质量功能展开(QFD)

质量功能展开(QFD)

本章从产品开发和质量保证的角度出发,在介绍了质量功能配置(QFD)的一些基本概念的基础上,着重讨论了QFD中顾客需求的获取、整理、分析,以及顾客需求在产品开发中的瀑布式分解过程，包括产品规划、零件配置、工艺规划和质量控制规划,最后讨论了计算机辅助QFD系统的现状及其基本构成和任务.

质量功能配置(QFD)概述

质量功能配置(QFD)的起源及发展

当前,用户化产品已越来越成为市场需求的趋势,愈来愈多的顾客希望能按照他们的需求和偏好来生产产品.对于企业来说,质量的定义已经发生根本性的转变,即从"满足设计需求"转变为"满足顾客需求".为了保证产品能为顾客所接受,企业必须认真研究和分析顾客需求,并将这些要求转换成最终产品的特征以及配置到制造过程的各工序上和生产计划中.这样的过程称作质量功能配置（QFD, QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT).

QFD于70年代初起源于日本.70年代中期,QFD相继被其它日本公司所采用.丰田公司于70年代后期使用QFD取得了巨大的经济效益，新产品开发起动成本累计下降了61%,而开发周期下降了1/3.今天,在日本,QFD已成功地用于电子仪器、家用电器、服装、集成电路、合成橡胶、建筑设备和农业机械中.

福特公司于1985年在美国率先采用QFD方法.80年代早期,福特公司面临着竞争全球化、劳工和投资成本日益增加,产品生命周期缩短、顾客期望提高等严重问题,采用QFD 方法使福特公司的产品市场占有率得到改善.今天,在美国,许多公司都采用了QFD方法,

包括福特公司、通用汽车公司、克莱斯勒公司、惠普公司等,在汽车、家用电器、船舶、变速箱、涡轮机、印刷电路板、自动购货系统、软件开发等方面都有成功应用QFD的报道.

质量功能配置(QFD)的概念

一般认为,质量功能配置(QFD)是从质量保证的角度出发,通过一定的市场调查方法获取顾客需求,并采用矩阵图解法将对顾客需求的实现过程分解到产品开发的各个过程和各职能部门中去,通过协调各部门的工作以保证最终产品质量,使得设计和制造的产

品能真正地满足顾客的需求.简单地说,QFD是一种顾客驱动的产品开发方法质量功能配置的基本阶段

1.调查和分析顾客需求

顾客需质量功能配置的最基本的输入.顾客需求的获取是质量功能配置过程中最为关键也是最为困难的一步.要通过各种市场调查方法和各种渠道搜集顾客需求,然后进

行汇集、分类和整理,并用加权来表示顾客需求的相对重要度.

2.顾客需求的瀑布式分解过程

采用矩阵(也称为质量屋)的形式,将顾客需求逐步展开,分层地转换为产品工程特性、零件特征、工艺特征和质量控制方法.在展开过程中,上一步的输出就是下一步的输入,构成瀑布式分解过程.QFD从顾客需求开始,经过四个阶段即四步分解,用四个矩阵,得出产品的工艺和质量控制参数,如图1所示.

图1 QFD瀑布式分解过程

这四个阶段是:

(1)产品规划阶段

通过产品规划矩阵(也称质量屋),将顾客需求转换为技术需求(最终产品特征),并根据顾客竞争性评估(从顾客的角度对市场上同类产品进行的评估,通过市场调查得到)和技术竞争性评估(从技术的角度对市场上同类产品的评估,通过试验或其它途径得到)结果确定各个技术需求的目标值.

(2)零件配置阶段

利用前一阶段定义的技术需求,从多个设计方案中选择一个最佳的方案,并通过零件配置矩阵将其转换为关键的零件特征.

(3)工艺规划阶段

通过工艺规划矩阵,确定为保证实现关键的产品特征和零件特征所必须保证的关键工艺参数.

(4)工艺/质量控制规划阶段

通过工艺/质量控制矩阵将关键的零件特征和工艺参数转换为具体的质量控制方法.

QFD的作用

1.经济效益

企业应用QFD后,由于其在产品设计阶段考虑制造问题,产品设计和工艺设计交叉并行进行,因此可使工程设计更改减少40-60%,产品开发周期缩短30-60%;QFD更强调在产品早期概念设计阶段的有效规划,因此可使产品起动成本降低20-40%;产品整个开发过程直接由顾客需求驱动,因此顾客对生产的产品的满意度将大大提高;通过对市场上同类产品的竞争性评估,有利于发现其它同类产品的优势和劣势,为公司的产品设计和决策更好地服务;通过QFD的实施与运行,提高全体职工对产品开发应该直接面向顾客需求的意识,对企业的发展有着不可估量的作用.

2.QFD和其它质量保证方法的关系

QFD能够有效地指导其它质量保证方法的应用.统计过程控制(SPC)、实验设计(DOE/TAGUCHI)方法、故障模式和效应分析(FMEA)方法对于提高产品的质量都是极为重要的.QFD有助于制造企业规划这些质量保证方法的有效应用,即把它们应用到对顾客来说最为重要的问题上.使用QFD方法后,在产品开发过程何时和何处使用这些方法都将由顾客需求来决定.制造企业应该将QFD作为它们全面质量管理的一个重要的规划工具.概括地说,我们认为,QFD是一个实践全面质量管理的重要工具,它用来引导其它质量工具或方法的有效使用.

另一方面,从质量工程的角度出发,QFD和其它这些质量保证方法构成了一个完整的质量工程概念.质量功能配置(QFD)、故障模式和效应分析(FMEA)、田口(TAGUCHI)方法属于设计质量工程的畴,即产品设计阶段的质量保证方法;而统计质量控制(SQC)、统计

过程控制(SPC)等属于制造质量工程的畴,即制造过程的质量保证方法.另外,就设计质

量工程而言,QFD和FMEA、TAGUCHI方法也是互补的.QFD的目的是使产品开发面向顾客需求,极满足顾客需求;而FMEA方法是在产品和过程的开发阶段减小风险提高可靠性的一种有效方法,也就是说,FMEA方法保证产品可靠地满足顾客需求;TAGUCHI方法采用统计方法设计实验,以帮助设计者找到一些可控因素的参数设定,这些设定可使产品的重

要特性不管是否出现噪声干扰都始终十分接近理想值,从而最大限度地满足了顾客需求.

QFD的发展趋势

随着QFD的日趋完善和计算机技术、信息技术等其它相关支撑技术的发展,QFD呈现以下发展趋势:

1.智能化、集成化计算辅助QFD应用环境的出现.

由于QFD应用过程中需要具有丰富经验知识的各个领域专家;专家系统技术在许多领域已显示或正在显示其强大的生命力.因此,为了减少在顾客需求提取过程和QFD配置过程中对专家的依赖,将专家系统技术应用于QFD是必然的趋势.另处,在QFD的配置过程中,需要大量的输入信息,这些输入信息在许多情况下是人为的判断、认识等,因此常常是模糊的;而处理模糊的知识正是模糊集理论的"专长",所以模糊集理论在QFD的配置过程有用武之地.另一方面,QFD与FMEA(故障模式和效应分析)、DFM/A(面向制造/装配的设计)、SPC(统计过程控制)这些工具有效地结合起来,将会发挥更大的作用.作者认为,智能化、集成化计算机辅助QFD应用环境的开发将是今后QFD研究的一个主要方向,同时它的出现也必将促进QFD在工业界的推广和应用.