质量功能展开与可靠性设计

相关矩阵
质量特性
关系矩阵
质量 策划
设计质量
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
4、质量屋举例
设计声明 （1）
工工 程程 技技 术术 措措 施施 12
要求
要求1 要求2
重要度 1 2
（5）
……
工 程
技
（3）
术
措
施
A
n
本
公 司
……
N 公 司
n-1 n
产 品
产 品
产 品
……
要求n
相关矩阵符号 正相关 负相关
1、产品规划矩阵
功能要求
经济性 可靠性 维修性
外形尺寸小 密封性好 承载能力大 速度变化小 振动噪音低 价格适中
传动效率高 安全可靠 使用寿命长 维修方便
速
外 形 尺
寸
密 封 性
承 载 能
力
度最 变大 化噪 范声
润 滑价 状格 况
传 动 效
率
围
可 靠 性
使 用 寿
命
快 速 置
出现这种状况其实也是正常的，由于企业生产产品类
型、生产规模、技术力量、设备状况以及其它各种因素 的影响，其质量控制方法和体系也就大不一样。
质量控制规划矩阵样表
关键工艺 关键工艺 控制点 控制方法 样本容量 检验方法
步骤
参数
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
实际上，QFD的矩阵构造与分解方式可以是多 种多样的。因此，与其说QFD是一种方法，倒不 如说它是一种思想，是一种在产品开发过程中， 将用户的呼声转换为质量特性、产品构型、设计 参数和技术特性及制造过程参数等的一种思想。 QFD涉及到多方面的理论与方法，如设计、测试 、制造、成本、可靠性以及市场学等。同时QFD 还涉及企业管理模式、企业文化甚至地域文化习 惯等。在企业中要开展QFD，除了技术、设备及 人力资源的配备外，还需要进行企业文化的变更 以及对企业全体员工的宣传教育。企业在使用 QFD后，一定会收到良好的收益。
③关系矩阵：用于表示顾客质量要求与
工程技术人员提出质量特性之间的
相互关系程度；
④ 相关矩阵：用于表示质量特性之间 的相互关系程度；
⑤质量策划/计划质量：对于顾客质量 要求，比较本企业与其他竞争企业
需 求 质 量
的竞争能力，从而调整顾客要求为
计划质量。
⑥设计质量：对于质量特性，比较本企 业与其他竞争企业的竞争能力，规 定设计质量目标。
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD) 第二节 可靠性设计 第三节 失效模式与影响分析（FMEA） 第四节 故障树分析（FAT）
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
主要内容：
质量功能展开QFD（ Quality Function
Deployment ） 的基本原理；
换
1
4
5
9
5
6
8
6 8
9 7
2 3本
技术竞争性评估 目标值
技术需求重要度
1
2 3 本
1500
小6 元 于99%年
4 分
钟
45 91101 51 79 89 113 78 107129 78
关系矩阵符号
强相关 9 中等相关 3 弱相关 1
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
99.99% 99.90% 99.75% 99.50% 99.01% 90.48% 36.79% ＜0.1%
99.90% 99.01% 97.53% 95.12% 90.48% 36.79% ＜0.1% ＜0.1%
99.80%
90.48%
77.87%
60.64%
36.77% ＜0.1% ＜0.1% ＜0.1%
(1)它们是关键工艺过程中的一些工艺特性； (2)它们是直接针对工艺规划矩阵的关键零件特性而设置 的。
但在实际应用时，当企业在进行工艺规划时，它们可 能希望对整个工艺进行研究，而不局限于上述范围。
工艺规划矩阵
工艺检查 正 流程毛坯 火
车削 滚 插键剃 高频 毛坯 齿 槽 齿 淬火
内圆 磨
绗齿 检 测
功能和能力五种因素，但核心是规定的时间。
必须明确产品可靠性所规定的条件
➢必须明确所规定的时间 ➢必须明确产品所需完成规定的功能 ➢必须明确产品可靠性研究的对象
第七章 质量功能展开与可靠性设计 第二节 可靠性设计
二、可靠性指标 衡量产品可靠性的指标很多，各指标之间有着密 切联系，其中最主要的有四个，即：
2、零件规划
零件规划矩阵仅包括了矩阵的几个基本组成部
分，即技术需求、关键零件特性、关系矩阵和 关键零件特性目标值。
零件规划矩阵的开发过程同产品规划矩阵基本
相同。值得注意的是：由于QFD的分解过程同 产品设计的相关过程是并行交叉进行的，关键 零件特性只有在产品设计方案确定之后才能确 定。因此，在进行零件规划之前先应选择能满 足顾客需求的产品最佳设计方案。
部件特征要求；
工艺计划阶段：零部件特征要求由过程方案阶段质量屋转换成对
制造工艺的要求；
生产计划阶段：制造工艺要求最后由生产计划阶段的质量屋转换
成具体的生产要求。 市场顾客需求通过一系列的转换最终由生产要求来满足。这一系 列的需求转换过程就是系统的QFD技术过程
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
2、系统的质量功能配置过程及其特点 由前面的叙述可知，产品开发各阶段质量屋的建立目的是进行
需求变换。
产品规划阶段：来自市场顾客的原始需求,由产品规划阶段质量
屋转换成为工程特征要求，即通常意义上的工程设计目标要求；
零件展开阶段：工程特征要求经零部件设计阶段质量屋转换成零
关 键 工 艺 特 征
分
按 手 册 进
保 温 时 间
保 温 温 度
进 给 量
车 削 深 度
齿 运 动 机
滚 刀 磨 损
行
构
检
精
刀 具 磨 损
剃电 齿 电流 刀 流大 磨 频小 损率
砂 轮 磨 损
磨 削 深 度
磨啮 进轮 合 给齿 速 量精 度
度
检 测 加 工 精 度
关键零件特征及其规范 查
度
齿轮硬度 HB XXX
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
3、工艺规划矩阵 工艺规划矩阵的开发步骤同零件规划矩阵也是 基本类似，从零件规划矩阵是选择的关键零件 特性被配置到工艺规划矩阵中，成为工艺规划 矩阵的输入。
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
工艺规划矩阵包含以下两个条件的工艺特性：
产品规划
产品技术 需求
顾
客 需 求
产品规 划矩阵
零件展开
关键零件 特性
产品
技术 零件规划 需求 矩阵
工艺计划
关键工序
关 键 零
件 工艺规划 特 矩阵
性
生产计划
关键工艺/质 量控制参数
关
键 工艺/质量 工 控制矩阵
序
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
3、质量屋的结构
质量特性 之间的相关程度
价格适中 ５
○
◎
４３４
技术竞争我性们评价５ ４ ４ ４ ５ 说明：
A ２ ５ ３ ２ ４ １＝低 ５＝高
△负相关
B ３ ４ ４ ４ ３ ○强相关
◎强正相关
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
三、QFD在减速箱研制过程中的应用 减速箱是机械传动中很常用的一种装置，它的
质量可以影响到整个设备的工作情况。下面以减 速箱为例，说明QFD在其设计质量控制中的应用 。
质量屋（HOQ）的构成。 QFD实例
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
一、质量功能展开概述
1、QFD的概念：质量功能展开(Quality
Function
Deployment, QFD)是一种立足于在产品开发过程中最大限
度地满足顾客需求的系统化、用户驱动式的质量保证方法。
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第二节 可靠性设计
主要内容：
可靠性基本概念； 可靠性指标； 系统可靠性设计。
第七章 质量功能展开与可靠性设计 第二节 可靠性设计
一、可靠性概念
表1-1 复杂性对系统可靠性的影响
组成系统部 件个数
单个部件可靠性
99.999%
99.99%
99.9%
系统可靠性
10 100 250 500 1000 10000 100000 1000000
如果用随机变量T表示产品从开始工作到发生
失效或故障的时间，若用t表示某一指定时刻 。显然：可靠度函数R(t)可以看作事件 “T>t”的概率， R(t)＝P (T ＞t)
第七章 质量功能展开与可靠性设计
3、应用领域及公司：可适于各行业应用。 福特公司、通用汽车公司、克莱思勒公司、 惠普公司、 麦道公司、 施乐公司、电报电话公司等都相继采用了 QFD。
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
二、QFD的原理 1、 QFD过程原理
目前尚没有统一的QFD定义。但对QFD的一些认识是共同的。质 量功能展开过程由产品规划、零件展开、过程方案和生产计划四 个阶段组成。这四个阶段是一个并行过程，通过这些过程，顾客 需求被逐步展开成为设计要求、零件特性、制造作业和生产要求 。 质量功能展开主要采用质量屋（于House of Quality,HOQ） 的基本结构。利用质量屋将顾客需求逐层展开，确定提高顾客满 意度的关键质量特性，确定影响关键质量特性的关键零部件，确 定影响关键零部件的关键工艺过程，确定关键工艺的关键生产要 求与保证手段
（2）
工程措施的测量单位 工程措施的重要度
本产品 A公司产品
（4） （7）
（6）
……
N公司产品 技术难度
目标值
（8） （9）
△ ◎◎
○
顾客需求
调尺卡成脂 味 寸 路 本 肪 市场竞争性评价
重要 成
里控
度分
制
我们 A B
口味好 ４ ◎
△
○３４５
营养丰富 ４ ○
◎
◎３２３
视觉效果美观 ３
◎
△△３ ５ ４
关
键
齿轮
轴 轴承 电动机 润滑油
零
件
日
零件规划矩阵
特 性 材 硬 强 精材 强 类 精 功 转 类 黏
料 度 度 度料 度 型 度 率 速 型 度
技术需求 目标值 重要度
可靠性
99% 7.5
使用寿命
6年
9
价格
1500元 7.9
零 件 特 性 目 标 值
权重 24 95 118 94 24 172121 71 24 71 24 149
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
经过调查、分析和整理后的减速箱顾客需求
功能要求
经济性 可靠性 维修性
ห้องสมุดไป่ตู้结构
性能
价格 效率 无故障性 耐用性 维修性
4 外形尺寸小 5 密封性好 9 承载能力大 5 速度变化小 6 振动噪声低 8 价格适中 6 传动效率高 8 安全可靠 9 使用寿命长 7 维修方便
齿轮强度 XXXX Pa
齿轮精度 XXXX 级
工 艺 规 范
程 序
r/Min Min/rum um
Hz um um
um DegMin/rMin mm
检
级
A
级测
规
程
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
4、质量控制规划
从目前的国外应用实践来看，各个企业在质量控制规
划阶段所采用的QFD矩阵差别很大，几乎没有形成一个 比较规范的格式。
了 QFD
解
顾 客
策划成产品
要
求
满
足
产
顾
品
客
要
求
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
2、产生：QFD于60年代初起源于日本，进入80年代以后 逐步得到欧美各发达国家的重视并得到广泛应用。
实例： QFD起源于日本三菱重工，为了保证建造复杂货轮的每 一个步骤都适合客户的具体要求。1966，赤尾洋二教授 提出了QFD设计理论方法。丰田公司于70年代采用QFD 后，其新产品开发成本下降了61%，开发周期缩短了1/3 ，产品质量也得到了相应的改进。
质量特性
要求质量和质量特性 之间的关系矩阵
计划质量 市场竞争能力评 价
要求质量重要度 要求质量
质量特性重要度 技术竞争能力评价
设计质量
第七章 质量功能展开与可靠性设计
第一节 质量功能展开(QFD)
①顾客需求质量；通过市场调研得到的 顾客直接的质量要求，顾客质量要 求应分层，并确定权重；
② 质量特性：产品具体的工程质量特 性；
99.0%
90.44% 36.60% 8.11% 0.66% ＜0.1% ＜0.1% ＜0.1% ＜0.1%
第七章 质量功能展开与可靠性设计 第二节 可靠性设计
可靠性定义：指产品（包括零件和元器件、整
机设备、系统）在规定的条件下和规定的时间内 完成规定功能的能力。
可靠性涉及产品、规定条件、规定时间、规定
可靠度R (t)、 不可靠度(或称故障概率)F (t)、 故障密度函数f (t) 平均寿命MTTF( 可修复产品MTBF) 故障率λ(t)。
第七章 质量功能展开与可靠性设计 第二节 可靠性设计
1）可靠度
可靠度：产品在一定条件下和一定时间t内不
发生故障而完成规定功能的概率称为产品的可 靠度，记为R(t)。