设计质量管理(一)

设计质量工程off-linequalityengineering理念制造质量工程（on-linequalityengineering）不能解决由于设计的先天不足而导致的产品质量问题；设计对产品质量的影响是根本的和决定性的；Aqualityproductstartswithaqualitydesign.Wedesignqualityintoproduct设计决策既要考虑产品最大限度地满足客户的需求，又要保证产品的可制造性,DFX(DFA、DFM、DFC)内容设计过程质量管理三次设计质量功能配置设计质量工程

off-linequalityengineering设计过程-阶段划分阶段划分策划（筹资、调研、构思）样品设计（方案设计、可行性分析、详细设计）样品试制（制造、试验、鉴定）改进设计（设计、试验、鉴定）小批量试制（工艺和供应准备）批量投产（技术指导）设计过程-质量管理设计评审功能、性能（消除多余功能和过剩的性能）可制造性（加工、检验、装配）经济性（制造和使用的经济性）环境友好性（安全、可靠、无污染）可维修性设计过程-并行工程传统的设计过程传统的设计过程，设计和制造是串行关系设计者设计产品，throwthedesignoverthewall，制造者制造产品，设计者和制造者在空间上是分离的设计者和制造者也存在观念上的分歧制造者没有被邀请参与设计决策或是忙于处理各种问题矛盾在于越是不参与前期的设计，就会面对更多和设计关联的的问题（加工困难、采购困难）由于设计决策没有其他部门的参与，这个过程如果出现错误将导致生命周期成本上升和设计变更增加设计关注：是否实现了产品功能销售关注：是否好卖财务关注:是否赚钱制造者：是否能造出来设计过程-并行工程概念在产品设计的早期，采用团队工作方式，考虑用户、制造、财务、市场等诸多因素对设计的影响CE（concurrentengineering）是设计过程的变革任务：决定产品的特征分析产品功能改进产品可制造性、可使用性设计制造过程考虑工人、供应商的能力生产策略（批量、准备时间）好处更好地满足客户需求的产品设计产品是可以实现的（考虑到制造商和供应商的实际）缩短新产品开发时间减少了产品在生产和使用过程中的问题工具QFD群决策设计过程-DFMADFMA-面向制造和装配的设计理念：使得设计者可以预知制造及装配时会产生的问题，并在设计中避免目标：简化制造工艺、降低直接和间接制造成本、改善质量可制造性问题：使用的材料材料成型方法加工工艺机床刀具质量控制方法和工具方法：设计公理、设计指南工具：虚拟设计、虚拟现实、数字化样机（几何样机、功能样机、性能样机）设计过程-DFMA设计公理满足目标市场对质量和成本的需要避免将孔设计在金属件的弯折处孔的尺寸尽量和标准钻的尺寸一致避免锐边、避免应力集中设计过程-DFMADFM指导原则目的：改善产品的可制造性（manufacturability）内容MinimizeNumberofPartsEliminateAdjustmentEliminateScrewsandOtherFastenersUseStandardPartsEliminatetheneedforSpecialJigsandTools设计过程-DFMADFA指导原则目标：简化装配过程内容配合件易于配合用于质量控制测试的零件易于拆卸用于维护的轴和销易于拆卸易于润滑保养零件的安装尽量避免产品翻转、旋转避免撞击、划伤其他零件为完成装配任务的工具留有足够地空间三次设设计概念日本学学者Taguchi提出出的一一种质质量设设计方方法内容包包括系统设设计方案和和结构构设计计参数设设计用实验验设计计的方方法确确定系系统中中参数数的最最佳组组合容差设设计确定设设计参参数允允许的的波动动范围围三次设设计-系统统设计计概念系统设设计一一般指指样机机设计计以前前的工工作，，系统统设计计运用用专业业技术术对产产品的的结构构、性性能、、寿命命、运运动、、材料料等进进行设设计以以满足足用户户需求求关键丰富的的专业业知识识和经经验掌握技技术情情报方案的的技术术经济济评价价无法明明确参参数和和产品品质量量之间间的相相互作作用三次设设计-参数数设计计基本思思想可以用用给社社会和和用户户带来来的损损失多多少来来衡量量产品品质量量的高高低，，损失失越小小质量量越高高。Taguchi认为为：一一个刚刚好位位于规规范内内的产产品和和刚好好位于于规范范外的的产品品没有有实质质性的的区别别；而而位于于目标标值处处的产产品和和位于于边界界附近近的产产品的的质量量有明明显不不同。。因此此，质质量损损失和和偏离离目标标值的的距离离的平平方成成比例例。损失可以用用函数表示示三次设计-参数设计计质量损失函函数因此参数设设计的目标标就是减少少质量损失失三次设计-参数设计计正交试验设设计试验指标：：衡量试验验结果好坏坏的特征量量参数（因子子）：影响响试验结果果的实验条条件，分为为可控参数数和不可控控参数水平：参数数变化的各各种状态举例左边是评价价燃油经济济性（百公公里耗油量量）的单指指标试验设设计共有五个参参数：化油油器、排气气量、驱动动方式、轮轮胎压力、、速度共有两级参参数水平（（即每个参参数有两种种变化）可控参数和和不可控参参数完全试验是是32次，，考虑所有有组合三次设计-参数设计计正交试验设设计正交表举例例7个参数，，2级水平平，完全试试验是128次通过试验设设计后，试试验的数量量为8次这样可以在在不影响得得出正确结结果的前提提下，减少少试验的成成本正交表中试试验点均匀匀分散，能能够得到较较优的试验验结果正交表特征征每一列数字字出现次数数相同任意两列数数字对出现现次数相同同正交表分类类同水平正交交表：参数数取值水平平相同混合正交表表：参数取取值水平不不同列号试验号.12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112三次设计-参数设计计正交试验举举例零件镗孔工工序质量不不稳定，内内径偏差较较大，用正正交试验寻寻找较优的的工艺参数数试验指标是是孔内径的的偏差量（（单指标））工艺参数：：切削速度度、刀具数数量、刀具具种类、走走刀量参数水平：：三级三次设计-参数设计计正交试验举举例参数表正交试验表表三次设计-参数设计计正交试验举举例试验结果分分析极差衡量各各个参数对对指标的影影响程度较优的产品品组合2321三次设计-参数设计计信噪比设计计（健壮设设计）Signal：过程程的输出（（平均值））Noise：输出的的变异（标标准差）S/N=平平均值/标标准差作用：评估估试验的结结果设计的目标标是通过减减少变异稳稳定过程的的输出三次设计-参数设计计举例一个矩形的的框架，a,b分分别是厚度度和内圆角角半径，在在对角受到到向外拉的的力F，，G产品的使用用性能可以以用角变形形e来衡量量两个因素:a,b两个因素水水平a=50,80b=10,15完全试验个个分成4组组每组各作20次试验验信号是过程程的输（平平均值）噪音是输出出的变异（（标准差））参数a影响响了输出，，需要取较较小的值参数b影响响了输出的的变异，需需要取较大大的值三次设计-容差设计计在参数设计计的基础上上，确定各各参数最合合适的公差差；在质量和成成本之间寻寻求平衡；；对产品性能能影响大而而成本较低低的零部件件，公差取取小；对产品性能能指标影响响不大而成成本较低的的零部件，，公差放宽宽。QFD-概概念和应用用概念是用于设计计过程中的的一种规划划、交流、、文档化的的技术方法法是一种结构构化的过程程：定义客客户需求；；将客户需需求映射到到产品特征征；将产品品特征映射射到制造过过程怎样确定顾顾客需求怎样使得设设计者和生生产者关注注顾客需求求应用Mitsubishi’sKobeShipyard1973Toyota1978,Ford1983GM,P&G,HP,AT&T,DEC,ChryslerQFD-方方法方法通过市场调调查获取用用户需求用矩阵图解解的方法将将顾客需求求配置到产产品开发的的各个过程程和部门协调各部门门的工作以以保证最终终的产品能能够满足顾顾客的需求求QFD-需需求获取KANO模模型需求获取反馈询问观察预测QFD-质质量量屋屋（（矩矩阵阵图图））QFD-质质量量屋屋（（举举例例））QFD-阶阶段段划划分分产品品规规划划阶阶段段零件件配配置置阶阶段段工艺规划阶段段工艺/质量控控制规划阶段段QFD-方法法方法通过市场调查