设计质量控制理论简析

1、第五章设计质量管理，第五章设计质量管理，本章内容，第一节设计质量管理概要第二节设计质量管理分析第三节设计质量管理技术第四节设计质量管理实施，理解本章的主要内容，设计质量概念，理解设计质量与产品质量的关系掌握影响设计质量的因素理解设计质量管理原则理解质量功能展开的意义及其核心理解稳定的设计方法。 第一节设计质量管理概要，设计质量是指设计的产品能否满足顾客的需求，性能是否容易制造和维护，经济性是否合理，是否对生态环境造成危害，风险是否最小等。 ISO9000:2000标准将设计和开发定义为“将请求转换为产品、过程或系统的规定特性或规范的过程”。 设计质量管理按照规定的程序和规范，控制和调整各阶段的

2、设计工作，保证产品的设计质量，及时以最小的费用完成设计工作。 设计质量管理是指对设计过程的工作质量进行管理。 第一节设计质量管理概要、第一、设计质量和产品质量、国际标准化组织(ISO )产品质量包括四个方面：与确定产品需求有关的质量3354市场调查质量与产品设计有关的质量设计质量与产品设计的适应性有关的质量与产品保障有关的质量客户质量设计质量二、影响产品质量的因素、质量因素：在产品质量管理活动中，产品质量及影响产品质量变动的因素。 为了改善控制要素(控制要素、设计变量、设计参数)产品的质量特性，可以用技术性能控制其水平的要素。 指标要素是维持环境和使用条件等的要素，其水平值在设计前决定。 信号

3、要素为了达到目标结果而选择的要素是产品的质量特性应该达到的目标值。 二、影响产品质量的要素、误差要素(质量变动源、噪音要素、质量干扰要素、不能控制要素)是指控制要素、显示要素和信号要素以外，控制困难、无法控制或控制成本高、影响产品质量的其他所有要素。 误差因素分为外部干扰、内部干扰、随机干扰三种。 设计质量管理可以有效地控制和衰减以上3种干扰引起的质量变动，但制造过程的质量管理只能控制随机干扰引起的质量变动。 所以，设计质量管理对产品质量起着重要的作用。 表5-1质量干扰要素和设计、制造的控制关系、三、产品质量设计的模型、基本要素：设计参数x (控制要素)误差要素z (或噪声要素)信号要素y0

4、 (即输入要素)质量特性y (即输出特性)、产品设计质量、设计参数、输入(信号要素) y0、误差要素、x、z、y 返回，一般不能选择指示要素的等级，它只能调节各控制要素的等级，求出控制要素的最佳等级和最佳组合。 因此，在产品质量设计模型中，标记元素被汇总到设计参数中，而不是单独列出。 三、产品质量设计模型、产品质量设计模型、三、产品质量设计模型、产品质量特性值与其影响的设计参数和误差因素有关。 可用函数为：在产品质量设计过程中，为了稳定产品性能，设计输出结果的平均值和标准偏差必须满足以下两个条件：条件1 :批量质量特性的平均值必须等于目标特性值；条件2 :批量质量特性值的标准偏差必须小于目标特

5、性值的极限偏差与常数之比。第二节设计质量管理分析、第一、设计质量管理原则信息原则继承原则定量原则时间原则监查原则、第二、设计质量特性、产品在设计过程中通常通过测定或测量产品的特定功能或特性，用得到的数据评价其好坏，将该数值称为质量特性。 产品设计的质量特性值有以下几种： 7777777777777777777777777777777如果能认识到航空6个零件的设计质量特性对产品的安全性、功能、经济性等有一定的不良影响，就可以在设计过程中区分各个零件的设计质量特性。 现在知道了！ 三、设计质量特性等级，一、设计质量特性等级的内容产品的设计质量特性等级关系到整个产品及其部件。 产品的设计质量特性等级

6、首先是对整个产品来说的，产品的质量受该部件的质量特性保障，所以设计质量特性等级也必须为产品的各部件设定相应的质量特性等级。 三、设计质量特性的分级，二、设计质量特性的重要度分级方法一般由设计者用专业技术知识对设计质量特性进行分级，按照产品的总功能，按照产品零件零件的顺序进行功能展开，并联系产品及其零件的设计质量特性值的公差进行分级。 现在知道了！ 三、设计质量特性等级，三、表示设计质量重要度等级的产品设计质量重要度等级的标识多采用符号表示法和表法。 1 )符号表示法，三，设计质量特性等级，二)表法对复杂的零件，应用表法表示设计质量特性。 用表法表示等级要求时，设计专用表规定了零件质量特性的重要

7、程度等级的情况和说明，作为独立的文件发给施工者，按照零件的设计模式进行零件的施工。 四、设计质量评价指标、部分缺陷、功能特性指数、质量损失函数、质量信息函数五、设计质量评价方法设计质量评价是根据确定的目标测量对象的质量属性，并将该质量属性客观地改变为定量值和主观效用的行为。 设计质量评价体系是由技术评价、经济评价、市场环境评价、生态环境评价、效益和风险评价等组成的综合评价体系。 常用的评价方法有专家评价法、经济分析法、管理学和其他数学方法、混合法。 回到，五、设计质量的评价方法、质量评价如下： (1)事前评价是决定产品或系统是否进行设计开发，在计划研究产品时进行的评价；(2)中间评价，在产品或

8、系统的设计中期进行的评价；(3)事后评价是指产品或系统设计输出结果是否达到了预期目标(4)跟踪评价，产品或系统的使用或运转经过一定时间后，发现什么无法预料的情况，需要重新评价。 第三节设计质量管理技术、常用的设计质量管理技术：质量功能展开(QFD )发明问题解决理论(TRIZ )田口方法可靠性设计中的故障树分析法(FTA )、故障模式和影响分析法(FMEA )和故障模式、影响和危害分析法(FMECA )。 第三节质量管理技术的设计，第一，质量功能展开(QFD)1，QFD的概要质量功能配置(质量功能展开)是设计阶段应用的系统方法，保证以一定的方式将客户和市场的需求准确地转移到产品寿命周期各阶段的

9、相关技术措施上。采用QFD，可以把检测生产质量变成检测产品的设计质量产品的内在质量，QFD在设计实现前就引入了许多无形的因素，产品质量融入设计。 QFD包含狭义的品质功能展开，即目的手段、形成品质的功能乃至业务、以不同水平展开到具体部分这两个意义。 二质量展开，把顾客的需求转化为图纸和设计要求和产品生产过程的各阶段的要求，确定产品的设计质量，并结合其系统展开到零件的质量、零件质量、工艺要求和工程要求等过程中。 质量功能展开图、2、QFD的架构和程序QFD的核心是质量屋(HOQ )、质量屋8个不同参数的矩阵图和设计目标宣言构成。 (1)目标声明；(2)客户需求和重要度；(3)工程技术措施；(2)

10、相关矩阵；(3)市场竞争评价矩阵；(4)技术竞争评价矩阵；技术难易度和目标值；质量特性指标之间的相互关系；(3)质量设计；(4)需求和技术的关系矩阵(中心矩阵)；竞争比较； 工程技术措施，设计宣言，一级质量屋的例子，1，TRIZ理论概况TRIZ是俄语的缩写，英语的意思是发明问题解决理论(TRIZ )，是创新问题解决方法的指导理论。 TRIZ认为，创新并非灵感的启发和随机探索，而是存在解决问题的一般规律，这些规律和原则可以教给人们以怎样的方法和过程进行创新，结果有可预测性和可控性。 二、TRIZ理论、二、TRIZ理论、TRIZ设计理论具体化了产品设计过程中的核心概念设计过程，为设计者提供了设计过

11、程模型、设计工具和设计方法，可以很好地支持对产品设计过程中的设计质量的控制。 2、TRIZ为设计质量工具；产品的进化理论；39个工程参数；40个发明原理；矛盾矩阵；分离原理；分离原理与发明原理的关系；二、TRIZ理论，产品在设计过程中存在管理、技术和物理三种矛盾，TRIZ理论只研究技术矛盾和物理矛盾技术矛盾解决过程物理矛盾解决过程、TRIZ理论、TRIZ设计理论中常用的内容和工具(1)产品的进化分析TRIZ，从历史的角度来看，认为产品正在进化中，其核心技术是从低水平向高水平变化的过程。 TRIZ基于时间和产品利润、产品专利数、专利发明等级三组曲线的演化分析，相关地综合评价和预测产品性能的技术成

12、熟度，用阶段性的线性s曲线表示，可分为婴儿期、成长期、成熟期和衰退期。 TRIZ理论，(2)39个工程参数TRIZ理论一般化处理了技术矛盾，提出了用39个共同工程参数描述实际设计问题的技术矛盾，将设计过程的具体设计矛盾转换为一般技术矛盾或标准技术矛盾。 TRIZ理论，(3)40条发明原理TRIZ提出了解决技术矛盾的40条发明原理，它是分析、总结不同领域现有创新成果后得到的普遍有意义的规律，给出了设计者最能解决问题的方法，是解决技术矛盾的关键。 TRIZ理论，(4)矛盾矩阵TRIZ提出了矛盾矩阵，建立了39个工程参数和40个发明原理的对应关系，很好地解决了选择发明原理的难题。 TRIZ理论，(5

13、)分离原理TRIZ在总结了解决物理矛盾的各种方法的基础上，提出了4种分离原理来解决物理矛盾：空间分离； 基于时间分离条件的整体分离和部分分离。 (6)分离原理与发明原理的关系在解决物理矛盾的分离原理与解决技术矛盾的发明原理之间有一定的关系，一个分离原理可以对应多种发明原理。三、稳健的设计方法(田口方法)，稳健的设计是低成本高质量的统计分析设计方法，起源于1970年代日本田口玄一提倡的“三次设计法”，也称为“田口方法”。 田口博士认为，产品质量是“从产品发货到寿命结束，给社会带来的有形和无形的损失程度”。 也就是说，测量产品可用质量给顾客和社会带来的损失。 1、稳健设计的概要、稳健设计的基本原理

14、是在设计产品和技术时，考虑到产品制造和使用过程中各种因素的差异，以及在规定的寿命期间内产品劣化、性能劣化，使产品性能稳定的设计方法。 即使选择廉价部件(指要求的加工精度低或二级、三级品等部件)，也可以通过稳健的设计，调整影响产品质量的控制因素(即设计参数)的水平和组合和公差，使综合产品的性能对其他质量因素降低灵敏度，提高产品的干扰能力，稳定田口博士提出的“三次设计法”是指将产品设计优化过程分为三个阶段：系统设计； 参数设计公差设计。 田口稳健性设计：把正交试验设计、信噪比分析和产品三阶段设计的思想结合起来，提出了通过产品参数设计和公差设计来解决产品质量特性稳定的问题。 因为田口提出的三阶段设计

15、是稳健设计的核心，所以田口的设计方法也是狭义范围内的稳健设计。 2、质量损失函数产品质量特性值偏离目标值时，即使有些偏差，也会给社会和顾客带来一定的损失。 为了定量描述产品质量变动造成的损失，田口建议用质量损失函数L(y )来测量。 2、质量损失函数L(y )不仅是产品的质量变动偏差超过容许差的不合格产品，在容许差内的合格产品，对于目标值也存在质量损失，偏差越大，质量损失越大。 因此，产品的输出特性值越偏离目标值，质量损失就越大。 3 .正交测试设计可使用正交测试设计技术构建若干正交向量，从许多测试要素的组合中选择最有代表性的少量测试，可得到可靠的测试结果。 正交试验设计的试验程序如下： (1

16、)必须决定各试验要素的个数及其等级数；(2)分析各影响要素之间是否存在相互作用；(3)根据人力、物资、时间、费用等决定大致的试验次数；(4)最后选择适当的正交表，安排试验。 稳健的设计方法(田口设计方法)、4 .信噪比(SN比) SN比是指影响产品质量特性的主要效果和误差效果之比。 换句话说，主效果相当于信号，误差效果相当于噪声。 设计质量管理使用SN比模拟误差因素(即噪音效果)对产品设计质量特性的影响。 设计质量特性是有前途的特性和有前途的特性，SN比越大，产品设计质量特性越好，稳定。 另一方面，在期待越小的品质特性中，SN比越小，产品的品质特性越好。 5、系统设计产品设计的最初设计被称为系

17、统设计，是决定产品功能和结构的设计。 系统设计的方式有： (1)技术引进、利用专利的方式；(2)自我设计和技术引进组合的方式；(3)独立开发方式。 6、参数设计产品设计的第二次设计被称为参数设计，是稳健设计的核心，这一阶段是为了提高和保证产品性能，同时考虑成本因素，以优化产品性能为目标，设计质量稳定、成本合理的产品。、稳健的设计方法(田口设计方法)、6、参数设计、稳健的设计方法(田口设计方法)、参数设计的一般步骤如下： (1)使用专业知识，选出主要的质量要素及其等级，包括控制要素、显示要素、信号要素和误差要素(2)质量要素的个数及其等级数选择适当的正交表和试验次数(3)按照正交表中的各要素水平，进行试验(4)基于试验数据计算SN比，用SN比代表各组的试验的特性值，进行方差分析(5)基于分析结果，选择最佳的参数水平及其组合稳健的设计方法(田口设计方法)，7 .公差设计产品设计的第三次设计称为公差设计公差设计，是在产品质量设计过程中，通过控制控制要素的公差，衰减或缩小误差要素引起的产品质量变动，调整产品质量与成本的关系的设计方法。 稳健的设计方法(田口设计方法)，公差设计的目的是通过确