在Excel表格内的质量功能展开

1、在Excel表格内的质量功能展开 文献标识码 A一、问题的提出质量功能展开(QFD)是把顾客或市场的需求通过清晰的图表 和科学的加权评价方法转化为产品设计标准 ( 产品特征、特性及 规范)，零部件特性，工艺要求，监控及检测要求，售后服务措 施等多层次演绎及确定工程和质量关键的分析方法。 其中心思想 就是将顾客的需求注入产品的设计、制造的整个过程。理论与实践都充分证明了 QFD方法对于恰当地满足顾客需 求，提高产品质量具有非常重要的作用。因为它可以解决以下 3 个问题：(1) 将用户需求逐层转化为产品和制造过程的技术要求。(2) 将所研究的对象作为一个系统，从整体的角度综合研究 系统的各个方面和

2、层次，使各子系统的目标支持系统的整体目 标。(3) 将QFD方法与并行工程综合应用，可有效地降低研制费 用，缩短研制周期 12 。为了有效地解决上述3个问题，在应用QFD方法时需要有相 应的表现形式，以便更方便、更快速地解决问题。特别是在当今 Excel普遍流行，为QFD的表现形式提供了更方便的工具。正是 因为人们在利用传统的 QFD表现形式一一质量屋解决上述问题时感到了某些局限，同时又看到了更为方便的工具一一电子表 格，所以提出了在一个矩形表内的QFD分析方法，暂且称之为QFD电子表格。从以后的论述中可以看出，本方法解决了影响QFD广泛应用 的两大问题： 一是使工程技术人员可以较为方便地从整

3、体角度出 发对各层面的相关技术参数综合调整；二是不必利用专门的 QFD 软件。二、QFD的两种表现形式传统的QFD表现形式是质量屋，在进行多层级展开时，将上 一级的工程指标作为下一级的顾客需求项，由顶向下直至最底 层。现举一例说明。在 X型电冰箱的改型过程中，采用了 QFD质 量屋的方法，文献1用质量屋的形式对X型电冰箱进行了 4级 展开。本文只从中选取了几项指标作为示意说明。质量屋形式明显存在两处局限：(1) 在设计中常常需要从整体的角度综合调整各级的工程指 标和参数， 各指标和参数一般具有内在联系。 而质量屋的各层级 在形式上表现为分立的图，从而在某些方面有所不便。(2) 质量屋需要专门的

4、软件来分析，使 QFD的广泛应用受到 阻碍：一是专门软件的成本及便利性等因素； 二是这种非标准软 件一般难与现在的一些分析工具兼容。表1为QFD的电子表格形式举例，是由文献1中的“X型 电冰箱改型一级质量屋”和“X 型电冰箱改型二级质量屋”两张 图转化而成， 这是用流行的电子表格 Excel 所作。表 1 只是在形 式上与原质量屋的形式不同，将原来的两张图用 1 张表来代替， 而其中的内容、 符号和数据均不变， 因而原有的分析方法均不受 影响。根据文献 1 ，以 Ci 表示顾客需求项目， Pj 表示为满足顾 客的各项需求必须采取的工程措施项目。 第 1 级的顾客需求项目 由调查研究而得，第 1

5、 级的工程措施项目由工程技术人员确定， 同时作为第 2级的顾客需求项目， 依此类推，由顶向下逐层展开。 表中 Ki 为顾客需求重要程度， Hi 为工程措施实现的重要程度。 关系矩阵中的数据， 表示第 i 项顾客需求与第 j 项工程措施关系 的密切程度。 相关矩阵中的符号表示工程措施项目之间的相关关 系，例如：O表示正相关；X表示负相关；？八表示强正相关；#表示强负相关；空格表示无关。由表1中看出，第1级的P2与C2的关系度为9;与C3的关系度为1;与P1无关；与P3正相 关。竞争能力表明本产品、改进后产品、国内对手产品、国际对 手产品对顾客需求的满足程度或技术措施的技术先进程度， 共分 为 5

6、 个等级。竞争能力指数表示竞争对手之间在竞争能力方面的 相对位置和差距。QFD电子表格的特点是在一个矩形框内包含了多层的 QFD展 开，代表了 QFD矩阵的整个体系。与质量屋相比，它有 3点优越 性：(1) 利于系统的整体分析和优化设计。在一个矩形表内，既 可以由顶向下地分解总目标， 又可以从最底层开始对现行的工程 指标和参数向上层进行推算，观察对顶层顾客需求的满足程度。 在纵向与横向上同时考虑各指标间的相互关系及参数间的函数 关系，从整体上全面地优化参数。(2) 不必使用专门软件，使得 QFD的应用灵活方便。(3) 电子表格单元格可以调用具有较强大功能的内部程序或常规的外部软件，或与其他分析

7、工具链接，从而拓展QFD的分析 能力。三、以参数调整为主的 QFD分析有一类问题，其顾客需求可明确地转化为一系列工程参数， 而且存在着明确的函数关系，用本方法分析此类问题更具优越 性。现举一个简单的例子 3 。一个数据接受器，要求在邻频干 扰下可工作，应满足 3 点要求，即顾客需求 Ci 如下：(1) C1 保持每分钟的比特错误率低于 1，指标为比特错误率。(2) C2 在出现邻近频道信号的时候仍然保持比特错误率，指 标为可允许的混合频道功率。(3) C3 在尽可能大的范围内接收信号，指标为接收范围。这 3 条需求可被转化为一系列工程参数， 同时这 3 条需求本 身也是互相关联的。 为了满足这

8、 3 个需求， 选择对如下参数的调 整作为满足上述 3 条需求的第一层工程措施 Pj：(1) P1 天线增益；(2) P2 噪声极限；(3) P3 接收器噪声值；(4) P4 接收器频道过滤器频带宽度；(5) P5 频道过滤器抑制频带阻碍。上述 3 项需求与这 5 个工程参数之间可以建立起数学模型 ( 当然需要定义环境参数 ) ，例如其中最简单的一个数学模型为：混合频道功率 =频道过滤器抑制频带阻碍 +噪声极限。按本文方法进行QFD分析(见表2)。分析步骤可因人因事而 异，下面是其中一种：(1) 首先设定顾客需求目标值。 这些值综合考虑了顾客需求、 竞争分析、可行性等因素。例如，比特错误率确定

9、为 1.00E-05(1/s) ，频道功率确定为 60(dB) ，接收范围确定为 1 000(km) 。将这些数字填入表中右侧标有“目标”的纵列单元格 中。(2) 把上述数学模型嵌入从表 2 中右侧标有“目标计算”和 “现行”的纵列单元格中， 也就是使这些单元格可以调用这些数 学模型。 然后设定各工程参数的目标值， 将其填入表中上侧标有 “目标”的横栏单元格中。例如，天线增益目标值暂时确定为 0(dB) ，可以增加 2(dB) ，现行为 -3(dB) ，等等。通过改变目标 值，观察需求指标中标有“目标计算”的纵栏中数值的变化。(3) 反复调整横行目标值直到“目标计算”列中的计算值可 接受为止。

10、(4) 对标有“现行”的行和列中的数值重复这一过程。(5) 将此分析方法依次在下一个层级中展开，可由该下层的 参数值计算出上层的工程参数值。(6) 顾客需求可以由顶层向下层的顺序分解为一系列工程参 数，而现行工程参数值可以由底层向上层计算得出。 以此方法可 以显示、比较并调整现行值、目标值、目标计算值之间的差别。表 2 中的“ +”或“ - ”号表示了人们希望改变参数的常规 方向。“变化”是指在与通过其他参数的具体规定量改变这些参 数等同难度下，本参数可被合理改变的大小。例如，天线增益标 为“+”号，表示我们希望其数值增加，合理的天线增益增加量 应为2dB,难度等同于把接收器噪声值降低3dB。

11、下面再进一步研究一下关系矩阵。 天线增益与接收范围是正 相关关系，用符号“T”表示，如果要定量地研究相关程度，可 用表 3 的形式。在表 3 中，以工程参数的现行值作为变化的基准， 当参数值发生了合理的变化后， 将计算出的需求指标值填入相应 单元格中。例如，接收范围现行值为793km,顾客希望增加，以“ +”表示。当其他条件不变时，若天线增益增加了2dB,则接收范围增加到 998km。通过上述步骤， 使产品的底层设计方案的结果直接显示了出 来，直接显示了目标值和现行值的发展变化与顾客需求的满足程 度的关系，使问题明朗化， 从而有利于对系统整体进行优化设计。表 3 定量地标出了工程参数的变化对需求指标的影响。四、结 论本方法的价值主要在于丰富了 QFD勺表现形式和应用方法，在产品开发过程中利用此方法可以较为方便并准确地层层量化 顾客的需求并寻找最佳的工程措施和技术参数， 从而提高产品质 量。具体来说有以下几点：(1) 在Excel表格内的 QFD