机械产品的研发与质量管理

机械产品的研发与质量管理
摘要:随着经济、科学技术日益发展,企业在深刻认识到产品质量重要性的同时,也开始意识到质量控制在新产品研发过程中的重要性,将产品的研发建立在一定的质量管理基础上,可以研发出功能性、实用性及可靠性都更加优越的产品。

本文分析了从质量管理的角度去做机械产品研发的可行性,并简述结合六西格玛管理的设计方法——六西格玛设计,在产品实际中的实用性。

关键词:机械产品的研发质量管理六西格玛设计
1、机械产品的研发
1.1 装配指导书
(1)装配顺序。

为了提高装配质量和效率,制定出经济合理的装配顺序,并根据所设计的结构特点和要求确定机械各部分的装配方法。

确定装配顺序应考虑以下原则:1)先进行基础零件装配。

2)先进行复杂件和难装的件装配。

3)先进行易损坏后续装配质量的件装配。

4)集中安排使用相同工具、设备和有共同点的件装配。

(2)装配工艺。

选择和设计装配中需用的装配工艺,并根据产品的生产批量确定其复杂程度。

设计装配工艺时,要先将结构划分成几个独立的单元,尽量减少装配时的修配和机械加工,结构应便于安装和拆卸。

(3)技术要求。

根据产品的实际需要,规定部分装配技术要求,使之达到整机的技术要求和使用性能,只有有一定的标准,装配人员才能有证可遵循,在批量生产时才能使产品达到的效果一致。

(4)检验方法。

规定产品的部件装配和总装配的质量检验方法及使用工具,只有统一了检验方法,才能使产品的最终效果达到一致。

1.2 问题清单
(1)初步清单。

把所能想到的问题按照分类全部列出,以便以后逐一解决,只有把问题一个一个解决了,质量过关的产品才会诞生。

(2)焦点清单。

在研发过程中肯定会有很多问题,但不能很多问题一起解决,为了有效利用人员和时间,我们需要围绕焦点问题列出清单,要把问题分类,分出主次,先解决焦点问题,然后再一个个解决剩下的问题。

(3)症结点清单。

医生要对症下药,那么研发工作也要对症研发,那么就需要列出症结点的问题清单,让研发工作做的更明确。

1.3 调试及修改方案
(1)运转前的准备条件。

(2)运转前应具备的条件。

(3)运转应包括的内容和步骤。

(4)机械和各系统联合调试应符合的要求。

(5)控制成本方案。

2、研发过程中的质量管理
2.1 设计失效影响与模式分析（DFMEA）
FMEA是一组系统化的活动,是对确定设计或过程必须做哪些事情才能使顾客满意这一过程的补充。

设计FMEA（DFMEA）是针对产品本身,产品设计、开发时期的分析技术,主要是设计工程师和其小组应用。

通过DFEMA在设计阶段充分考虑各个环节可能出现的失效模式、影响严重程度、发生几率、可探测度,来综合评价最需要优化的重点环节,从而采取针对性改进措施,以提高设备的功能
性和可靠性。

2.2 来料质量控制（IQC）
(1)进料检验标准。

进料检验时,经常会遇到各种不良,检查时要从来料整体和抽样两方面进行检查,大至分为以下几类:1)来错料。

2)标示错。

3)包装乱。

(2)进料质量异常的妥善处理。

例如做好返修工作,包括返修报告和返修后的质量统计等等。

(3)供应商,外协厂商交货质量的整理与评价。

(4)对原料规格提出改善意见或建议;
(5)检验仪器、量规的管理与校正;
来料质量控制是工作的重点,因为它直接影响着装配,从而影响设备质量,和装配的效率。

2.3 加工件及采购件追溯信息表
加工件及采购件的数量、外协厂家、加工周期（供货周期）等。

2.4 设备成本统计与控制
外协件的加工费用和采购件的价钱
很多企业的管理者认为只要保证“货比三家”就行了,通常都要求负责的工作人员申时都要提供至少3家报价,管理者审批就看有没有3家的比价,再选一个价格合适的（绝大多数时候是选价格最低的那一个）,但这样的管理方法是存在问题的。

这3家是怎样选出来的？中间的代理商算不算数？同样类别的采购这次审批的3家和上次的3家是不是同样3家？
解决这个问题的关键是要给采购人员的询价活动圈定一个范围,这就是“合格供方评审”。

“合格供方评审”本是质量管理的概念,但从更广义和实用的角度,就是管理者按照一个质量、成本等方面的标准,划定一个范围。

这个范围可以由企业高层管理者直接决定,也可以由一个委员会决定。

总之,执行人员不能单独决定这个范围,也不能跳出这个范围活动,并要对每次采购活动中这个范围内的决策支持信息负责。

3、六西格玛设计
产品投产后的逐步质量改进固然可以在一定程度上提升产品质量,但是质量更应是设计出来的,至少80%是在前期设计阶段决定的。

所谓六西格玛实际就是以六西格玛质量水平为目标的改进设计方法,在新产品研发的过程一开始就引入六西格玛设计工具进行控制。

本文将讨论六西格玛设计的主要工具与实际设计工作的结合点。

3.1 质量功能展开
为确保设计目标与客户需求完全一致,应在设计的第一步就引入质量功能展开的方法分析并确定设计目标值(客户需求),将客户抽象的需求转化为定量的设计要求,并明确关键质量特性和产品瓶颈。

之后可以根据需求再逐级的将客户需求转化为重点设计要求,转化为重点零件特性,转化为工艺计划,最后转化为生产要求。

3.2 系统设计
系统设计包括有自顶向下设计、公理性设计、解决创造性问题理论(TRIZ)等。

其中TRIZ来源于:大量设计面临的基本问题和矛盾是极其类似的,尽管应用的技术领域不同,如果将有关的知识提炼并重新组织,就可以指导后来的设计者的创新和开发。

此外,TRIZ理论认为最理想的技术解决方案是不需要材料、不消耗能量和空间、不需要维护也不会损坏的,因此在面临困难需要克服时,TRIZ致力于
寻求缩小的问题——使系统保持不变或简化,从而消除系统的缺陷,实现改进;而避免扩大的问题——为实现所需的功能而增加零部件,使解决方案更加复杂化,乃至大幅度的增加资源的消耗。

结合到实践中,可以在设计时更多的考虑尽量开发各个必要零件的功能性,使其同时发挥多个作用,而不是一味的通过增加机构、零件来实现额外的功能,因为这样有可能既增加了成本又给系统带来了更多的不稳定因素。

再比如,当一些缺陷需要我们消耗大量成本去控制很多非可控因素时才能从根源解决时,我们是否可以考虑花费更低的成本而从更直接的方面去减少这些缺陷的负面影响呢？
3.3 参数设计和容差设计
参数设计是通过选取系统中多个参数的最佳水平组合,来尽量减少相互间的干扰,使产品更将稳定、波动性更小。

容差设计是根据参数的波动对产品质量影响的大小,从成本的角度考虑是否有必要对影响大的参数给与较小的容差,或对影响较小的参数给予较大的容差。

两种设计理念相结合考虑,可以带来质量和成本的双赢。

例如在设计选阶段,选用满足使用环境要求的最低质量等级的零件搭配性价比相对较高的加工精度等级,以实现产品质量和成本两方面的均衡改善。

3.4 面向X的设计
根据不同客户(内部及外部)、不同使用条件等的不同需求,在一定成本的范围内侧重某一方面或某些方面的要求而给予重点关注,以最大程度的实现客户满意的方法的统称,即面向X的设计。

X可以是面向制造的设计、面向装配的设计、面向成本的设计、面向试验的设计、面向可靠性的设计、面向使用环境的设计、以及面向售后的设计等等。

在适合的条件下,引入以上设计理念或方法,可以在提升产品质量的同时有效的控制成本等消耗,给设计工作带来更多的可能性和竞争力。

4、结语
好的产品的问世是与质量管理是分不开的,在质量管理下开展研发工作,把问题解决在源头阶段,把优化实施在过程中。

参考文献
[1] 王先逵.机械装配工艺手册,机械工业出版社,2008年.
[2]机械设计手册.机械工业出版社,2004年.
[3]马林,何桢.六西格玛管理,中国人民大学出版社,2007年.。