设计质量控制技术分析.pptx

《设计质量控制技术分析.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设计质量控制技术分析.pptx（96页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、第五讲第五讲 设计质量控制设计质量控制内容：内容：案例分析案例分析-意大利汽车制造商兰博基尼意大利汽车制造商兰博基尼v5.1 设计质量概述设计质量概述v5.2 设计质量控制分析设计质量控制分析v5.3 设计质量控制技术设计质量控制技术v5.4 设计质量控制实施设计质量控制实施重点和难点：重点和难点：v理解并掌握质量功能展开方法QFDv理解田口设计方法的基本思想v掌握正交试验设计法案例分析案例分析-意大利汽车制造商兰博基尼意大利汽车制造商兰博基尼 理念设计理念设计-兰博基尼兰博基尼MIURA和兰博基和兰博基尼的所有新车的命名一样，都是与牛有尼的所有新车的命名一样，都是与牛有关。关。MIURA是西

2、班牙著名的养牛人，是西班牙著名的养牛人，是蛮牛之父；而是蛮牛之父；而Lamborghini则是兰博则是兰博基尼之父，他们的组合强调了兰博基尼基尼之父，他们的组合强调了兰博基尼的的品牌文化和个性品牌文化和个性，也寓意比牛更牛。，也寓意比牛更牛。兰博基尼就意味着纯粹、极致与永不妥兰博基尼就意味着纯粹、极致与永不妥协，这正是兰博基尼品牌所坚持的核心，协，这正是兰博基尼品牌所坚持的核心，MIURA则将这种品牌基因进行了发扬则将这种品牌基因进行了发扬和传承。和传承。1966年年3月在日内瓦车展全球首发的兰博基尼月在日内瓦车展全球首发的兰博基尼MIURA P400，是兰博基尼的首席工程师达拉瑞和设计大师甘

3、迪尼共同完成的是兰博基尼的首席工程师达拉瑞和设计大师甘迪尼共同完成的大作。该经典车型的设计包括外型设计、动力总成设计、底盘大作。该经典车型的设计包括外型设计、动力总成设计、底盘设计、空力设计、内饰设计等方面。设计、空力设计、内饰设计等方面。 前卫而时尚的外型设计前卫而时尚的外型设计：圆润而流畅的车：圆润而流畅的车身线条，至美的腰线，低矮的底盘，前长身线条，至美的腰线，低矮的底盘，前长后短的完美车身比例：细节上，双圆头灯后短的完美车身比例：细节上，双圆头灯设计，以及融合了前翼子板的一体式车身设计，以及融合了前翼子板的一体式车身前罩以及头灯和前罩上的黑色格栅装饰，前罩以及头灯和前罩上的黑色格栅装饰

4、，则都是提升则都是提升MIURA细节的关键。另外，通细节的关键。另外，通过控制车身比例以及各种细节处理的空力过控制车身比例以及各种细节处理的空力设计，让设计，让MIURA外表更显优雅和性感。外表更显优雅和性感。史无前例的引擎布局史无前例的引擎布局：60年代，它将一具年代，它将一具排量为排量为3.9L、最大输出功率、最大输出功率350马力的马力的V12引擎横置于车辆的后轴之上，同时采引擎横置于车辆的后轴之上，同时采用后轮驱动。直至今日，兰博基尼依旧是用后轮驱动。直至今日，兰博基尼依旧是中置后驱这一动力布局方式最坚定的支持中置后驱这一动力布局方式最坚定的支持者和领先者。而中置后驱这一动力布局方者和

5、领先者。而中置后驱这一动力布局方式对于现今的超跑发展和性能提升起到了式对于现今的超跑发展和性能提升起到了一个怎样的影响。一个怎样的影响。速度之王：速度之王：为了向世人展示为了向世人展示Countach的强大威力，兰博基尼策划了一次与法的强大威力，兰博基尼策划了一次与法国的国的“幻影战略轰炸机幻影战略轰炸机”的比赛。在长度的比赛。在长度为为4000米的飞机跑道上的速度之争的结米的飞机跑道上的速度之争的结果是：幻影以果是：幻影以10.8秒到达终点秒到达终点 ，Countach仅以仅以1.9秒的微弱差距屈居次秒的微弱差距屈居次席，从此获得席，从此获得“欲与飞机试比高的跑车欲与飞机试比高的跑车”的美誉

6、。的美誉。第第1节节设计质量控制概述设计质量控制概述v产品成本的产品成本的70-80%70-80%取决于产品的设计；取决于产品的设计；v设计决定了新产品的质量；设计决定了新产品的质量；v产品功能只能由设计来决定；产品功能只能由设计来决定；v产品最终能否满足用户要求关键取决于产品设计。产品最终能否满足用户要求关键取决于产品设计。1、新产品的研发、新产品的研发1）新产品/服务开发的重要性有利于增强企业的市场竞争力有利于增强企业的市场竞争力有利于扩大市场份额有利于扩大市场份额适应个性化定制生产的需要适应个性化定制生产的需要产品更新换代的需要产品更新换代的需要研究与开发的费用不再是一项费用，而认为是研

7、究与开发的费用不再是一项费用，而认为是对企业未来的一项投资，是对企业未来的一项投资，是“对企业未来的投保对企业未来的投保”v 新产品开发时间占总开发时间的近新产品开发时间占总开发时间的近60%；v 新产品开发费用占总费用的新产品开发费用占总费用的6%左右，但影响总费用的左右，但影响总费用的70%，而波音公司中影响总成本的，而波音公司中影响总成本的83%；v 新产品开发决定生产率的新产品开发决定生产率的70-80%;v 新产品开发影响新产品开发影响40%的质量问题。的质量问题。概念设计概念设计设计开发设计开发设计使用设计使用制造装配制造装配新产品开发阶段新产品开发阶段改变设改变设计引起计引起的成

8、本的成本 表1：近年来各国R&D经费占GDP的比值（%）国家国家日本日本美国美国法国法国英国英国韩国韩国巴西巴西印度印度中国中国R&D/GDP2.82.72.422.082.01.10.90.5公司公司通用通用福特福特克莱斯勒克莱斯勒大众大众丰田丰田本田本田日产日产研发费/销售额5.14.43.53.75.04.55.9表表2 2：几家主要汽车公司研发费用占销售额的比重：几家主要汽车公司研发费用占销售额的比重2 2）现代企业中的）现代企业中的R&DR&D重视现状重视现状产品产品R&D对开发周期、成本、质量和制造效率影响对开发周期、成本、质量和制造效率影响设计时间设计时间 55 55制造制造22

9、22装配时间装配时间 2323产品开发时间产品开发时间 100% 100%产品开发周期影响产品开发周期影响设计阶段设计阶段制造阶段制造阶段材料采购材料采购阶段阶段 产品成本的决定因素构成及实际成本消耗构成示意图产品成本的决定因素构成及实际成本消耗构成示意图因素因素实际成本消耗实际成本消耗BoothroydBoothroyd引用福特公司的报告表明，尽管产品设计和工艺引用福特公司的报告表明，尽管产品设计和工艺费用只占整个产品费用的费用只占整个产品费用的6%6%，却影响了总费用的，却影响了总费用的70%70%以上，以上，见下图。见下图。成本影响：成本影响： Sohlenius G. Sohleniu

10、s G.以波音公司为例进行分析后指出：一般产以波音公司为例进行分析后指出：一般产品成本的品成本的83%83%以上由产品设计阶段决定，而这一阶段本身以上由产品设计阶段决定，而这一阶段本身所占有的费用仅为产品全部成本的所占有的费用仅为产品全部成本的7%7%以下，见下图。以下，见下图。决策成本决策成本消耗成本消耗成本产品设计产品设计过程设计过程设计制造制造装配与维护装配与维护O20406080100产品生命周期产品生命周期设计阶段设计阶段原形制造阶段原形制造阶段产品开发过程产品开发过程成本曲线（波音）成本曲线（波音）3 3）新产品的概念）新产品的概念 （1 1）概念）概念 从生产技术角度来看：从生产

11、技术角度来看： 采用新技术、新材料、新工艺，采用新技术、新材料、新工艺，在技术、性能、功能、结构、在技术、性能、功能、结构、材质等一方面或几方面具有先进性或独创性的产品，且材质等一方面或几方面具有先进性或独创性的产品，且显著显著提高性能、扩大功能。提高性能、扩大功能。 新产品指在产品特性、材料性能和技术性能等方面或仅一新产品指在产品特性、材料性能和技术性能等方面或仅一方面具有先进性或独创性的产品。方面具有先进性或独创性的产品。 新原理新原理新结构新结构新技术新技术新工艺新工艺新材料新材料新产品新产品满足需要满足需要有价值有价值有竞争力有竞争力（2 2）新产品的分类）新产品的分类 按新产品的新颖

12、程度：按新产品的新颖程度： 改进型产品改进型产品 换代产品换代产品 创新产品创新产品 按新产品的地域范围分：按新产品的地域范围分： 国际新产品国际新产品 国内新产品国内新产品 地区新产品地区新产品（3） 新产品研发的方向新产品研发的方向 高能化、多能化高能化、多能化 微型化、轻便化微型化、轻便化 个性化、高效化个性化、高效化 复合化、多样化复合化、多样化 智能化、知识化智能化、知识化 艺术化、品味化艺术化、品味化 绿色化、美观化绿色化、美观化为什么产品研发的失败率那么高？（4 4）新产品研发风险新产品研发风险3000原始想法300提议125小项目9项开发4项重大1.7启动1成功成功1 2 3

13、4 5 6 7 *产品死亡率：产品死亡率：98.2%新产品是设计人新产品是设计人员的想象员的想象新产品和需求不新产品和需求不匹配匹配营销能力不足营销能力不足1、设计定义及过程、设计定义及过程1）设计的定义）设计的定义v ISO9001:2008标准对设计的定义标准对设计的定义是是“设计和开发是将设计和开发是将要求转换为产品、过程或体系的规定的特性或规范的一组要求转换为产品、过程或体系的规定的特性或规范的一组过程。过程。”设计过程设计过程转换转换输入输入输出输出顾客或市场信息顾客或市场信息法律法规法律法规组织附加要求组织附加要求产品图样及质量特性产品图样及质量特性规定的产品特性或规范规定的产品特

14、性或规范后续的产品实现过程后续的产品实现过程测量过程的产品信息测量过程的产品信息服务规范或质量控制规范服务规范或质量控制规范2）设计的过程）设计的过程客户市场客户市场营销营销销售销售前期研究前期研究产品设计产品设计工艺设计工艺设计客户市场客户市场生产生产新产品概念新产品概念促销促销响应响应需求需求客户要求客户要求产品规范产品规范生产订单生产订单产品产品市场管理市场管理产品开发产品开发生产制造生产制造产品设计简图产品设计简图产品设计过程一般包括九个阶段产品设计过程一般包括九个阶段： 产品理念形成产品理念形成 顾客未来需求预测顾客未来需求预测 技术选择阶段技术选择阶段 技术开发阶段技术开发阶段 最

15、终产品定义阶段最终产品定义阶段 产品营销与分销准备阶段产品营销与分销准备阶段 产品设计与评价阶段产品设计与评价阶段 制造系统设计阶段制造系统设计阶段 产品制造、交付和使用阶段产品制造、交付和使用阶段 一般来讲，一个完整的新产品开发过程包括一般来讲，一个完整的新产品开发过程包括产品创意产品创意、产产品设计品设计、工艺设计、工艺设计、装配设计装配设计与与流程选择流程选择，以及，以及市场导入市场导入等一等一系列活动。系列活动。产品设计过程包括产品的产品设计过程包括产品的需求分析、产品构思、可行性论证、需求分析、产品构思、可行性论证、结构设计结构设计。工艺设计按产品设计要求，安排或规划出从原材料加工成

16、产品工艺设计按产品设计要求，安排或规划出从原材料加工成产品所需要的一系列所需要的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备要求等加工过程、工时消耗、设备和工艺装备要求等的说明的说明。装配设计指装配设计指产品装配过程进行深入分析，设计出能够实现产品产品装配过程进行深入分析，设计出能够实现产品设计优化组合的装配流程，其主要目标是使装配成本最小化。设计优化组合的装配流程，其主要目标是使装配成本最小化。产品设计试制：试制计划是一个反复进行设计试制试验的产品设计试制：试制计划是一个反复进行设计试制试验的循环过程。循环过程。市场导入是将所开发的产品引入市场。市场导入是将所开发的产品引入市场。3）产品设计）产

17、品设计（1）产品构思需求分析需求分析产品功能产品功能干预指令干预指令协调协调输入输入结构设计结构设计工艺设计工艺设计协调协调产品规格产品规格干预指令干预指令中间结果中间结果中间结果中间结果工艺计划工艺计划中间结果中间结果协调结果协调结果协调结果协调结果（2）结构设计过程）结构设计过程需求需求环境环境功能需求功能需求 设计参数设计参数 结构设计结构设计过程过程工艺需求工艺需求工艺变量工艺变量 工艺设计工艺设计过程过程生产指令生产指令生产过程生产过程技术活动技术活动生产生产活动活动物理域物理域功能域功能域顾客域顾客域制造域制造域1993年，在企业流程重构：管理革命的宣言一书中，哈默教授提出了企业流

18、程再造：物流转换、位置转换、交易转换和信息转换（3 3）工艺设计）工艺设计工艺设计含义：工艺设计含义： 按产品设计要求，安排或规划出从原材料加工成产品所需要的一按产品设计要求，安排或规划出从原材料加工成产品所需要的一系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。系列加工过程、工时消耗、设备和工艺装备需求等的说明。 作用：作用： 确定制造工艺及相应的后勤支持活动。确定制造工艺及相应的后勤支持活动。 设计加工产品所需设计加工产品所需加工步骤、方法加工步骤、方法和和设备设备、工具工具 是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。是结构设计过程和制造过程之间的桥梁。 工艺过程：工艺过程： 是工艺路线和工

19、艺方法的总和，前者解决原材料、半成品按照什么路线、经过哪些工序转变为产成品；后者解决用什么生产运作手段和操作方法来实现各工序的功能2）程序： 产品图纸的工艺分析和审查产品图纸的工艺分析和审查 拟订工艺方案拟订工艺方案 编制工艺规程编制工艺规程 设计、制造和调整工艺装备；设计、制造和调整工艺装备；决定加工毛坯决定加工毛坯（材料和尺寸）（材料和尺寸）选定加工条件选定加工条件计算加工时间计算加工时间制定加制定加工工艺工工艺选择机床选择机床决定加工工序决定加工工序内的操作顺序内的操作顺序选择工装选择工装零件图零件图构想构想概念概念分析分析开发开发产品创意产品创意设计方案设计方案盈利分析盈利分析技术工艺

20、技术工艺4）产品设计与生产过程）产品设计与生产过程 试产试产测试测试试销试销上市上市尝试生产尝试生产性能测试性能测试尝试销售尝试销售规模上市规模上市调整调整产品调整产品调整2、面向质量的产品设计、面向质量的产品设计设计产品时，首先必须回答许多问题？设计产品时，首先必须回答许多问题？ 例如，何为顾客所需的功能？目前产品具备哪些功能？例如，何为顾客所需的功能？目前产品具备哪些功能？产品所选用的材料有和局限性？有更好的材料可用吗？生产该产品所选用的材料有和局限性？有更好的材料可用吗？生产该产品需要多少成本？需要多少成本才能使产品在市场上获得成产品需要多少成本？需要多少成本才能使产品在市场上获得成功？

21、功？何谓面向质量的产品设计？何谓面向质量的产品设计？ 质量有许多不同的维度，每个维度都有其不同的设计问题。质量有许多不同的维度，每个维度都有其不同的设计问题。何谓关键性能特征？顾客需要多少性能？多少性能是不必要的？何谓关键性能特征？顾客需要多少性能？多少性能是不必要的？如何平衡性能的各竞争性维度之间的关系？如何平衡性能的各竞争性维度之间的关系？工程师设计与需求？工程师设计与需求？ 设计工程师需从营销和生产部门获得信息，了解顾客需求、设计工程师需从营销和生产部门获得信息，了解顾客需求、营销需求和实际生产状况。营销需求和实际生产状况。电视电视遥控器遥控器3、设计质量与产品质量、设计质量与产品质量

22、国际标准化组织（国际标准化组织（ISO）指出了产品质量包含以下四个方面：）指出了产品质量包含以下四个方面：v 1）与确定产品需要有关的质量）与确定产品需要有关的质量市场调研质量市场调研质量-符合性质量。符合性质量。 v 2）与产品）与产品设计有关的质量设计有关的质量设计质量设计质量-经济性质量经济性质量。v 3）与产品设计的符合性有关的质量）与产品设计的符合性有关的质量制造质量制造质量-适用性质量。适用性质量。v 4）与产品保障有关的质量）与产品保障有关的质量顾客质量顾客质量-可靠性质量。可靠性质量。设计质量设计质量是指所设计的产品是否能够满足顾客需求，性能是否是指所设计的产品是否能够满足顾客

23、需求，性能是否易于制造和维护，经济性是否合理，对生态环境是否造成危害、易于制造和维护，经济性是否合理，对生态环境是否造成危害、风险是否最小等。风险是否最小等。设计质量设计质量是产品质是产品质量最核心最关键的量最核心最关键的部分部分4、设计质量要素、设计质量要素 控制因素控制因素 为了改进产品的质量特性，在为了改进产品的质量特性，在技术上能控制其水技术上能控制其水平的因素。平的因素。 标示因素标示因素 维持环境与使用条件等方面的因素，其水平值在维持环境与使用条件等方面的因素，其水平值在设计前就已经确定。设计前就已经确定。 信号因素信号因素 为了实现目标结果而选取的因素，指产品质量特为了实现目标结

24、果而选取的因素，指产品质量特性需要达到的目标值。性需要达到的目标值。 误差因素误差因素根据误差因素对产品质量特性产生波动的原因，可分为：根据误差因素对产品质量特性产生波动的原因，可分为： 1 1）外部干扰）外部干扰 环境因素和使用条件发生变化而影响产品质量稳定性的干扰因环境因素和使用条件发生变化而影响产品质量稳定性的干扰因素。素。 2 2）内部干扰）内部干扰 产品存放或使用中，其组成部分随时间的推移而老化、磨损、产品存放或使用中，其组成部分随时间的推移而老化、磨损、腐蚀、蠕变以及失效等现象，从而影响产品正常发挥其功能的干扰腐蚀、蠕变以及失效等现象，从而影响产品正常发挥其功能的干扰因素。因素。

25、3 3）随机干扰）随机干扰 在同一设计制造条件下，由于操作人员、材料、机器设备、环在同一设计制造条件下，由于操作人员、材料、机器设备、环境等方面存在波动，从而使产品质量特性值发生波动的干扰因素。境等方面存在波动，从而使产品质量特性值发生波动的干扰因素。 设计质量控制可以有效地控制和衰减外部干扰、内部干扰和随设计质量控制可以有效地控制和衰减外部干扰、内部干扰和随机干扰引起的质量波动，而制造过程中的质量控制只能控制由随机机干扰引起的质量波动，而制造过程中的质量控制只能控制由随机干扰引起的质量波动。干扰引起的质量波动。5、设计质量模型、设计质量模型v 产品质量设计模型包含的基本要素有：设计参数（控制

26、因产品质量设计模型包含的基本要素有：设计参数（控制因素素+标示因素）、误差因素（噪音因素）、信号因素（即标示因素）、误差因素（噪音因素）、信号因素（即输入因素）、质量特性（即输出特性）。输入因素）、质量特性（即输出特性）。v 设计参数和误差因素影响着产品的输出特性值。设计参数和误差因素影响着产品的输出特性值。v 一般而言，不能选择标示因素的水平，它只是在于调节各一般而言，不能选择标示因素的水平，它只是在于调节各个控制因素的水平，寻求控制因素最佳水平与最佳组合。个控制因素的水平，寻求控制因素最佳水平与最佳组合。因此，在产品质量设计模型中，将标示因素归入设计参数因此，在产品质量设计模型中，将标示因

27、素归入设计参数中，不单独列出。中，不单独列出。 产品的质量特性值与对其有影响的设计参数和误差因素产品的质量特性值与对其有影响的设计参数和误差因素有关。有关。 可用函数表示为：可用函数表示为：v 产品的质量设计过程中，为了稳定产品性能，就应该使设计产品的质量设计过程中，为了稳定产品性能，就应该使设计输出结果的均值和标准差满足以下两个条件：输出结果的均值和标准差满足以下两个条件：v条件条件1： ，一批产品的质量特性均值应恒等于目，一批产品的质量特性均值应恒等于目标特性值；标特性值；v条件条件2： ，一批产品的质量特性值的标准差，一批产品的质量特性值的标准差应小于目标特性值极限偏差与一常数的比值。应

28、小于目标特性值极限偏差与一常数的比值。z z) )x x, ,f(y0yy ykS1案例案例-福特技术运营福特技术运营v 福特汽车公司新产品设计流程再造革命，制订了全球福特汽车公司新产品设计流程再造革命，制订了全球一体化的产品计划，为了改进质量和降低成本，一体化的产品计划，为了改进质量和降低成本，基本车辆基本车辆底盘的种类减少了底盘的种类减少了50%50%，同时顾客可以得到更多类型和更同时顾客可以得到更多类型和更加个性化的车辆加个性化的车辆每种底盘的模型每种底盘的模型种类增加了种类增加了45%45%。v 福特技术部门利用计算机仿真设计和测试，开发新产福特技术部门利用计算机仿真设计和测试，开发新

29、产品所花时间减少了品所花时间减少了27%27%，从，从3333个月减少到个月减少到2424个月。在计算个月。在计算机辅助设计下设计制图和生产工程使产品质量进一步提高机辅助设计下设计制图和生产工程使产品质量进一步提高了，并且每年可节省了，并且每年可节省50005000万美元和节约更多的时间及材料。万美元和节约更多的时间及材料。v 总之，最新的总之，最新的“五年产品开发计划五年产品开发计划”增加了速度更高、增加了速度更高、性能更好的新车型，而且可节省资金投入性能更好的新车型，而且可节省资金投入110110亿美元。亿美元。第第2节节 设计质量控制分析设计质量控制分析v 设计控制是以保证设计的结果符合

30、人类社会的需要为设计控制是以保证设计的结果符合人类社会的需要为目的，对目的，对设计的整个技术运作过程进行分析、处理、判断、设计的整个技术运作过程进行分析、处理、判断、决策和修正的管理行为决策和修正的管理行为。 v 设计质量控制是按规定程序和规范，设计质量控制是按规定程序和规范，控制和协调各阶控制和协调各阶段的设计工作，段的设计工作，以保证产品的设计质量，及时地以最少的以保证产品的设计质量，及时地以最少的耗费完成设计工作。耗费完成设计工作。v 设计质量控制就是采取一定的方法使设计质量控制就是采取一定的方法使新产品的质量特新产品的质量特征在规定的标准范围内征在规定的标准范围内 。v 设计质量控制应

31、贯穿于设计质量形成的全过程，设计设计质量控制应贯穿于设计质量形成的全过程，设计质量控制的对象是质量控制的对象是设计过程设计过程。1、设计质量控制原则 需求原则需求原则 信息原则信息原则 系统原则系统原则 继承原则继承原则 效益原则效益原则 简化原则简化原则 定量原则定量原则 时间原则时间原则 合法原则合法原则 审核原则审核原则2、设计质量特性分类、设计质量特性分类 输出特性和原因特性输出特性和原因特性 上位特性上位特性 下位特性下位特性 计量特性和计数特性计量特性和计数特性 连续数量连续数量 定性等级定性等级 静态特性和动态特性静态特性和动态特性 恒定不变恒定不变 即时变化即时变化 望目特性、

32、望大特性和望小特性望目特性、望大特性和望小特性v Nominal the bestv The larger the betterv The smaller the better3、设计质量特性分级、设计质量特性分级1 1）设计质量特性分级的重要性）设计质量特性分级的重要性一个产品是由许多零部件组成的，一个产品是由许多零部件组成的，产品的设计就包括零部件产品的设计就包括零部件的设计的设计，产品的设计质量也就由产品及其零部件的设计质量产品的设计质量也就由产品及其零部件的设计质量特性的有机组合和关联所决定的。特性的有机组合和关联所决定的。 如果能识别各个零部件的设计质量特性会对产品的安全性、如果能识

33、别各个零部件的设计质量特性会对产品的安全性、功能、经济性等方面造成某种程度的不利影响，则在设计过功能、经济性等方面造成某种程度的不利影响，则在设计过程中，便可以区别对待各个零部件的设计质量特性。程中，便可以区别对待各个零部件的设计质量特性。零部件重要性分级：零部件重要性分级： 较大的、关键的和重要的零部件，抓住重点，提高这些零部较大的、关键的和重要的零部件，抓住重点，提高这些零部件的设计质量特性；件的设计质量特性； 较小的、次要的零部件，则不必要求较高的设计质量特性较小的、次要的零部件，则不必要求较高的设计质量特性。2）设计质量特性分级的内容）设计质量特性分级的内容 产品的设计质量特性分级涉及

34、到整个产品及其零产品的设计质量特性分级涉及到整个产品及其零部件。部件。 产品的设计质量特性分级首先是针对整个产品而产品的设计质量特性分级首先是针对整个产品而言的；其次，产品的质量是由其零部件的质量特性来言的；其次，产品的质量是由其零部件的质量特性来保障的，因此，设计质量特性分级也要对产品的各个保障的，因此，设计质量特性分级也要对产品的各个零部件进行相应的质量特性分级。零部件进行相应的质量特性分级。 一般对产品性能、安全性能、环保性能以及可能一般对产品性能、安全性能、环保性能以及可能导致用户索赔和抱怨等方面明显影响产品功能的设计导致用户索赔和抱怨等方面明显影响产品功能的设计质量特性进行分级。质量

35、特性进行分级。3）设计质量特性重要度分级方法）设计质量特性重要度分级方法 一般由设计人员运用专业技术知识进行设计质量特性一般由设计人员运用专业技术知识进行设计质量特性的分级，根据产品的总功能，的分级，根据产品的总功能，按照产品按照产品部件部件零件的步零件的步骤进行功能展开，骤进行功能展开，并联系产品及其零部件的设计质量特性并联系产品及其零部件的设计质量特性值的容差进行分级。值的容差进行分级。机械工业产品质量特性重要度分级导则机械工业产品质量特性重要度分级导则JB/T 5058-19914 4）设计质量重要度分级标识）设计质量重要度分级标识 产品设计质量重要度分级的标识常采用产品设计质量重要度分

36、级的标识常采用符号表示法符号表示法和和表表格法格法。（1）符号表示法符号表示法（2）表格法表格法v 对于复杂的零件，尺寸较多，质量特性标注在图样上对于复杂的零件，尺寸较多，质量特性标注在图样上就略显拥挤；宜采用表格法标注设计质量特性。就略显拥挤；宜采用表格法标注设计质量特性。v 采用表格法标注分级要求时，设计专用的表格，规定采用表格法标注分级要求时，设计专用的表格，规定零件的质量特性重要度分级情况和说明，作为独立的文件零件的质量特性重要度分级情况和说明，作为独立的文件发放给施工人员，配合零件的设计图样进行零件的施工。发放给施工人员，配合零件的设计图样进行零件的施工。v 由于表格与图纸分开，施工

37、人员容易忽略零件的设计质量由于表格与图纸分开，施工人员容易忽略零件的设计质量特性重要度分级情况，造成传递效果差，制造质量不能满特性重要度分级情况，造成传递效果差，制造质量不能满足设计质量，最终影响产品质量。足设计质量，最终影响产品质量。5）设计质量评价）设计质量评价（1）设计质量的评价指标设计质量的评价指标v 选用什么特性来表现质量问题，是专业技术人员必须考虑选用什么特性来表现质量问题，是专业技术人员必须考虑的。但的。但选取什么样的特性值及其评价指标和评价方法则是选取什么样的特性值及其评价指标和评价方法则是设计质量控制人员应考虑的问题设计质量控制人员应考虑的问题。v 根据产品的功能特性来评价产

38、品的设计质量特性。可用以根据产品的功能特性来评价产品的设计质量特性。可用以下指标来评价产品的设计质量特性：下指标来评价产品的设计质量特性：部分缺陷、功能特性部分缺陷、功能特性指数、质量损失函数、质量信息熵函数。指数、质量损失函数、质量信息熵函数。（2）设计质量的评价方法设计质量的评价方法 设计质量评价体系设计质量评价体系由技术性评价、经济性评价、市由技术性评价、经济性评价、市场环境评价、生态环境评价、效益和风险评价场环境评价、生态环境评价、效益和风险评价等客观量值等客观量值和主观效用指标体系。和主观效用指标体系。质量评价分为：质量评价分为：（1 1）事前评价事前评价，这是在决定产品或系统是否要

39、进行设计开，这是在决定产品或系统是否要进行设计开发，是对产品进行规划研究时进行的评价；发，是对产品进行规划研究时进行的评价；（2 2）中间评价中间评价，在产品或系统的设计中期所进行的评价；在产品或系统的设计中期所进行的评价；（3 3）事后评价事后评价，指完成产品或系统的设计后，评价设计输，指完成产品或系统的设计后，评价设计输出结果是否达到预期的目标；出结果是否达到预期的目标；（4 4）跟踪评价跟踪评价，产品或系统经过一段时间的使用或运行后，产品或系统经过一段时间的使用或运行后，发现某些想不到的情况，需要重新进行评价。发现某些想不到的情况，需要重新进行评价。（3）设计质量的评价方法设计质量的评价

40、方法v 常用的评价方法有以下几类：常用的评价方法有以下几类：专家评价法、经济分析法、专家评价法、经济分析法、运筹学和其他数学方法、混合法。运筹学和其他数学方法、混合法。第3节设计质量控制技术常用的设计质量控制技术：常用的设计质量控制技术： 质量功能展开质量功能展开（Quality Function Deployment，QFD） 发明问题解决理论发明问题解决理论（Theory of Inventive Problem Solving，TRIZ）田口方法田口方法（Taguchis Method） QFD、TRIZ和稳健设计的和稳健设计的集成应用集成应用举例举例 丰田公司于丰田公司于7070年代采

41、用了年代采用了QFDQFD以后，取得了巨大的经济以后，取得了巨大的经济效益，其新产品效益，其新产品: 开发成本下降了开发成本下降了61%61%， 开发周期缩短了开发周期缩短了1/31/3， 产品质量也得到了相应的改进。产品质量也得到了相应的改进。1、质量功能展开、质量功能展开 质量功能展开于质量功能展开于20世纪世纪70年代初起源于日本的三菱重年代初起源于日本的三菱重工，由日本质量管理大师工，由日本质量管理大师赤尾洋二赤尾洋二(Yoji Akao)和和水野滋水野滋(Shigeru Mizuno)提出，旨在时刻确保产品设计满足顾提出，旨在时刻确保产品设计满足顾客需求和价值。客需求和价值。 上世纪

42、八十年代以后逐步得到欧美各发达国家的重视并上世纪八十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。从得到广泛应用。从QFD的产生到现在三十年来，其应用已涉的产生到现在三十年来，其应用已涉及汽车、家用电器、服装、集成电路、合成橡胶、建筑设备、及汽车、家用电器、服装、集成电路、合成橡胶、建筑设备、农业机械、船舶、软件开发、教育、医疗等领域。农业机械、船舶、软件开发、教育、医疗等领域。 目 前 ，目 前 ， Q F D 已 成 为 先 进 生 产 模 式 及 并 行 工 程已 成 为 先 进 生 产 模 式 及 并 行 工 程(Concurrent Engineering, CE)环境下质量保

43、证最环境下质量保证最热门热门的研究领域的研究领域。对企业提高产品质量、缩短开发周期、降低对企业提高产品质量、缩短开发周期、降低生产成本和增加顾客的满意程度有极大的帮助。生产成本和增加顾客的满意程度有极大的帮助。 1）背景）背景2） QFD概述v 1）狭义的质量功能展开）狭义的质量功能展开，即用目的手段，将形成质量的，即用目的手段，将形成质量的功能乃至业务，以不同的层次展开到具体的部分。功能乃至业务，以不同的层次展开到具体的部分。v 2）质量展开）质量展开，是将顾客的需要转换为图纸和设计要求及，是将顾客的需要转换为图纸和设计要求及产品生产过程中各阶段的要求，以确定产品的设计质量，产品生产过程中各

44、阶段的要求，以确定产品的设计质量，并将其系统、关联地展开到零部件的质量、零件质量、工并将其系统、关联地展开到零部件的质量、零件质量、工艺要求以及工序要求等过程。艺要求以及工序要求等过程。瀑布式质量功能展开瀑布式质量功能展开产品规划产品规划设计矩阵设计矩阵顾顾客客需需求求产品技术产品技术要求要求零件规划零件规划特性矩阵特性矩阵设设计计要要求求关键零件关键零件要求要求工艺工艺/质量质量控制矩阵控制矩阵工工艺艺要要求求工艺工序工艺工序规划矩阵规划矩阵关关键键零零件件要要求求工艺工工艺工序要求序要求生产要求生产要求产品总体设计阶段产品总体设计阶段零部件设计阶段零部件设计阶段工艺设计阶段工艺设计阶段生产

45、系统设计阶段生产系统设计阶段（1 1）顾客需求确认）顾客需求确认 QFD QFD最基本输入，也是最基本输入，也是QFDQFD实施中最关键最困难的工作。实施中最关键最困难的工作。通过各种先进的方法、手段和渠道搜集、分析和整理顾客的通过各种先进的方法、手段和渠道搜集、分析和整理顾客的各种需求，并采用数学的方式加以描述。各种需求，并采用数学的方式加以描述。 市场调研人员市场调研人员选择调研对象选择调研对象调研收调研收集资料集资料需求分类并确定各需求权重需求分类并确定各需求权重（2 2）产品规划）产品规划 产品规划矩阵的构造，满足顾客需求的第一步是尽可能准产品规划矩阵的构造，满足顾客需求的第一步是尽可

46、能准确地将顾客需求转换为满足确地将顾客需求转换为满足这些需求的物理特性这些需求的物理特性。 产品规划的主要任务是将顾客需求转换成设计用的产品规划的主要任务是将顾客需求转换成设计用的技术特技术特性性，并根据并根据顾客需求的竞争性评估和技术需求的竞争性评估顾客需求的竞争性评估和技术需求的竞争性评估，确定各个技术需求的目标值。确定各个技术需求的目标值。（3 3）产品设计方案确定）产品设计方案确定 依据上一步所确定的产品技术需求目标值，进行产品的依据上一步所确定的产品技术需求目标值，进行产品的概念设计和初步设计概念设计和初步设计，并优选出一个最佳的产品整体设计方并优选出一个最佳的产品整体设计方案。案。

47、这些工作主要由产品设计部门及其工作人员负责，产品这些工作主要由产品设计部门及其工作人员负责，产品生命周期中其它各环节、各部门的人员共同参与，协同工作生命周期中其它各环节、各部门的人员共同参与，协同工作。 （4 4）零件规划）零件规划 基于优选出的产品整体设计方案，并按照在产品规划矩基于优选出的产品整体设计方案，并按照在产品规划矩阵所确定的阵所确定的产品技术需求产品技术需求，确定对产品整体组成有重要影响确定对产品整体组成有重要影响的的关键部件关键部件/ /子系统及零件的特性，子系统及零件的特性，利用失效模型及效应分利用失效模型及效应分析析(FMEA)(FMEA)、故障树分析、故障树分析(FTA)

48、(FTA)等方法对产品可能存在的故障等方法对产品可能存在的故障及质量问题进行分析，以便采取预防措施。及质量问题进行分析，以便采取预防措施。（5 5）零件设计及工艺过程设计）零件设计及工艺过程设计 根据零件规划中所确定的关键零件的特性及已完成的产根据零件规划中所确定的关键零件的特性及已完成的产品初步设计结果等，进行产品的详细设计，品初步设计结果等，进行产品的详细设计，完成产品各部件完成产品各部件/ /子系统及零件的设计工作，选择好工艺实施方案，完成产子系统及零件的设计工作，选择好工艺实施方案，完成产品工艺过程设计，包括制造工艺和装配工艺。品工艺过程设计，包括制造工艺和装配工艺。 （6 6）工艺规

49、划）工艺规划 通过工艺规划矩阵，确定为保证实现关键产品特征和零通过工艺规划矩阵，确定为保证实现关键产品特征和零部件特征所必须给以保证的部件特征所必须给以保证的关键工艺步骤及其特征，关键工艺步骤及其特征，即从产即从产品及其零部件的全部工序中选择和确定出对实现零部件特征品及其零部件的全部工序中选择和确定出对实现零部件特征具有重要作用或影响的具有重要作用或影响的关键工序关键工序，确定其关键程度。，确定其关键程度。（7 7）工艺）工艺/ /质量控制质量控制 通过工艺通过工艺/ /质量控制矩阵，将关键零件特性所对应的关键工质量控制矩阵，将关键零件特性所对应的关键工序及工艺参数转换为具体的工艺序及工艺参数

50、转换为具体的工艺/ /质量控制方法，包括控制质量控制方法，包括控制参数、控制点、样本容量及检验方法等。参数、控制点、样本容量及检验方法等。2）QFD体系结构和步骤体系结构和步骤QFD的的核心核心是质量屋是质量屋（House of Quality，HOQ）。）。 质量屋是由一系列的二质量屋是由一系列的二维矩阵和图表构成的，根据维矩阵和图表构成的，根据不同的应用目的，质量屋构不同的应用目的，质量屋构成上有一定的差异，但构建成上有一定的差异，但构建质量屋的基本思想和方法是质量屋的基本思想和方法是一致的。一致的。 QFD的质量屋基本上是由的质量屋基本上是由8个不同参数的矩阵图表和一个不同参数的矩阵图表