长期过程能力则考虑 了工具磨损的影响，各批之间材料的变化以及其他类似的可预期微小波动。 短期过程只有偶因面无异因，它表示了组内变异；而长期变异其实表示了组内变异 与组间变异之和，它称为实绩变异。 2 4 软件介绍 ( 1 ) m i n i t a b 介绍 m i n i t a b 是美国宾西法尼亚州立大学基础统计学的学生1 9 7 2 年开发的。它包含丰富 的统计数据信息，既可以进行数据分析处理，又可以进行图形分析对比，同时对项目的未来 状态可以预测。它是一款集持续质量改善、质量设计和质量管理于一身的小型多功能 软件。 1 4 硬华大学硕士学位论文 具体功能包括：基本统计分析、回归分析、方差分析、多元分析、非参数分析、时 间序列分析、试验设计、质量控制、可靠性分析、e d a 、绘制高质量二维、三维图形等。 有别于其它统计软件的特点：强大的数据处理功能；明显的图形处理优势；提供多问题 解决工具；简单、直接、清晰的输出窗口。 ( 2 ) q f d 2 0 0 0 软件介绍 q f d 2 0 0 0 软件是英国g r a n t h a m 工程团队开发的一款全面质量软件。它具有以下几 个功能：可以通过顾客定制的质量屋部件来输出质量屋图形，可以直接对质量屋的各部 分进行编辑和修改；可以从多个数据库中提取数据信息，合并出新的q f d 项目；可以 进行顾客需求预处理，如顾客调查问卷、亲和图、树形图、流程图的设计等；可以进行 四阶段质量屋的构建和数据的实时处理；可以进行功能、可靠性、技术、成本综合分析； 可以进行产品概念设计，项目比较分析和总结等。 基于m i n i t a b 的产品质量功能展开设计方法研究 3阀门产品规划质量屋的建立 根据2 1 节的理论概述，产品规划质量屋是四个质量屋中最全的，由8 部分构成。 产品设计方案评估这一项不考虑，前面7 个部分，本章分成四个小节来做构建说明。3 1 节是产品规划质量的输入项，包括顾客需求的获取和重要度的确定；3 2 节顾客需求规 划矩阵是质量屋的第二部分，这一节利用m i n i t a b 中的项目分析，对公司产品满意度的 评价做了尝试性探索；3 3 节技术特征的确定，包含质量屋的整个“h o w 项，由产品 技术特征的产生、自相关矩阵、相互关系矩阵、特征排序和目标值五部分组成。到3 - 3 节末尾，质量屋的7 个部分所有要素基本上全部完成，可以用q f d 2 0 0 0 软件输出产品 规划质量屋的整体模型。3 4 节是流阻系数目标值的确定，它通过标准流阻性能试验和 m i n i t a b 中的回归分析两个步骤来拟合出流阻系数的最优曲线。 3 1 顾客需求的获取 3 1 1顾客需求亲和图 亲和图是新七种质量工具之一，当人们对一个由大量事实、意见和想法的复杂情况， 进行描述、组织时，亲和图能够根据事实、意见的一般特点，把它们有效的编组和串接 起来，以达到对复杂情况进行定位、分类、分层次、描述和总结其基本问题的目的。 通过以前项目组其他人做的一些蝶阀产品的顾客需求市场调查，下文用亲和图来整 理这些反馈回来的意见调查表。亲和图确定的主题是蝶阀顾客质量需求，通过亲和图组 织、归纳的作用，从中提取出了顾客需求分级展开表。亲和图如图3 1 ，顾客需求分级 展开表如表3 1 。 表3 1 顾客需求分级展开表 t a b 3 1c u s t o m e rn e e d sh i e r a r c h y