02-现代设计技术

1、现代设计技术Mu RuiAssistant Professor, Dept. of MEE, Xiamen University, 361005, ChinaEmail: iris_Good Habitsv It always helps to know where your time is going. So, keep track of how you spend your time for two weeks. Sound dull? Boring, maybe? So cut it down to a couple of days. Surprise! Most of your log

2、 will show youre investing your time in people or things not really important to you or your goals.v Focus, focus, focus on STARTING tasks rather than finishing them. The greatest challenge is taking the first step and getting started. (Ah yes doesnt that feel good?)Good Habitsv Think on paper. Writ

3、ing things down minimizes confusion and stress. Write down your goals, to-do lists, and even the problems that youre working on. Youll find putting things on paper usually clarifies the situation. Committing things to memory can be a waste of brain power, not to mention a poor storage device as well

4、.Referencesv Lai-Kow Chan. Quality function deployment:a literature review .European Journal of Operational Research, 2002. v Shigeru Mizuno ,and Yoji Akao. QFD-The Customer driven Approach to Quality Planning and Deployment .Asian Production Organization, 1994. v Yoji Akao. Quality Function Deploym

5、ent: Integrating Customer Requirements into Product Design. Cambridge,Massachusetts: Productivity Press, 1990.v 熊伟熊伟. . 质量机能展开质量机能展开. . 化学工业出版社，化学工业出版社，2005.2005.v 邵家骏邵家骏. . 质量功能展开质量功能展开. . 机械工业出版社，机械工业出版社，2004.2004.v 车阿大，杨明顺车阿大，杨明顺. . 质量功能配置方法及应用，质量功能配置方法及应用，2008.2008.OVERVIEWv 质量质量v QFDQFD的基本理论的基本

6、理论v QFDQFD的工作程序的工作程序产品设计过程市市境境争争场场环环竞竞客客需需顾顾求求时间时间T T服务服务S S现代产品质量环境环境E E质量质量Q Q成本成本C CDeming将事后检验观念改变为预测、发现质量问题并加以预防Crosby认为：质量意味着符合要求持续测量以确保这些要求高质量是性能标准“零缺陷”Juran将质量定义为适于使用（fitness of use），“适于”表明可测量的产品特性我国产品质量现状我国产品质量现状- 20002000年到年到20042004年年5 5年间，年间，全国产品质量监督抽查平全国产品质量监督抽查平均抽样合格率为均抽样合格率为77.8%77.8%

7、- -我国企业我国企业解决质量问解决质量问题有关的费题有关的费用占到用占到营业营业总额的总额的20%20%以上以上- 2006- 2006年全年全国产品质量国产品质量监督抽查平监督抽查平均抽样合格均抽样合格率为率为83.2%83.2% 20%83.2%77.8%150亿- -据测算，一个百分点抽样据测算，一个百分点抽样不合格率的损失是不合格率的损失是150150亿亿元。元。（国家质检总局统计数据）（国家质检总局统计数据）吞噬了企业大量的利润！吞噬了企业大量的利润！如果质量的损失能够降低一半，如果质量的损失能够降低一半，就可以增加近就可以增加近10%的利润！的利润！质量从哪里来？质量从哪里来？v

8、 质量从哪里来？质量从哪里来？ 质量是检验出来的？质量是检验出来的？ 事后检验，挑出不合格；事后检验，挑出不合格； 质量是生产出来的？！质量是生产出来的？！实现设计和工艺要求；实现设计和工艺要求； 质量是设计出来的？！质量是设计出来的？！制定质量标准，决定产品基因。制定质量标准，决定产品基因。v 提高产品质量应该从设计源头入手！提高产品质量应该从设计源头入手！v 我们国家的现状是我们国家的现状是: :质量设计一直没有得到企业的足够重视。质量设计一直没有得到企业的足够重视。朱兰质量三步曲设计过程决定了产品的固有质量设计过程决定了产品的固有质量5%70%80%-据统计企业花费据统计企业花费5%5%

9、的预算用于设的预算用于设计。计。- -产品成本产品成本70%70%是是由设计决定的。由设计决定的。- 80%- 80%的质量问的质量问题是由于设计原题是由于设计原因引起的。因引起的。设计过程决定了产品的固有质量，设计过程决定了产品的固有质量，进行产品质量设计，事半功倍！进行产品质量设计，事半功倍！质量杠杆质量杠杆产产品品质质量量生生产产控控制制工工艺艺设设计计产产品品设设计计设计是一门科学设计是一门科学 不能仅仅依靠经验不能仅仅依靠经验现代产品现代产品设计理论设计理论设计是一门科学，而不能仅仅依靠经验！设计是一门科学，而不能仅仅依靠经验！现代企业研发工程师欠缺不是专业技术现代企业研发工程师欠缺

10、不是专业技术, 而是系统的产品开发方法而是系统的产品开发方法以加速产品开发过程，快速设计出高质量的产品以加速产品开发过程，快速设计出高质量的产品!设计是一个映设计是一个映 射的过程。射的过程。功能的实现是功能的实现是 能量、信息的能量、信息的 转换。转换。创新是有规律创新是有规律可循的。可循的。TRIZ方法是实方法是实现技术创新的现技术创新的规律体系。规律体系。质量是要设计质量是要设计 到产品中去的；到产品中去的；系统设计；系统设计；参数设计；参数设计；容差设计。容差设计。保持功能要求保持功能要求的独立性；的独立性；信息含量最小信息含量最小化原则化原则;评价产品设计质评价产品设计质量好坏的标准

11、量好坏的标准追求六西格玛追求六西格玛质量；零缺陷质量；零缺陷;设计过程中相关设计过程中相关的工具和方法，的工具和方法，象象QFD,FMEA等等国外进行质量设计的成功案例国外进行质量设计的成功案例质量设计的应用模型质量设计的应用模型详细设计详细设计样机实验样机实验方案设计方案设计概念设计概念设计零件特征零件特征工程特征工程特征工艺特征工艺特征零件特征零件特征工程特征工程特征顾客需求顾客需求客户客户生产生产要求要求工艺工艺设计设计系统系统设计设计零部件零部件设计设计零件特征零件特征工程特征工程特征优化优化设计设计在数据映射的过程中在数据映射的过程中 进行质量设计进行质量设计 把各种质量设计的理论把

12、各种质量设计的理论 和算法封装到平台中，和算法封装到平台中， 设计师不需要了解设计师不需要了解 复杂的数学方法复杂的数学方法帮助企业轻松地掌握质量设计方法和应用帮助企业轻松地掌握质量设计方法和应用完成从顾客需求完成从顾客需求 到产品功能到产品功能 到设计参数到设计参数 到工艺参数到工艺参数 的精确数据映射！的精确数据映射！完美的完美的设计开发设计开发 估计每开发25个产品只有1个成功，而原始设想可能有2000多个。 开发失败的原因：v 没有潜在的用户和需求v 不能满足需求或功能过剩v 营销策略不当20001500 1000500100设想市场需求功能特性产品特性市场评价市场开发成 功的 产品

13、或服务17501000 500100251新产品开发面临的压力新产品开发面临的压力质量功能配置质量功能配置整个产品生命周期成本约75%90%是在设计阶段决定的，而且在所有质量问题中大约40%是由不良的产品设计造成的。 质量功能配置(Quality Function Deployment，QFD)就是一种用户驱动的产品开发方法，面向顾客满意并且充分体现“质量是设计和制造出来的，而不是检验出来的”这一至关重要的源头管理思想。QFD的背景的背景u 20世纪世纪50年代年代u 20世纪世纪60年代年代 Deming u 1966年年 三菱重工三菱重工 Quality Table 雏形雏形u 20世纪世

14、纪60年代末年代末 K.Ishihara “Matasushita”u 1972年年 Yoji Akao “新产品开发与质量保证新产品开发与质量保证”QFD的背景的背景 Cost 61% Time 33% Quality out 20-24monthsout 14-17monthsout 1-3monthsmarketintroductionin production3 monthsJapanese/US EngineeringChange ComparisonDesign ChangesJapanese(Using QFD)United States(Not Using QFD)Innova

15、tion & QFD Introduction ofIntroduction ofFirst ProductFirst ProductTimeQFD Can Reduce Both Costs and Start-Up TimeQFD的背景的背景QFD在美国的发展在美国的发展vGrowth Opportunity Alliance of Lawrence/Quality Productivity Center (GOAL/QPC) Bob King “用一半的时间做更好的设计用一半的时间做更好的设计”vAmerican Supplier Institute (ASI) MIT Don

16、Clausing Ford Larry Sullivan QFD在美国的发展在美国的发展QFD在美国的发展在美国的发展QFD在欧洲的发展在欧洲的发展v Italyv Famous CorporationQFD在我国在我国v1979年年 刘源张赴日本小松制作所学习全面质量刘源张赴日本小松制作所学习全面质量管理管理v1995 AKAO来华讲学来华讲学v国家国家863计划计划CIMS主题和国家自然科学基金资主题和国家自然科学基金资助助QFDQFD的概念的概念质量功能配置(Quality Function Deployment，QFD)是一种用户驱动的产品开发方法，即采用系统化的、规范化的方法调查和分

17、析顾客需求，并将其转换成为产品特征、零部件特征、工艺特征、质量与生产计划等技术需求信息，使所设计和制造的产品能真正地满足顾客需求。 QFD三种分解模式美国供应商协会ASI模式产生于20世纪70年代末。ASI模式的四个阶段与产品开发全过程的产品计划、产品设计、工艺计划和生产计划相对应。日本QFD模式：代表人物是水野滋和赤尾洋二。此种QFD模式由两部分组成，即质量展开Quality Deployment和功能展开Function Deployment。 EUROPEEUROPEASIAASIAN. AMERICAN. AMERICAS. AMERICAS. AMERICAOCEANIAOCEANI

18、AAFRICAAFRICAGrowth Opportunity Growth Opportunity Alliance Lawrence Alliance Lawrence /Quality /Quality Productivity Center-Productivity Center-GOAL/QPCGOAL/QPC的创立者King Bob提出的QFD模式，产生于20世纪80年代初。年代初。QFD的概念模型的概念模型QFD的概念模型的概念模型传统产品质量屋的基本形式传统产品质量屋的基本形式HOWS 矩阵项HOWS 的相互关系矩阵项WHATS与HOWS 的相关关系矩阵HOWS 评价矩阵项竞争

19、性或可行性评价矩阵WHATS矩阵项QFD -如何确定优先考虑的顾客群谁会影响你的产品设计呢？谁会影响你的产品设计呢？他们包括任何可以影响消费者使用或购买产品的他们包括任何可以影响消费者使用或购买产品的人或使用你的产品而受到影响的人人或使用你的产品而受到影响的人设计需要考虑到他们所有的需求设计需要考虑到他们所有的需求这个过程通常有助于确定那些重要的却常常被忽这个过程通常有助于确定那些重要的却常常被忽略的顾客略的顾客QFD -思考？用头脑风暴法确定所有你的产品的可能的顾客？用头脑风暴法确定所有你的产品的可能的顾客？用头脑风暴法确定所有可能影响购买你的产品的用头脑风暴法确定所有可能影响购买你的产品的

20、个人或企业？个人或企业？在进行脑力激荡时，不断问自己：在进行脑力激荡时，不断问自己：“什么是一个什么是一个顾客顾客”？QFD-顾客之声顾客的需要、梦想、希望和期待都将影响着设计过顾客的需要、梦想、希望和期待都将影响着设计过程程一旦确定了顾客群，就要走进他们，了解他们的要一旦确定了顾客群，就要走进他们，了解他们的要求。求。了解顾客的需要，需要先期投入大量的金钱、时间了解顾客的需要，需要先期投入大量的金钱、时间和人力和人力顾客访谈中准确记录下顾客的语言至关重要，因为顾客访谈中准确记录下顾客的语言至关重要，因为这些包括一些可能会影响产品设计和顾客怎样使用这些包括一些可能会影响产品设计和顾客怎样使用产

21、品的信息是极为重要的。产品的信息是极为重要的。顾客需求的调查方法v询问调查法询问调查法v观察调查法观察调查法QFD -使用环境为了更好的理解顾客所表达的要求的真实含义，有为了更好的理解顾客所表达的要求的真实含义，有必要亲眼去观察一下顾客所处的环境。走进他们的必要亲眼去观察一下顾客所处的环境。走进他们的生活环境，看一看、闻一闻、体会一下，成为顾客生活环境，看一看、闻一闻、体会一下，成为顾客的一部分。的一部分。谁在使用产品谁在使用产品（who）？使用产品做什么使用产品做什么（what）？产品在何处被使用（产品在何处被使用（where）？）？产品在何时被使用产品在何时被使用（when）？为什么顾客选

22、择了这种产品为什么顾客选择了这种产品（why）？顾客怎么使用产品顾客怎么使用产品（how）？QFD -谁在使用产品（who）？你看见谁在使用这个产品？你看见谁在使用这个产品？谁可能会去使用？谁可能会去使用？谁将来会使用？谁将来会使用？要始终注意细节，不断地问自己：要始终注意细节，不断地问自己：“遗漏什么了遗漏什么了吗吗”？为了设计一个世界级产品我应了解些什么？为了设计一个世界级产品我应了解些什么？QFD -使用产品做什么（what）？产品的用途是什么？产品的用途是什么？现在或将来还有什么其他用途？现在或将来还有什么其他用途？你发现了什么用途？你发现了什么用途？QFD -产品在何处被使用wher

23、e？ 产品用在哪里？产品用在哪里？现在或将来还可能在什么地方用？现在或将来还可能在什么地方用？地点还包括空气条件，如高湿度地点还包括空气条件，如高湿度QFD -产品在何时被使用when？ ？ 你发现顾客什么时候用产品？你发现顾客什么时候用产品？现在或将来还可能在什么时候使用？现在或将来还可能在什么时候使用？时间还可能指经常性，如持续性或间隔性时间还可能指经常性，如持续性或间隔性时间也可以指季节时间也可以指季节QFD -为什么顾客选择了这种产品why？为什么用这个产品呢？为什么用这个产品呢？为什么选它呢？为什么选它呢？原因与用途不同原因与用途不同 如：选择塑料垃圾桶因为它开如：选择塑料垃圾桶因为

24、它开启没有声音，工人可以取出饲料而不发出声音，启没有声音，工人可以取出饲料而不发出声音，塑料在室外不易腐烂或生锈塑料在室外不易腐烂或生锈Kano Customer Need ModelDelightedDisgustedAbsentFullyImplementedStakeholder SatisfactionTIMEDegree ofExecutionKano模型KanoKano模型说明了产品质量与客户需求之间的关系模型说明了产品质量与客户需求之间的关系顾客满意顾客满意时间时间不满意不满意基本型要求基本型要求做得很好做得很好没有做没有做期望型要求期望型要求兴奋型要求兴奋型要求 Must Be

25、的需求（绝对要满足的顾客需求）的需求（绝对要满足的顾客需求） -平安抵达平安抵达 -正确的订位正确的订位 -行李与人同时到达行李与人同时到达 Performance的需求（做的越好，顾客越高兴）的需求（做的越好，顾客越高兴） -舒适的座椅舒适的座椅 -好吃的餐点好吃的餐点 -友善的机组服务人员友善的机组服务人员 -行李处理的速度行李处理的速度 -准时抵达准时抵达 Delights（超出预期的；可增加顾客满意度）（超出预期的；可增加顾客满意度） -免费升等免费升等 -个人视听娱乐个人视听娱乐Individual movies and games -生日礼物生日礼物 -电脑的电源供应装置电脑的电源

26、供应装置QFDQFD的瀑布式分解过程的瀑布式分解过程产品产品规划矩阵规划矩阵技术需求技术需求用用户户需需求求工艺工艺/ /质量质量矩阵矩阵控制方法控制方法工工艺艺特特征征零件配置零件配置矩阵矩阵零件特征零件特征技技术术需需求求工艺规划工艺规划矩阵矩阵工艺特征工艺特征零零件件特特征征QFDQFD的核心思想的核心思想v 面向顾客满意面向顾客满意v 源头管理源头管理 质量是设计和制造出来的，而不是检验出来的。质量是设计和制造出来的，而不是检验出来的。v 系统展开系统展开 QFD通过通过“做什么做什么”和和“如何做如何做”把顾客需求、偏把顾客需求、偏好和期望系统地展开到整个产品开发全过程。好和期望系统

27、地展开到整个产品开发全过程。 v 小组协作小组协作 QFD强调建立一个多学科组成的高水平小组是产品强调建立一个多学科组成的高水平小组是产品开发与设计成功的关键。开发与设计成功的关键。 QFD FlowdownCustomer WantsTechnical RequirementsPart CharacteristicsManufacturing ProcessProduction RequirementsManufacturingEnvironmentCustomer WantsProduct FunctionalitySystem CharacteristicsDesign Alternat

28、ivesSoftwareEnvironmentCustomer WantsService RequirementsService ProcessesProcess ControlsServiceEnvironmentFlowdown Relates the Houses to Each OtherBuilding the House of Quality1.Identify Customer Attributes2.Identify Design Attributes / Requirements3.Relate the customer attributes to the design at

29、tributes.4.Conduct an Evaluation of Competing Products.5.Evaluate Design Attributes and Develop Targets.6.Determine which Design Attributes to Deploy in the Remainder of the Process.1. Identify Customer AttributesThese are product or service requirements IN THE CUSTOMERS TERMS. Market Research;Surve

30、ys;Focus Groups.“What does the customer expect from the product?”“Why does the customer buy the product?”Salespeople and Technicians can be important sources of information both in terms of these two questions and in terms of product failure and repair.OFTEN THESE ARE EXPANDED INTO Secondary and Ter

31、tiary Needs / Requirements.Focus Group 灵活调动小组成员的积极性 处理好两类人：过分积极发言的人 沉默寡言的人 注意不要离题太远 Need 1Need 2Need 3Need 4Need 5Need 6Need 7Key Elements - “Whats”Voice of the CustomerWhatsvWhat Does The Customer WantvCustomer Needs5534241Key Elements: Customer RequirementsVoice of the CustomerVoice of the Custome

32、rvHow Important the Whats are TO THE CUSTOMERvCustomer Ranking of their NeedsCustomer ImportanceNeed 1Need 2Need 3Need 4Need 5Need 6Need 72. Identify Design Attributes.Design Attributes are Expressed in the Language of the Designer / Engineer and Represent the TECHNICAL Characteristics (Attributes)

33、that must be Deployed throughout the DESIGN, MANUFACTURING, and SERVICE PROCESSES.These must be MEASURABLE since the Output will be Controlled and Compared to Objective Targets.The ROOF of the HOUSE OF QUALITY shows, symbolically, the Interrelationships between Design Attributes.HOW 1HOW 2HOW 3HOW 4

34、HOW 5HOW 6HOW 7Key Elements - “Hows”Satisfying Customer NeedsHow Do You Satisfy the Customer Whats Product RequirementsTranslation For ActionXsHowsWHATSHOWSNeed 1Need 2Need 3Need 4Need 5Need 6Need 75534241Information Correlation MatrixvImpact Of The Hows On Each OtherStrong PositivePositiveNegativeS

35、trong NegativeCorrelation MatrixNeed 1Need 2Need 3Need 4Need 5Need 6Need 75534241HHHHLMMMMMMLLLLLHOW 1HOW 2HOW 3HOW 4HOW 5HOW 6HOW 757 41 48 13 50 6 213 lbs12 in.3 mils40 psi38 atm1 mmConflict ResolutionConflict Resolution3.Relating Customer & Design AttributesSymbolically we determine whether t

36、here is NO relationship, a WEAK one, MODERATE one, or STRONG relationship between each Customer Attribute and each Design Attribute.The PURPOSE is to determine whether the final Design Attributes adequately cover Customer Attributes.LACK of a strong relationship between A customer attribute and any

37、design attribute shows that the attribute is not adequately addressed or that the final product will have difficulty in meeting the expressed customer need.Similarly, if a design attribute DOES NOT affect any customer attribute, then it may be redundant or the designers may have missed some importan

38、t customer attribute.Key Elements: RelationshipvStrength of the Interrelation Between the Whats and the Hows vHStrong9vMMedium3vLWeak1vTransfer FunctionvY = f(X)HHHHLMMMMMMLLLLLRelationshipsNeed 1Need 2Need 3Need 4Need 5Need 6Need 75534241HOW 1HOW 2HOW 3HOW 4HOW 5HOW 6HOW 7Untangling The Web4. Add M

39、arket Evaluation & Key Selling PointsThis step includes identifying importance ratings for each customer attribute AND evaluating existing products / services for each of the attributes.Customer importance ratings represent the areas of greatest interest and highest expectations AS EXPRESSED BY

40、THE CUSTOMER.Competitive evaluation helps to highlight the absolute strengths and weaknesses in competing products.This step enables designers to seek opportunities for improvement and links QFD to a companys strategic vision and allows priorities to be set in the design process.HHHHLMMMMMMLLLLL3452

41、532Key Elements :CompletenessvAre All The Hows CapturedvIs A What Really A HowNeed 1Need 2Need 3Need 4Need 5Need 6Need 75534241HOW 1HOW 2HOW 3HOW 4HOW 5HOW 6HOW 757 41 48 13 50 6 21Have We Captured The Hows5. Evaluate Design Attributes of Competitive Products & Set Targets.This is USUALLY accomp

42、lished through in-house testing and then translated into MEASURABLE TERMS. The evaluations are compared with the competitive evaluation of customer attributes to determine inconsistency between customer evaluations and technical evaluations. For example, if a competing product is found to best satis

43、fy a customer attribute, but the evaluation of the related design attribute indicates otherwise, then EITHER the measures used are faulty, OR else the product has an image difference that is affecting customer perceptions. On the basis of customer importance ratings and existing product strengths an

44、d weaknesses, TARGETS and DIRECTIONS for each design attribute are set.364536451615M99124553257 41 48 13 50 6 21Key Elements: Technical ImportanceRanking The HOWSRanking The HOWSvWhich Hows are KeyvWhere Should The Focus Liev“CI” = “Customer Importance”v“Strength” is measured on a 9, 3, 1, 0 ScaleTe

45、chnical ImportanceTI = S Scolumn(CI *Strength)CINeed 1Need 2Need 3Need 4Need 5Need 6Need 7534241HOW 1HOW 2HOW 3HOW 4HOW 5HOW 6HOW 7 6. Select Design Attributes to be Deployed in the Remainder of the ProcessThis means identifying the design attributes that:have a strong relationship to customer needs

46、, have poor competitive performance, or are strong selling points.These attributes will need to be DEPLOYED or TRANSLATED into the language of each function in the design and production process so that proper actions and controls are taken to ensure that the voice of the customer is maintained.Those

47、 attributes not identified as critical do not need such rigorous attention.Using the House of QualityThe voice of the customer MUST be carried THROUGHOUT the production process.Three other “houses of quality” are used to do this and, together with the first, these carry the customers voice from its

48、initial expression, through design attributes, on to component attributes, to process operations, and eventually to a quality control and improvement plans.In Japan, all four are used. The tendency in the West is to use only the first one or two.CustomerAttributesDesign Attributes1234DesignAttribute

49、sComponent AttributesComponentAttributesProcess OperationsProcessOperationsQuality Control PlanThe Hows at One Level Become the Whats at the Next Level The Four Houses of QualityThe Cascading Voice of the CustomerNOTES: “Design Attributes” are also called “Functional Requirements”“Component Attribut

50、es” are also called “Part Characteristics”“Process Operations” are also called “Manufacturing Processes” and the “Quality Control Plan” refers to “Key Process Variables.WHATSHOWSXYCritical to QualityCharacteristics(CTQs)Key ManufacturingProcessesKey Process VariablesPoints to RemembernThe process ma

51、y look simple, but requires effort.The process may look simple, but requires effort.nMany entries look obvious-after they are written down.Many entries look obvious-after they are written down.nIf there are no “tough spots” the first time: It probably If there are no “tough spots” the first time: It probably isnt Being Done Right! isnt Being Done Right!n Focus on the end-user-customer. Focus on the end-user-customer.nCharts are not the objective. Charts are the means for Charts are not the objective. Charts are the means for achieving the objective. achieving the objective.n Find reasons