质量功能展开

1、 第五章 质量功效展开 Quality Function Deployment, QFD 质量功能展开第1页本章纲领QFD概述(起源与发展，定义、特点与效果）QFD展开原理（分解模型，分解步骤）质量屋（6个组成部分）QFD案例分析质量功能展开第2页质量杠杆图质量杠杆技术开发产品设计工艺设计返修故障质量提升成本下降生产过程质量改进降低过程波动质量控制降低波动简单行可靠性可检验性质量质量功能展开第3页质量管理工具对质量影响QFDPDPCFMFA返修质量提升成本下降SPC1:1001:11:10001:10质量质量功能展开第4页 质量功效展开于七十年代初起源于日本，进入八十年代以后逐步得到欧美各发达

2、国家重视并得到广泛应用。当前，QFD已成为先进生产模式及并行工程(Concurrent Engineering, CE)环境下质量确保最热门研究领域。它强调从产品设计开始就同时考虑质量确保要求及实施质量确保办法，是CE环境下面向质量设计(Design For Quality, DFQ)最有力工具，对企业提升产品质量、缩短开发周期、降低生产成本和增加用户满意程度有极大帮助。 一、 质量功效展开起源与发展质量功能展开第5页 丰田企业于70年代采取了QFD以后，取 得了巨大经济效益，其新产品: 开发成本下降了61%， 开发周期缩短了1/3， 产品质量也得到了对应改进。质量功能展开第6页世界上著名企业

3、如: 福特企业、 通用汽车企业、 克莱思勒企业、 惠普企业、 麦道企业、 施乐企业、 电报电话企业、都相继采取了QFD。质量功能展开第7页效果从QFD产生到现在二十年来，其应用已包括汽车、家用电器、服装、集成电路、合成橡胶、建筑设备、农业机械、船舶、自动购货系统、软件开发、教育、医疗等各个领域。开发周期 3060%成本 2040%设计更改变动次数 4060%质量功能展开第8页二、 质量功效展开原理1、定义 一个立足于产品开发过程中最大程度地满足用户需求系统化，用户驱动式质量确保方法。质量功能展开第9页QFD特点：用户驱动（从需求入手）用户需求包括到产品，工艺及制造过程。多部门协同工作，共同满足

4、用户需要。面向质量设计最有效工具利用质量屋将用户需求逐步分解至产品生命周期各个步骤。质量功能展开第10页2、QFD瀑布式分解模型 因为产品开发普通要经过产品规划、零部件展开、工艺计划、生产计划四个阶段。所以，有必要对四个阶段质量功效进行展开。依据下一道工序就是上一道工序用户原理，各个开发阶段均可建立质量屋，且各阶段质量屋内容有内在联络。质量功能展开第11页产品计划零件配置工艺计划工艺/质量计划技术要求零件特征工艺步骤工艺/质量控制参数用户需求转换质量功能展开第12页 严格地说，QFD只是一个思想，一个产品开发管理和质量确保方法论。对于怎样将用户需求一步一步地分解和配置到产品开发各个过程中，还没

5、有固定模式和分解模型，能够依据不一样目标按照不一样路线、模式和分解模型进行分解和配置。 质量功能展开第13页 经典QFD瀑布式分解模型示意图 (四阶段)关键工艺/质量控制参数产品规划矩阵用户需求产品技术需求零件规划矩阵产品技术需求关键零件特征工艺/质量控制矩阵关键工艺步骤工艺规划矩阵关键零件特征关键工序质量功能展开第14页3、几个经典QFD瀑布式分解模型1） 分解为5个质量屋矩阵； 子系统详细技术要求供给商详细技术要求系统详细技术要求制造过程详细技术要求零件详细技术要求用户需求质量功能展开第15页2） 按用户需求 （分解为5个质量屋矩阵） 技术需求(主要、困难和新性能技术要求） 子系统/零部件

6、特征(主要、困难和新子系统/零部件技术要求) 制造过程需求(主要、困难和新制造过程技术要求) 统计过程控制(主要、困难和新过程控制参数)。 质量功能展开第16页3）按用户需求 （分解为4个质量屋矩阵） 产品需求 零件特征 工艺步骤 工艺及质量控制参数。质量功能展开第17页4） 按用户需求（分解为6个质量屋矩阵） 工程技术特征 应用技术 制造过程步骤 制造过程质量控制步骤 在线统计过程控制 成品技术特征，质量功能展开第18页三、QFD分解步骤 用户需求是QFD最基本输入。用户需求获取是QFD实施中最关键也是最困难工作。要经过各种先进方法、伎俩和渠道搜集、分析和整理用户各种需求，并采取数学方式加以

7、描述。 质量功能展开第19页1.确定用户需求 由市场研究人员选择合理用户对象，利用各种方法和伎俩，经过市场调查，全方面搜集用户对产品种种需求，然后将其总结、整理并分类，得到正确、全方面用户需求以及各种需求权重(相对主要程度)。在确定用户需求时应防止主观想象，注意全方面性和真实性。 质量功能展开第20页2.产品规划 产品规划矩阵结构在QFD中非常主要，满足用户需求第一步是尽可能准确地将用户需求转换成为经过制造能满足这些需求物理特征。 产品规划主要任务是将用户需求转换成设计用技术特征。并依据用户需求竞争性评定和技术需求竞争性评定，确定各个技术需求目标值。 质量功能展开第21页QFD在产品规划过程中

8、要完成任务 完成从用户需求到技术需求转换； 从用户角度对市场上同类产品进行评定； 从技术角度对市场上同类产品进行评定； 确定用户需求和技术需求关系及相关程度； 分析并确定各技术需求相互之间制约关系； 确定各技术需求目标值。 质量功能展开第22页3.产品设计方案确定 依据上一步所确定产品技术需求目标值，进行产品概念设计和初步设计，并优选出一个最正确产品整体设计方案。这些工作主要由产品设计部门及其工作人员负责，产品生命周期中其它各步骤各部门人员共同参加，协同工作。 质量功能展开第23页4.零件规划 基于优选出产品整体设计方案，并按照在产品规划矩阵所确定产品技术需求，确定对产品整体组成有主要影响关键

9、部件/子系统及零件特征，利用失效模型及效应分析(FMEA)、故障树分析(FTA)等方法对产品可能存在故障及质量问题进行分析，方便采取预防办法。 质量功能展开第24页5.零件设计及工艺过程设计 依据零件规划中所确定关键零件特征及已完成产品初步设计结果等，进行产品详细设计，完成产品各部件/子系统及零件设计工作，选择好工艺实施方案，完成产品工艺过程设计，包含制造工艺和装配工艺。 质量功能展开第25页6.工艺规划 经过工艺规划矩阵，确定为确保实现关键产品特征和零部件特征所必须给以确保关键工艺步骤及其特征，即从产品及其零部件全部工序中选择和确定出对实现零部件特征含有主要作用或影响关键工序，确定其关键程度

10、。质量功能展开第26页7.工艺/质量控制 经过工艺/质量控制矩阵，将关键零件特征所对应关键工序及工艺参数转换为详细工艺/质量控制方法，包含控制参数、控制点、样本容量及检验方法等。质量功能展开第27页5.2 质量屋 质量屋(House of Quality, HOQ) 概念是由美国学者J. R. Hauser和Don Clausing在1988年提出。质量屋也称质量表，是一个形象直观二元矩阵展开图表。以下给出是在综合国外各种形式质量屋基础上，结合我国国情。在大量工程应用中含有良好性质质量屋。其基本结构要素以下： 质量功能展开第28页质量屋关键内容是需求转换，其结构框架，就是用质量屋形式经过一系列

11、矩阵表，量化分析用户需求与产品规划、设计、制造等要求之间关系。质量屋是建立质量机能展开系统基本工具，是质量机能展开方法精华。质量功能展开第29页屋顶用户需求技术评定竞争分析关系矩阵技术特征质量屋质量功能展开第30页关系矩阵竞争分析技术特征用户需求技术评定屋顶技术评定左墙右墙天花板质量屋结构地下室质量功能展开第31页（1）左墙-Whats矩阵，表示需求什么？包含用户需求及其主要度（权重），使质量屋什么 用户需求：由用户确定产品或服务特征。 主要度（权重值）：用户对其需求进行定量评分，以表明各项需求对用户到底有多主要。质量功能展开第32页（2）天花板-Hows矩阵，表示针对需求，怎样去做，是技术需

12、求（产品特征或工程办法），是质量屋“怎样”。（3）房间相互关系矩阵，表示用户需求和技术需求之间关系。（4）屋顶Hows（技术需求）相互关系矩阵，表示Hows矩阵内各项目标并联关系。质量功能展开第33页（5）右墙评价矩阵，竞争性比较，使用户竞争性评定，从用户角度评定产品在市场上竞争力。关系矩阵竞争分析技术特征用户需求技术评定屋顶技术评定质量功能展开第34页 (6)地下室技术竞争能力评定矩阵质量功能展开第35页一、质量屋结构（部分） 绝对权度Wi绝对权度Wai主要度Ii销售点Si改进百分比Ri目标T本企业U企业A零件特征np零件特征4零件特征3零件特征2零件特征1屋顶用户需求4用户需求3用户需求2

13、r11用户需求1用户需求 Ci竞争分析企业Br12r13r14r21r22r23r24r2npr1npr31r41rnc1 用户需求ncrnc2rnc3 rnc4rnc np r32r33r34r3npr4npr42r43r44质量功能展开第36页质量屋结构（技术评定部分）技术指标值相对主要程度Tj主要程度Tai本企业企业B企业A技术评定零件特征np零件特征4零件特征3零件特征2零件特征1屋顶竞争分析r11用户需求1用户需求 Cir12r13r14r1nprnc1 用户需求ncrnc2rnc3 rnc4rnc np 质量功能展开第37页质量功能展开第38页质量屋内容一个完整质量屋包含6个部分。

14、1.用户需求及其权重，即质量屋“什么(What)”。2.技术需求(最终产品特征)，即质量屋“怎样(How)3.关系矩阵，即用户需求和技术需求之间相关程度关系矩阵。4.竞争分析，站在用户角度，对本企业产品和市场上其它竞争者产品在满足用户需求方面进行评定。5.技术需求相关关系矩阵，质量屋屋项。6.技术评定，对技术需求进行竞争性评定，确定技术需求主要度和目标值等。质量功能展开第39页6258955969087629095在开发过程中大量应用质量确保伎俩33272850457110010053318385质量功效配制产品故障模式与影响分析工艺故障模式与影响分析故障树分析试验设计试验评定统计工艺控制质量

15、圈产品评定系统评定波卡约基占企业百分比普通企业优质企业主要应用领域开发过程生产过程质量功能展开第40页确定要求概念开发详细设计制造系统概念开发工序设计服务与支持QFDQFD、DFM和PDCAQFD、产品FMEA田口方法和DFMQFD、 PDCA和工序FMEAQFD、 工序FMEA、田口方法、过程能力统计过程设计PDCA产品开发中普遍采取并行工程技术和方法质量功能展开第41页二、质量屋中参数配置及计算 下面以产品规划矩阵为例说明质量屋中参数配置及计算。 质量功能展开第42页1.用户需求及权重首先，对用户需求按照性能(功效)、可信性(包含可用性、可靠性和维修性等)、安全性、适应性、经济性(设计成本

16、、制造成本和使用成本)和时间性(产品寿命和及时交货)等进行分类，并依据分类结果将获取用户需求直接配置至产品规划质量屋中对应位置。然后，对各需求按相互间相对主要度进行标定。详细可采取19数字分10个级别标定各需求主要度。数值越大，说明主要度越高；反之，说明主要度低。 质量功能展开第43页2.技术需求在配置技术需求时，应注意满足以下三个条件：(1)针对性，即技术需求要针对所配置用户需求。(2)可测量性。为了便于实施对技术需求控制，技术需求应可测定。(3)宏观性。技术需求只是为以后产品设计提供指导和评价准则，而不是详细产品整体方案设计。对于技术需求，要从宏观上以技术性能形成来描述。 质量功能展开第4

17、4页3.关系矩阵 关系矩阵中nc和np分别指是用户需求和技术需求个数，rij(i=1,2,3, nc；j=1,2,3, np)指是第i个用户需求与第j个技术需求之间相关程度值。 关系矩阵普通用“、和”表示，它们分别对应数字“9，3和1”，没有表示无关系，质量功能展开第45页4.竞争分析经过对其它企业情况以及本企业现实状况进行分析，并依据用户需求主要程度以及对技术需求影响程度等，确定对每项用户需求是否要进行技术改进以及改进目标。竞争能力用15五个数字表示，1表示最差，5表示最好。然后依据本企业现实状况和改进目标计算出对用户需求改进程度(百分比)，最终，再依据改进程度、主要性等计算出用户需求权重(

18、绝对值和百分比)。 质量功能展开第46页销售考虑Si销售考虑Si用于评价产品改进对销售情况影响。比如，我们能够用1.5，1.2，1.0来描述销售考虑Si。当Si=1.5时，指产品改进对销售量提升影响显著；当Si=1.2时，指产品改进对销售量提升影响中等；当Si=1.0时，指产品改进对销售量提升无影响。质量改进必须考虑其经济性问题。质量功能展开第47页竞争分析配置计算过程中各项计算公式改进百分比Ri=改进目标Ti/本企业现实状况Ui (5-1) 绝对权重Wai=改进百分比Ri 主要度Ii重点分Si (5-2) 相对权重Wi= (Iai / Iai )100% (5-3) i表示用户需求编号。 质

19、量功能展开第48页5.技术评定 技术评定配置主要是完成对各技术需求技术水平及其主要性计算与评定。其任务之一是经过与相关外企业情况比较，评定本企业所提出这些技术需求现有技术水平；任务之二是利用竞争分析结果和关系矩阵中信息，计算各项技术需求主要程度(绝对值和百分比)，方便作为制订技术需求详细技术指标或参数依据。 质量功能展开第49页技术需求主要程度按下面两式计算：主要程度Taj绝对值=rijIi (5-4)主要程度Taj 相对值= (Taj / Taj )100% (5-5)其中i表示用户需求编号，j表示技术需求编号， rij是关系矩阵值， Ii 是用户需求权重。 质量功能展开第50页质量屋结构（

20、技术评定部分）技术指标值相对主要程度Tj主要程度Tai本企业企业B企业A技术评定零件特征np零件特征4零件特征3零件特征2零件特征1屋顶竞争分析r11用户需求1用户需求 Cir12r13r14r1nprnc1 用户需求ncrnc2rnc3 rnc4rnc np 质量功能展开第51页6.屋顶屋顶表示出了各技术需求之间相互关系，这种关系表现为三种形式：无关系、正相关和负相关。屋顶中内容不需要计算，普通只是用单圆圈表示正相关，用符号X表示负相关，标注到质量屋屋顶对应项上，作为确定各技术需求详细技术参数参考信息。 质量功能展开第52页质量功能展开第53页减速箱是机械传动中很惯用一个装置，它质量能够影响

21、到整个设备工作情况。下面以减速箱为例，说明QFD在其设计质量控制中应用。5.5 QFD在减速箱研制过程中应用质量功能展开第54页一、用户需求经过调查、分析和整理后减速箱用户需求如图所表示。4功效要求经济性可靠性9结 构性 能价 格外形尺寸小承载能力大密封性好速度改变小振动噪声低价格适中传动效率高维修方便安全可靠使用寿命长效 率无故障性耐用性维修性55686987维修性质量功能展开第55页用户需求该用户需求用类似系统图树形结构，图中将用户需求按减速箱功效、经济性、可靠性和维修性分成四大类，每一类又有对应要求指标。最终一级需求前数字表示用户需求主要程度，即权重，它也是经过市场调查、分析并经过式(5

22、-1)、(5-2)和(5-3)计算得到。Ri=Ti/Ui (5-1) Wai=Ri Ii Si (5-2) Wi= (Iai / Iai )100% (5-3) 质量功能展开第56页二、产品规划结构产品规划矩阵主要步骤（6个）：1.用户需求到产品技术需求转换在将用户转换成产品技术需求时，要注意所选技术特征要含有针对性、可测量性和全局性。质量功能展开第57页2.关系矩阵确定技术需求和用户需求之间关系程度是不一样，即某项技术需求对用户需求影响程度是不一样，要将技术需求和用户需求之间关系亲密程度用量化指标表示出来。质量功能展开第58页3.关系矩阵评审检验关系每一行和每一列，看是否有空行或空列存在。假

23、如某一行无关系符号或只有“弱”关系，则表示已经有技术需求没有足够地满足用户需求，应补充新技术需求。假如某一列无关系符号或只有“弱”关系，则意味着其对应技术需求是多出，应给予剔除。普通填充率应大于25%-40%。质量功能展开第59页4.用户竞争评定 用户竞争评定是从用户角度对本企业产品和竞争者产品满足他们需求方面评定。普通将用户对某类产品满意程度用量化指标表示，分为5个等级，分别用数字1-5表示。5表示满意程度最高，1表示最不满意。方便确定本企业产品销售重点。“”表示其它企业。“”表示本企业。质量功能展开第60页5.技术竞争评定技术竞争评定是QFD产品规划矩阵是主要部分，它包含技术需求目标值确实

24、定、技术竞争评定和技术需求主要度计算。质量功能展开第61页(1) 技术竞争评定 因为各技术需求采取测量单位不一样，为了便于评定，要将它们转换成统一规范，普通也用数字1-5表示技术竞争评定级别，分别表示其它企业和本企业产品在市场中竞争能力大小。5表示最好，1表示最差。质量功能展开第62页(2) 技术需求目标值确定 产品技术指标普通可分三类，一是越大越好，如传动效率、承载能力和使用寿命等，就要对它们要求下限值；二是越小越好，如外形尺寸、速度改变范围和噪声等，要对这些指标要求上限值。质量功能展开第63页(3) 技术需求主要度计算技术需求主要度计算采取下式计算。主要程度绝对值 Taj=rijIi主要程

25、度相对值Tj = (Taj / Taj )100%其中 i 表示用户需求编号， j 表示技术需求编号， rij 是关系矩阵值， Ii 是用户需求权重。 质量功能展开第64页(4) 技术需求之间关系确定(屋顶) 各技术需求之间关系用符号“和X”表示，分别表示技术需求之间正相关和负相关。比如“外形尺寸”和“承载能力”是负相关，意味着增大承载能力则可能增加外形尺寸。 又如“可靠性”和“使用寿命”是正相关，意味着可靠性和提升也同时延长了使用寿命。质量功能展开第65页6.下一级展开技术需求选择 开发QFD矩阵主要是为了促使企业同用户进行接触，了解他们需求，同时帮助企业在有限资源约束下确定零件规划阶段技术需求以使用户满意度最大。普通来说，无须选择太多技术需求项进入下一阶段展开。选择进入下一阶段展开技术需求时，标准上是依据以上所计算技术需求主要程度进行，选择一些主要度大技术需求进入下一阶段展开。质量功能展开第66页三、零件规划 零件规划矩阵仅包含了矩阵几个基本组成部分，即技术需求、关键零件特征、关系矩阵和关键零件特征目标值。 零件规划矩阵开发过程同产品规划矩阵基本相同。值得注意是：因为QFD分解过程同产品设计相关过程是并行交叉进行，关键零件特征只有在产品设计方案确定之后才能确定。所以，在进行零件规划之前先应选择能满足用户需求产品最正确设计方案。质量功能展开第67页减速箱零件规划矩阵