基于qfd的产品创新

1、基于qfd和创新问题分类和解决策略的创新设计研究黄振勇李彦刘晓英吴银奎(四川大学制造科学与工程学院，四川成都610065)research on creative design based on qfd and classification介绍如何使用qfd确定新设计问题的类型，以及如何选择创新的解决方案策略。基于上述理论方法，初步完成了计算机辅助创新设计软件的qfd模块开发。最后通过具体实例的应用指南验证了所提出的方法。关键词：创新设计；配置质量功能计算机辅助创新设计abstractaccording to the character istics of product design，thi

2、s paper presnted a design process of product innovationdiscussed the method of applying qfd to identify the types of product creative problems and choose the strategies of solving the creative problemsbased on this theory，a qfd module of computer aided creative design was put forward . finally，expla

3、ined and validate the method by applicationqfdcomputer aided creative design的图片分类编号：th122文档标识代码：引言质量功能配置(qfd)是一个源于日本的理念，它将客户的需求转换为产品设计和工程设计特性，并在产品制造过程的工艺和生产计划中配置这些特性，从而确保最终产品最大限度地反映客户的实际需求或需求1。这种以客户为中心的产品开发方法的质量功能配置有助于企业缩短产品开发周期，降低成本，提高产品质量，提高客户满意度，从而提高产品竞争力。但是，qfd并没有以技术创新为目标，也没有从客户满意的角度确定产品需要改善的质量特

4、性和质量特性之间的矛盾，并提出如何进行技术创新来解决这些创新问题。因此，将质量功能配置与其他创新理论方法有效地结合起来，就可以充分发挥各自的优势，提高创新效率，完成产品的概念创新设计。目前，将qfd与其他创新工具相结合的勘探和研究已经有很多，都有其独特的优点，但也有不足之处。文献2是qfd与发明问题解决理论(theory of inventive problem solving，triz)相结合的新产品开发过程，通过质量屋分析，将客户需求反映在质量特性改进中，然后将质量特性与零件的质量屋分析相结合，确定需要技术创新的零部件，最后应用triz的技术工具分析需要技术创新的零部件，在零部件设计过程中

5、。文献3为了消除产品概念设计过程中可能出现的两阶段问题的负面影响，提出了基于质量功能配置和独创性问题解决理论的三种技术工具的综合产品概念设计方法，并通过实例的实际应用验证了该方法的有效性和实用性。文献4提出了基于qfd、功能分析(fa)和triz的概念设计过程的集成模型，分析了从分析设计需求到提出设计方案的一系列过程，并提供了各阶段解决具体问题的方法和工具。但是，上述研究基于qfd和其他创新理论和方法的组合，忽视qfd对工程和技术措施权重和市场竞争力的考虑可能会导致不必要的产品改进或功能减弱。考虑到这一点，本文提出了集成质量功能配置和创新问题分类解决的产品创新设计流程，并详细说明了qfd在设计

6、者1基金项目：国家国家自然科学基金项目(50675144)中的应用。national high technology research development program(863计划)(2006aa04z102)联系方式：huang zhenyong，sichuan university manager2产品创新设计流程质量配置(qfd)回答了产品设计过程中的“该做什么”问题，并没有提出“该怎么办”的理论方法6。但是，该研究团队根据产品创新设计问题的多样化，将创新设计问题分为四个类别(以问题为中心的创新、以目的为中心的创新、以产品为中心的创新和以载体为中心的创新)，根据不同创新计划问题的类

7、型，以不同方式(如triz、fbs平台、创造性模型和非逻辑思维)实现创新，最终通过非逻辑思维、科学效果库和多层次网络信息检索等，推导出产品创新的概念这种理论方法为产品创新设计者提供了解决问题的方向，弥补了qfd解决不了“如何”的不足，为设计者提供了独创的解决思路，克服了仅凭设计者经验解决问题的弊端。设计问题类型分类表达创新问题解决策略创建创新设计方案创建创新方案评价和选择质量功能配置(qfd)模块面向问题的面向产品的triz理论头脑风暴方法fbs，概念泛创意模板方法非逻辑思维科学效果库，专利库网络信息检索图1产品创新设计流程，本文有效地结合这两者，建立了图1所示的产品创新设计流程。 首先从需求

8、分析开始，应用qfd将市场需求转换为技术设计问题，分析qfd的输出结果以创建新的问题类型，然后根据不同的问题类型选择相应的创新解决方案战略支持设计人员，创建一个或多个概念产品并完成产品概念创新。 3如何确定基于qfd的创新设计问题类型，首先通过市场调查、集中面板讨论、访谈等确保客户的需求及其重要性。然后，专家组从获得的用户要求元素中提取为满足用户要求而采用的工程技术措施，并与其他竞争产品取得技术竞争力。然后以质量屋格式输入产品信息，通过分析、计算获得工程和技术措施的相关矩阵及其权数，输出每个工程和技术措施的市场竞争力，并按技术措施权数大小排序，如图2所示。在工程和技术措施相关矩阵中，技术措施之

9、间可能存在相互关联的影响，一个工程要素的更改可能影响其他工程要素的更改。改进一种设计技术措施有助于改进另一种设计技术措施，两种技术措施定义徐璐相关(以表示)。相反，如果改进一种设计技术措施会对另一种设计技术措施产生负面影响，则这两种技术措施定义负相关(以-表示)。市场竞争力比较可以提高和提高该技术措施的竞争力水平以及相应技术措施的空间和潜力。需要与需求和措施的关系矩阵竞争需要重量技术措施的加权技术措施市场竞争力措施之间相关矩阵工程技术措施客户表示，123n-改进前改善后国内产品国外产品123n相关矩阵技术竞争力表示正相关-负相关图2质量屋结构交互综合考虑活动技术措施组、技术措施权重和技术措施的

10、市场竞争力，确定创新设计问题2的类型或取得问题的定义，并相应地选择创新解决方案策略以完成产品创新。具体方法：(1)在相关矩阵中，如果两个技术措施相互影响，则可以根据正负相关的相互作用进行正当化。(a)如果存在负相关，则表明两种技术措施之间存在不利的交互。有三种方法。一种是采用以产品为中心的创新解决方案战略(侧重于产品本身和功能跟随形式的战略)，一种是将目标客户细分，定位更准确的目标客户群体，而此产品的要求只能通过一种工程措施来满足，另一种是针对其他客户群体开发具有不同重点的产品系列，而创造性模板方法是实施此战略的更好方法。)。二是确认负相关技术措施组的措施权重，如果一方权重低，另一方权重高，则

11、应消除低技术措施，改进技术措施高的工程和技术措施，采用针对问题/目的的创新设计解决策略(功能-行为-结构(fbs)映射方法，结合科学效果、模拟等)。第三，在权重高、徐璐近的两个工程和技术措施为负的情况下解决问题的策略(主要应用triz理论7的冲突解决方法)。(b)如果存在正相关，则表明这两个项目活动之间存在交互。与此相关的工程和技术措施组之一通过有效的资源或技术更难改进或提高，与此相关的另一措施更高或更好的空间和潜力(通过技术措施竞争力可用)，通过改进或改进更容易改进的工程和技术措施，间接提高其他设计技术措施，因此您可以使用以问题为中心的创新设计解决策略来创新可能改进的工程措施。两种技术措施在

12、权重高、难以改进/提高的空间和潜力存在的情况下，都使用面向目标的解决策略。(2)工程和技术措施的权重越大，对实现客户要求的相应技术措施的目标值产生的影响就越大，表明需要改进。反对也是一样。通过技术措施权重的计算和排序，确定最需要改进的工程和技术措施。作为解决其他措施影响的标准，实现国内外竞争产品的功能原理和技术竞争力分析比较，当相应的技术竞争力水平基本达到饱和状态时，将渡边杏仅限于对现有系统功能的改进和改进，如果需要用新的方法或技术代替现有的，则应采用目标解决方案模块。如果达不到饱和和空间改善，则使用面向问题的解决策略(主要使用triz理论进行材料现场分析和科学效果解决)。最后，针对多种创新的

13、问题解决类型，应用面向问题、面向目的和面向产品的解决方案策略模块，获得创新问题的解决方案，评估方案，优化选择，完成产品创新设计。质量功能配置(qfd)系统流程图如图3所示。配置质量功能(qfd) 确定功能模块是否相关确定权重高的技术措施负相关技术措施确定技术措施组正相关技术措施组否是确定问题的技术特征确定冲突消除权重低的措施确定特定目标组改进可能性高的技术措施两种技术措施都不太可能改进图3质量功能配置面向产品的解决方案模块故障诊断模块面向问题的解决方案模块技术措施竞争力曲线用户要求和权重技术措施市场竞争力工程技术措施权重和排名相关的技术措施组面向目的的解决方案模块3 4 qfd模块计算机实现q

14、fd过程非常具体，繁琐复杂。 为了提高qfd的使用效率，在新产品开发中深入研究qfd的实现技术，总结实施经验，实现计算机辅助qfd应用系统，具有重要的应用价值。该研究组以前面提到的理论为基础，用具体的实现技术构建了计算机辅助创新设计原型系统。其核心作用不是概念设计的自动化，而是侧重于计算机支持和支持者的创新设计活动，提高设计者创新设计的创造力，为技术人员提供在产品概念设计、方案设计阶段有用的工具。本文主要介绍了质量功能配置(qfd)的软件原型系统。质量功能配置(qfd)系统由以下主要模块组成：(1)构建产品信息数据库模块。以数据表格式存储产品数据信息，提供后续设计和查询所需的数据信息，包括客户

15、需求表、工程技术活动表、需求和活动间关系矩阵表、活动间关联矩阵表等。(2)产品数据信息输入模块。此模块提供了更直观、更熟悉的操作界面，允许技术人员根据qfd的输入要求输入产品相关信息，包括客户要求和权重、工程技术措施、技术措施的市场竞争力、相关措施和要求的关系表、措施间相关矩阵等。产品启动是否有新产品信息数据库？否数据处理和输入qfd表，曲线创建决策问题分类解决策略模块示例阅读图4软件系统进程图产品信息数据库qfd模块功能(3)数据信息输出模块。通过qfd模块的功能处理，输出与未来创新问题的类型决策和政策选择相关的信息，包括工程和技术措施的权重和排名、工程和技术措施相互作用的措施组和权重、产品技术措施相对于其他竞争产品绘制市场竞争力曲线等。该曲线直观地描述了该产品技术措施的市场竞争力水平。如果存在差异，表明技术措施比其他竞争产品有改进和发展的空间，则改为采用新技术，为确定产品开发改进方向提供基础。(4)创新问题类型确定和策略选择模块。通过以上输出的产品信息，结合2的理论方法，确定创新问题的类型，