质量功能展开课件

品質功能展開

§5.1品質功能展開的起源與發展

品質功能展開(QualityFunctionDeployment,QFD)是一種立足於在產品開發過程中最大限度地滿足顧客需求的系統化、用戶驅動式品質保證方法。品質功能配置(863);品質功能部署

品質功能展開於七十年代初起源於日本，進入八十年代以後逐步得到歐美各發達國家的重視並得到廣泛應用。目前，QFD已成為先進生產模式及並行工程(ConcurrentEngineering,CE)環境下品質保證最熱門的研究領域。它強調從產品設計開始就同時考慮品質保證的要求及實施品質保證的措施，是CE環境下麵向品質設計(DesignForQuality,DFQ)的最有力工具，對企業提高產品品質、縮短開發週期、降低生產成本和增加顧客的滿意程度有極大的幫助。

豐田公司於70年代採用了QFD以後，取得了巨大的經濟效益，其新產品:

開發成本下降了61%，開發週期縮短了1/3，產品品質也得到了相應的改進。世界上著名的公司如:

福特公司、通用汽車公司、克萊思勒公司、惠普公司、麥道公司、施樂公司、電報電話公司、都相繼採用了QFD。從QFD的產生到現在二十年來，其應用已涉及汽車、家用電器、服裝、積體電路、合成橡膠、建築設備、農業機械、船舶、自動購貨系統、軟體開發、教育、醫療等各個領域。開發週期30—60%成本20—40%設計更改變動次數40—60%技術開發產品設計工藝設計返修故障品質提高成本下降生產過程1:1001:11:10001:10品質§5.2品質功能展開原理

目前尚一個沒有統一的QFD定義。但對QFD的一些認識是共同的。

一、QFD的定義

1.QFD的最顯著的特點是要求企業不斷地傾聽顧客的意見和需求，並通過合適的方法、採取適當的措施在產品形成的全過程中予以體現這些需求。

2.QFD是在實現顧客需求的過程中，幫助在產品形成過程中所涉及到的企業各職能部門制訂出各自相應的技術要求的實施措施，並使各職能部門協同地工作，共同採取措施保證和提高產品品質。

3.QFD的應用涉及了產品形成全過程的各個階段，尤其是產品的設計和生產規劃階段。被認為是一種在產品開發階段進行品質保證的方法。

二、QFD瀑布式分解模型

實施QFD的關鍵是將顧客需求分解到產品形成的各個過程，將顧客需求轉換成產品開發過程具體的技術要求和品質控制要求。通過對這些技術和品質控制要求的實現來滿足顧客的需求。產品計畫零件配置工藝計畫工藝/品質計畫技術要求零件特性工藝步驟工藝/品質控制參數用戶需求轉換

嚴格地說，QFD只是一種思想，一種產品開發管理和品質保證的方法論。對於如何將顧客需求一步一步地分解和配置到產品開發的各個過程中，還沒有固定的模式和分解模型，可以根據不同目的按照不同路線、模式和分解模型進行分解和配置。

典型的QFD瀑布式分解模型示意圖

關鍵工藝/品質控制參數產品規劃矩陣顧客需求產品技術需求零件規劃矩陣產品技術需求關鍵零件特性工藝/品質控制矩陣關鍵工藝步驟工藝規劃矩陣關鍵零件特性關鍵工序幾種典型的QFD瀑布式分解模型1.分解為5個品質屋矩陣；

子系統詳細技術要求供應商詳細技術要求系統詳細技術要求製造過程詳細技術要求零件詳細技術要求顧客需求QFD瀑布式分解模型2.按顧客需求（分解為5個品質屋矩陣）

→技術需求(重要、困難和新的性能技術要求）

→子系統/零部件特性(重要、困難和新的子系統/零部件技術要求)→製造過程需求(重要、困難和新的製造過程技術要求)

→統計過程控制(重要、困難和新的過程控制參數)。

QFD瀑布式分解模型3.按顧客需求（分解為4個品質屋矩陣）

→產品需求

→零件特性

→工藝步驟

→工藝及品質控制參數。QFD瀑布式分解模型4.按顧客需求（分解為6個品質屋矩陣）

→工程技術特性

→應用技術

→製造過程步驟

→製造過程品質控制步驟

→線上統計過程控制

→成品的技術特性，三、QFD的分解步驟

顧客需求是QFD最基本的輸入。顧客需求的獲取是QFD實施中最關鍵也是最困難的工作。要通過各種先進的方法、手段和管道搜集、分析和整理顧客的各種需求，並採用數學的方式加以描述。

1.確定顧客的需求

由市場研究人員選擇合理的顧客對象，利用各種方法和手段，通過市場調查，全面收集顧客對產品的種種需求，然後將其總結、整理並分類，得到正確、全面的顧客需求以及各種需求的權重(相對重要程度)。在確定顧客需求時應避免主觀想像，注意全面性和真實性。

2.產品規劃

產品規劃矩陣的構造在QFD中非常重要，滿足顧客需求的第一步是盡可能準確地將顧客需求轉換成為通過製造能滿足這些需求的物理特性。產品規劃的主要任務是將顧客需求轉換成設計用的技術特性。並根據顧客需求的競爭性評估和技術需求的競爭性評估，確定各個技術需求的目標值。

QFD在產品規劃過程中要完成的任務·

完成從顧客需求到技術需求的轉換；·

從顧客的角度對市場上同類產品進行評估；·

從技術的角度對市場上同類產品進行評估；·

確定顧客需求和技術需求的關係及相關程度；·

分析並確定各技術需求相互之間制約關係；·

確定各技術需求的目標值。

3.產品設計方案確定

依據上一步所確定的產品技術需求目標值，進行產品的概念設計和初步設計，並優選出一個最佳的產品整體設計方案。這些工作主要由產品設計部門及其工作人員負責，產品生命週期中其他各環節、各部門的人員共同參與，協同工作。

4.零件規劃

基於優選出的產品整體設計方案，並按照在產品規劃矩陣所確定的產品技術需求，確定對產品整體組成有重要影響的關鍵部件/子系統及零件的特性，利用失效模型及效應分析(FMEA)、故障樹分析(FTA)等方法對產品可能存在的故障及品質問題進行分析，以便採取預防措施。

5.零件設計及工藝過程設計

根據零件規劃中所確定的關鍵零件的特性及已完成的產品初步設計結果等，進行產品的詳細設計，完成產品各部件/子系統及零件的設計工作，選擇好工藝實施方案，完成產品工藝過程設計，包括製造工藝和裝配工藝。

6.工藝規劃

通過工藝規劃矩陣，確定為保證實現關鍵產品特徵和零部件特徵所必須給以保證的關鍵工藝步驟及其特徵，即從產品及其零部件的全部工序中選擇和確定出對實現零部件特徵具有重要作用或影響的關鍵工序，確定其關鍵程度。7.工藝/品質控制

通過工藝/品質控制矩陣，將關鍵零件特性所對應的關鍵工序及工藝參數轉換為具體的工藝/品質控制方法，包括控制參數、控制點、樣本容量及檢驗方法等。§5.3品質屋

品質屋(HouseofQuality,HOQ)的概念是由美國學者J.R.Hauser和DonClausing在1988年提出的。品質屋為將顧客需求轉換為產品技術需求以及進一步將產品技術需求轉換為關鍵零件特性、將關鍵零件特性轉換為關鍵工藝步驟和將關鍵工藝步驟轉換為關鍵工藝/品質控制參數等QFD的一系列瀑布式的分解提供了一個基本工具。屋頂顧客需求技術評估競爭分析關係矩陣技術特性品質屋關係矩陣競爭分析技術特性顧客需求技術評估屋頂一、品質屋結構（部分）

絕對權度Wi絕對權度Wai重要度Ii銷售點Si改進比例Ri目標T本企業U…企業A零件特性np…零件特性4零件特性3零件特性2零件特性1屋頂…顧客需求4顧客需求3顧客需求2…r11顧客需求1顧客需求Ci競爭分析企業Br12r13r14r21r22r23r24r2npr1npr31r41rnc1

……………………顧客需求ncrnc2rnc3

rnc4rnc

np

r32r33r34r3npr4npr42r43r44品質屋結構（技術評估部分）技術指標值相對重要程度Tj重要程度Tai本企業…企業B企業A技術評估零件特性np…零件特性4零件特性3零件特性2零件特性1屋頂競爭分析……r11顧客需求1顧客需求Cir12r13r14r1nprnc1

……………顧客需求ncrnc2rnc3

rnc4rnc

np

品質屋內容一個完整的品質屋包括6個部分。1.顧客需求及其權重，即品質屋的“什麼(What)”。2.技術需求(最終產品特性)，即品質屋的“如何(How)”。3.關係矩陣，即顧客需求和技術需求之間的相關程度關係矩陣。4.競爭分析，站在顧客的角度，對本企業的產品和市場上其他競爭者的產品在滿足顧客需求方面進行評估。5.技術需求相關關係矩陣，品質屋的屋項。6.技術評估，對技術需求進行競爭性評估，確定技術需求的重要度和目標值等。二、品質屋中參數的配置及計算

下麵以產品規劃矩陣為例說明品質屋中參數的配置及計算。

1.顧客需求及權重首先，對顧客需求按照性能(功能)、可信性(包括可用性、可靠性和維修性等)、安全性、適應性、經濟性(設計成本、製造成本和使用成本)和時間性(產品壽命和及時交貨)等進行分類，並根據分類結果將獲取的顧客需求直接配置至產品規劃品質屋中相應的位置。然後，對各需求按相互間的相對重要度進行標定。具體可採用1~9數字分10個級別標定各需求的重要度。數值越大，說明重要度越高；反之，說明重要度低。

2.技術需求在配置技術需求時，應注意滿足以下三個條件：(1)針對性，即技術需求要針對所配置的顧客需求。(2)可測量性。為了便於實施對技術需求的控制，技術需求應可測定。(3)宏觀性。技術需求只是為以後的產品設計提供指導和評價準則，而不是具體的產品整體方案設計。對於技術需求，要從宏觀上以技術性能的形成來描述。

3.關係矩陣

顧客需求與技術需求之間的關係矩陣直觀地說明了技術需求是否適當地覆蓋了顧客需求。如果關係矩陣中相關符號很少或大部分是“弱”相關符號，則表示技術需求沒有足夠地滿足顧客需求，應對它進行修正。關係矩陣中nc和np分別指的是顧客需求和技術需求的個數，rij(i=1,2,3,…,nc；j=1,2,3,…,np)指的是第i個顧客需求與第j個技術需求之間的相關程度值。

4.競爭分析通過對其他企業的情況以及本企業的現狀進行分析，並根據顧客需求的重要程度以及對技術需求的影響程度等，確定對每項顧客需求是否要進行技術改進以及改進目標。競爭能力用1~5五個數字表示，1表示最差，5表示最好。然後根據本企業現狀和改進目標計算出對顧客需求的改進程度(比例)，最後，再根據改進程度、重要性等計算出顧客需求的權重(絕對值和百分比)。

競爭分析配置計算過程中的各項計算公式改進比例Ri=改進目標Ti/本企業現狀Ui

(5-1)

絕對權重Wai=改進比例Ri

×重要度Ii×重點分Si

(5-2)相對權重Wi=(Iai/∑Iai

)×100%(5-3)

i表示顧客需求的編號。5.技術評估

技術評估的配置主要是完成對各技術需求的技術水準及其重要性的計算與評估。其任務之一是通過與相關外企業狀況的比較，評估本企業所提出的這些技術需求的現有技術水準；任務之二是利用競爭分析的結果和關係矩陣中的資訊，計算各項技術需求的重要程度(絕對值和百分比)，以便作為制定技術需求具體技術指標或參數的依據。

技術需求的重要程度按下麵兩式計算：重要程度Taj的絕對值=∑rij·Ii

(5-4)重要程度Taj

的相對值=(Taj/∑Taj)×100%(5-5)其中i表示顧客需求的編號，j表示技術需求的編號，rij是關係矩陣值，

Ii

是顧客需求的權重。

6.屋頂屋頂表示出了各技術需求之間的相互關係，這種關係表現為三種形式：無關系、正相關和負相關。屋頂中的內容不需要計算，一般只是用單圓圈表示正相關，用符號X表示負相關，標注到質量屋屋頂的相應項上，作為確定各技術需求具體技術參數的參考資訊。

§5.4QFD中的顧客需求的獲取及整理一、顧客需求的KANO模型卡諾(NoritakiKano)博士將顧客需求分為三種類型，即基本型、期望型和興奮型。這種分類有助於對顧客需求的理解、分析和整理。

基本型需求

顧客需求實現率期望型需求興奮型需求顧客滿意度1.基本型需求

基本需求是顧客認為產品應該具有的基本功能，一般情況下顧客不會專門提出，除非顧客近期剛好遇到產品失效等特殊事件，牽涉到這些需求或功能。基本需求作為產品應具有的最基本功能，如果沒有得到滿足，顧客就會很不滿意；相反，當完全滿足這些基本需求時，顧客也不會表現出特別滿意。2.期望型需求

在市場上顧客經常談論的通常是期望型需求。期望型需求在產品中實現的越多，顧客就越滿意。企業要不斷調查和研究顧客的這種需求，並通過合適的方法在產品中體現這種需求。如汽車的耗油量和駕駛的舒適程度就屬於這種需求。3.興奮型需求

興奮型需求是指令顧客意想不到的產品特性。如果產品沒有提供這類需求，顧客不會不滿意，因為他們通常就沒有想到這類需求。隨著時間的推移，興奮型需求會向期望型和基本型需求轉變，因此，為了使企業在激烈的市場競爭中立於不敗之地，應該不斷地瞭解顧客的需求，包括潛在的需求，並在產品設計中體現。

二、顧客需求的獲取顧客需求的提取是QFD實施過程中最為關鍵也是最難的一步。顧客需求的提取具體包括顧客需求的確定、各需求的相對重要度的確定以及顧客對市場上同類產品在滿足他們需求方面的看法等。顧客需求的獲取主要通過市場調查，然後整理和分析而得到。

顧客需求提取的一般步驟1.選擇調查對象

顧客需求提取的一般步驟2.進行市場調查，收集情報用戶對產品的品質要求用文字表達出來就是原始情報，而提出這些品質要求的用戶特徵(年齡、性別、職業等)數據就是屬性資料。市場調查的基本方法有兩大類，一類是向用戶直接瞭解的問卷調查和訪談研究方法；另一類是利用企業現有的情報，這些情報主要包括用戶投訴意見、企業內部行業資訊等。一般為了收集直接的來自顧客聲音，傾向於採用問調查的訪談研究。企業開發新產品時，關心的是該產品能否讓用戶接受，所以首先必須瞭解掌握用戶的需求。

理想的問卷調查應該達到以下目的：·

能夠斷定產品是否滿足了用戶的需要；·

能夠瞭解到與競爭對手的差距；·

能夠瞭解市場容量；·

能夠從中獲得策劃進入市場戰略的啟示。三、顧客需求的分析與整理帶到企業來的是各種各樣的，有要求、意見、抱怨、評價、希望的，有關於品質的，有涉及功能的，還有涉及價格的，所以必須對從用戶那裏收集到的情報進行分類、整理。通過對調查資訊的分析與整理，形成QFD配置所需的顧客需求資訊及形式。

對顧客需求資訊的分析整理主要工作：1.概括合併顧客需求

在概括顧客需求時，注意不要歪曲顧客原意。這樣，當產品設計人員在閱讀QFD產品規劃矩陣時就象在同顧客交談一樣。在用簡潔明瞭的語言概括顧客需求後，應將表達同一含義或相似含義的顧客需求進行合併，因為顧客需求總數越少，管理QFD矩陣越容易。建議將總顧客需求數最好控制在25個以下，最多不要超過50個。對顧客需求資訊的分析整理主要工作：2.將原始資料變換成要求品質

原始情報本來是用戶的聲音，要對用戶發出的資訊進行翻譯，將其變換成規範的品質要求。通常是先將原始資料變換成為要求專案，然後再將要求專案轉換為要求品質。2.將原始資料變換成要求品質(1)將原始資料轉換成要求專案表5-1是將一次性打火機的原始資料轉換成要求專案的一個示例。從表中可以看出，該變換表包括原始資料、使用場面和要求專案等內容。要求專案是根據原始資料想到的也可以將原始資料直接轉記過去。使用場面可以從使用人、地點、時間以及如何使用等方面考慮。

2.將原始資料變換成要求品質(2)將要求專案轉換成要求品質表5-2是將打火機的要求專案轉換成要求品質的轉換表示例。在進行品質要求的轉換時，要從要求專案中抽取出用簡潔語言表示的品質要求，每一個品質要求中不能包括兩項以上的內容。

對顧客需求資訊的分析整理主要工作：3.品質要求的分類與展開

整理後的顧客需求是隨意排列的，對它們合理的分類有助於QFD矩陣的方便構造。例如，把所有有關汽車運行性能的需求分在同一組將有利於對顧客需求的分析並把它們轉換成技術需求。對顧客需求分類通常採用KJ法。表5-3是將分類後的品質要求的展開表。減速箱是機械傳動中很常用的一種裝置，它的品質可以影響到整個設備的工作情況。下麵以減速箱為例，說明QFD在其設計品質控制中的應用。§5.5QFD在減速箱研製過程中的應用一、顧客需求經過調查、分析和整理後的減速箱顧客需求如圖所示。

4功能要求經濟性可靠性9結構性能價格外形尺寸小承載能力大密封性好速度變化小振動雜訊低價格適中傳動效率高維修方便安全可靠使用壽命長效率無故障性耐用性維修性55686987維修性顧客需求該顧客需求用類似系統圖樹形結構，圖中將顧客的需求按減速箱的功能、經濟性、可靠性和維修性分成四大類，每一類又有相應的要求指標。最後一級的需求前的數字表示顧客需求的重要程度，即權重，它也是通過市場調查、分析並通過式(5-1)、(5-2)和(5-3)計算得到的。Ri=Ti/Ui

(5-1)Wai=Ri

×Ii×Si(5-2)Wi=(Iai/∑Iai)×100%(5-3)二、產品規劃

構造產品規劃矩陣的主要步驟（6個）：1.顧客需求到產品技術需求的轉換

在將顧客轉換成產品技術需求時，要注意所選的技術特性要具有針對性、可測量性和全局性。構造產品規劃矩陣的主要步驟：2.關係矩陣的確定

技術需求和顧客需求之間的關係程度是不同的，即某項技術需求對顧客需求的影響程度是不一樣的，要將技術需求和顧客需求之間的關係密切程度用量化指標表示出來。構造產品規劃矩陣的主要步驟：3.關係矩陣的評審

檢查關係的每一行和每一列，看是否有空行或空列存在。如果某一行無關系符號或只有“弱”的關係，則表示已有的技術需求沒有足夠地滿足顧客的需求，應補充新的技術需求。如果某一列無關系符號或只有“弱”的關係，則意味著其對應的技術需求是多餘的，應予以剔除。一般填充率應大於25%-40%。構造產品規劃矩陣的主要步驟：4.顧客競爭評估

顧客競爭評估是從顧客的角度對本公司的產品和競爭者的產品的滿足他們需求方面的的評估。一般將顧客對某類產品的滿意程度用量化指標表示，分為5個等級，分別用數字1-5表示。5表示滿意程度最高，1表示最不滿意。以便確定本公司產品的銷售重點。構造產品規劃矩陣的主要步驟：5.技術競爭評估

技術競爭評估是QFD產品規劃矩陣是的重要部分，它包括技術需求目標值的確定、技術競爭的評估和技術需求重要度的計算。5.技術競爭評估(1)技術競爭評估

由於各技術需求採用的測量單位不同，為了便於評估，要將它們轉換成統一的規範，一般也用數字1-5表示技術競爭評估的級別，分別表示其他公司和本公司產品在市場中的競爭能力的大小。5表示最好，1表示最差。5.技術競爭評估(2)技術需求目標值的確定

產品技術指標一般可分三類，一是越大越好，如傳動效率、承載能力和使用壽命等，就要對它們規定下限值；二是越小越好，如外形尺寸、速度變化範圍和雜訊等，要對這些指標規定上限值。5.技術競爭評估(3)技術需求的重要度計算

技術需求重要度的計算採用下式計算。重要程度的絕對值Taj=∑rij·Ii重要程度的相對值Tj=(Taj/∑Taj)×100%

其中i表示顧客需求的編號，j表示技術需求的編號，

rij是關係矩陣值，Ii是顧客需求的權重。5.技術競爭評估(4)技術需求之間的關係確定(屋頂)

各技術需求之間的關係用符號“○和X”表示，分別表示技術需求之間的正相關和負相關。例如“外形尺寸”和“承載能力”是負相關的，意味著增大承載能力則可能增加外形尺寸。又如“可靠性”和“使用壽命”是正相關的，意味著可靠性和提高也同時延長了使用壽命。構造產品規劃矩陣的主要步驟：6.下一級展開的技術需求的選擇

開發QFD矩陣主要是為了促使企業同顧客進行接觸，瞭解他們的需求，同時幫助企業在有限的資源約束下確定零件規劃階段的技術需求以使顧客的滿意度最大。一般來說，不必選擇太多的技術需求項進入下一階段的展開。選擇進入下一階段展開的技術需求時，原則上是根據以上所計算的技術需求的重要程度進行，選擇一些重要度大的技術需求進入下一階段的展開。三、零件規劃

零件規劃矩陣僅包括了矩陣的幾個基本組成部分，即技術需求、關鍵零件特性、關係矩陣和關鍵零件特性目標值。零件規劃矩陣的開發過程同產品規劃矩陣基本相同。值得注意的是：由於QFD的分解過程同產品設計的相關過程是並行交叉進行的，關鍵零件特性只有在產品設計方案確定之後才能確定。因此，在進行零件規劃之前先應選擇能滿足顧客需求的產品最佳設計方案