新產(chǎn)品研發(fā)項目中的質(zhì)量管理活動

1、新產(chǎn)品研發(fā)項目中的質(zhì)量管理活動 時間、質(zhì)量、成本是項目管理最關(guān)心的三個問題。關(guān)于產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)立田口方法(taguchimethod)的田口玄一博士認(rèn)為“所謂產(chǎn)品質(zhì)量，是指產(chǎn)品上市后給社會造成的損失大小，但是由于功能本身造成的損失除外?！惫P者認(rèn)為，一方面，質(zhì)量的概念不僅發(fā)生在產(chǎn)品上市之后，它還貫穿于整個產(chǎn)品研發(fā)過程中，在這個過程里，上游工序?qū)ο掠喂ば虻妮敵?，給下游工序帶來的損失大小即可理解為質(zhì)量。損失意味著成本的增加，因此掌握上游工序的質(zhì)量，可以有效地掌握整個項目的總成本。另一方面，為了縮短項目周期，項目實踐通常會采用大量的并行工程。但任何一項活動，在一定的技術(shù)條件下，總有其合理的執(zhí)行時間，并行

2、工程并不能無限制地壓縮項目周期。因此，提高每一道工序的質(zhì)量，提高開發(fā)一次成功率，能進(jìn)一步地縮短研發(fā)周期。所以，在任何一個項目里，時間、成本、質(zhì)量三者是捆綁在一起的，成功的質(zhì)量管理是新產(chǎn)品研發(fā)項目管理成功的保證。 先期產(chǎn)品質(zhì)量策劃及掌握計劃(advantedproductqualilyplanning&controlplan，apqp)認(rèn)為，產(chǎn)品質(zhì)量主要由產(chǎn)品設(shè)計打算，因此將質(zhì)量管理活動從生產(chǎn)階段提前到研發(fā)階段更為重要。本文將依據(jù)新產(chǎn)品研發(fā)項目的5個工作步驟，分別爭論每個步驟應(yīng)當(dāng)開展的質(zhì)量管理活動。 1新產(chǎn)品研發(fā)項目的5個工作步驟 新產(chǎn)品研發(fā)項目一般包含產(chǎn)品定義、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品驗證、設(shè)計

3、認(rèn)可和產(chǎn)品發(fā)布5個工作步驟: (1)“產(chǎn)品定義”的主要任務(wù)是明確新產(chǎn)品研發(fā)任務(wù)，即提出新產(chǎn)品概念并詳細(xì)化？ (2)“產(chǎn)品設(shè)計”將新產(chǎn)品概念變?yōu)榧夹g(shù)方案，形成數(shù)模、圖樣等一系列技術(shù)文件。 (3)“設(shè)計驗證”則通過虛擬驗證和實物驗證手段，對技術(shù)方案進(jìn)行驗證試驗，并出具試驗報告。 (4)“設(shè)計認(rèn)可”依據(jù)試驗報告，審查技術(shù)方案是否合格并是否滿意最初的新產(chǎn)品概念要求，若滿意，則進(jìn)入下一步驟，若不滿意，則要啟動設(shè)計變更流程，修改設(shè)計。 (5)“產(chǎn)品發(fā)布”指產(chǎn)品經(jīng)過設(shè)計認(rèn)可程序，確認(rèn)已滿意最初的新產(chǎn)品概念要求后，向生產(chǎn)、銷售部門發(fā)放必要的技術(shù)檔案。 2新產(chǎn)品研發(fā)項目中的質(zhì)量管理活動 依據(jù)新產(chǎn)品研發(fā)項目中不同

4、步驟的不同工作目的和內(nèi)容，5個工作步驟分別有著不同的質(zhì)量管理活動。 2.1第一步：產(chǎn)品定義 開發(fā)一款新產(chǎn)品，首先要弄清晰要開發(fā)一款什么樣的產(chǎn)品，即新產(chǎn)品概念。開發(fā)新產(chǎn)品的目的是要填補市場空白，攫取利潤，因此新產(chǎn)品概念必需來自于市場，來自于顧客的需求。了解市場和顧客的手段就是市場調(diào)研，比如“顧客的聲音”(voiceofcustomer，voc)。市場調(diào)研活動至少要能夠回答以下3個問題：一是顧客的功能需求和心理需求是什么，二是如何與現(xiàn)有的競爭產(chǎn)品形成差異，三是市場將來預(yù)期可以接受的產(chǎn)品價位是多少。這3個問題的答案多數(shù)狀況下是不精確的定性描述，必需轉(zhuǎn)化為工程技術(shù)“語言”，才能指導(dǎo)工程師開展設(shè)計工作。

5、這個轉(zhuǎn)化活動稱之為目標(biāo)設(shè)定(targetsetting)。而科學(xué)地完成這項轉(zhuǎn)化的質(zhì)量管理活動是“質(zhì)量功能綻開”(qualityfunctiondeployment，qfd)。qfd實際上就是將市場反饋的3個定性答案，通過層次分析法(analytichierarchyprocess，ahp)，層層分解為產(chǎn)品特性、部件特性、過程特性和生產(chǎn)特性。qfd的簡略示意如圖2所示。但作為產(chǎn)品定義，目前只需要分解到部件特性就可以了。例如顧客期望他的汽車起步要快，那么“翻譯”成產(chǎn)品特性就是汽車動力性要好，再往部件一級“翻譯”就是需要一臺低速大扭矩的發(fā)動機(jī)。 但是顧客的需求是多種多樣的，并不是每樣需求對顧客都同等

6、重要，因此需要使用kano模型對顧客的需求進(jìn)行區(qū)分。kano模型將顧客需求分為基本型需求、期望型需求和興奮型需求3種。 基本型需求是顧客要求產(chǎn)品“必需有”的屬性或功能。當(dāng)需求不滿意時，顧客很不滿足；當(dāng)需求滿意時，顧客就無所謂滿足不滿足了。期望型需求指顧客期望得到的，但不是必需的需求。這類需求的滿意和顧客的滿足度基本呈線性正相關(guān)關(guān)系。 興奮型需求指產(chǎn)品具備一些完全出乎顧客意料，能使顧客產(chǎn)生驚喜的屬性或功能。當(dāng)這類需求不滿意時，顧客無所謂，但假如滿意時，顧客的滿足度將會得到極大的提高。 依據(jù)這3個類型，不同的顧客需求被賦予不同的權(quán)重，其中基本型需求應(yīng)當(dāng)被賦予最高的權(quán)重，興奮性需求次之，期望型需求最

7、低。kano模型為qfd將顧客需求向產(chǎn)品特性轉(zhuǎn)化供應(yīng)了權(quán)重輸入。 通過qfd和kano模型可精確地解讀顧客需求，但新產(chǎn)品又該如何與其他競爭產(chǎn)品形成差異化呢?這個問題的答案很難通過一個簡潔的產(chǎn)品市場定位和目標(biāo)客戶定位來進(jìn)行描述。大量滿意顧客的期望型需求和興奮型需求當(dāng)然可以領(lǐng)先于競爭產(chǎn)品，但在成本約束下，新產(chǎn)品不可能為了形成產(chǎn)品差異，無限制地滿意顧客的這兩類需求。對標(biāo)分析(benchmarking)則可以量化地解答這個問題。對標(biāo)分析指對新產(chǎn)品的競爭產(chǎn)品進(jìn)行各種功能、性能試驗，甚至拆借和測量，以了解競爭產(chǎn)品所處的技術(shù)狀態(tài)，包括結(jié)構(gòu)形式和技術(shù)參數(shù)。比如前面舉到的例子，顧客需要一臺低速大扭矩的發(fā)動機(jī)，那

8、么如何設(shè)定轉(zhuǎn)速和該轉(zhuǎn)速下的扭矩輸出才合適呢？通過調(diào)查競爭產(chǎn)品的現(xiàn)狀，結(jié)合部件特性的權(quán)重，為權(quán)重高的部件設(shè)定優(yōu)于競爭產(chǎn)品的技術(shù)方案，對權(quán)重低的部件則設(shè)定和競爭產(chǎn)品持平甚至略低于競爭產(chǎn)品的技術(shù)方案，這樣新產(chǎn)品和競爭產(chǎn)品之間就可以形成差異了。 這時，另一個問題又出現(xiàn)了新產(chǎn)品根據(jù)qfd提出的方向，參考對標(biāo)分析的結(jié)果，提出了能夠精確滿意市場需求，并有別于競爭產(chǎn)品的技術(shù)方案，但最終這個新產(chǎn)品有可能突破了既定的成本約束，或者說，新產(chǎn)品能否在滿意顧客部分需求就能贏得市場的前提下，適當(dāng)?shù)叵鳒p某些功能，降低成本，增加利潤？這時項目應(yīng)當(dāng)導(dǎo)入“價值工程”(valueengineering，ve)來進(jìn)行成本分解和掌握。

9、價值工程從生產(chǎn)、工藝、包裝、物流、材料、精度等多種角度對技術(shù)方案綻開功能成本分析。qfd得出的產(chǎn)品特性權(quán)重和部件特性權(quán)重，為價值工程的成本分解供應(yīng)了依據(jù)。為了保證新產(chǎn)品最終能滿意顧客的需求，那些權(quán)重更高的產(chǎn)品特性和部件特性將會被安排更多的成本預(yù)算。 上述的爭論說明，新產(chǎn)品定義是一個特別嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，有效的產(chǎn)品定義是新產(chǎn)品質(zhì)量保證的前提。這一步驟的質(zhì)量管理活動的核心是提高市場調(diào)研結(jié)果向產(chǎn)品定義轉(zhuǎn)化的精確度。 2.2第二步：產(chǎn)品設(shè)計 第二步的工作是依據(jù)產(chǎn)品定義開展具體的產(chǎn)品設(shè)計。此時項目關(guān)注的重點不再是設(shè)計一個什么樣的產(chǎn)品，而是怎樣設(shè)計才能實現(xiàn)產(chǎn)品定義的功能，以及怎樣設(shè)計才能提高產(chǎn)品的牢靠性。因此有

10、必要在設(shè)計過程中應(yīng)用穩(wěn)健性設(shè)計方法田口方法。 田口方法可以用圖4進(jìn)行簡要說明。x是輸入?yún)?shù)，y是輸出結(jié)果，m是y的目標(biāo)值，x是x的波動范圍，y是y受x影響后的輸出波動范圍。從圖4可以看出，當(dāng)將系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)設(shè)為x1時，y可以達(dá)到目標(biāo)值m。當(dāng)輸入?yún)?shù)設(shè)為x2時，即使z的波動范圍x不變，y的波動范圍會比輸人參數(shù)設(shè)為x1時要小，因此在設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)時，為了保證輸出結(jié)果的穩(wěn)定，會選擇使用參數(shù)x2。但輸入?yún)?shù)設(shè)為x2時，y偏離了目標(biāo)值m，假如能找到一個與y成線形負(fù)相關(guān)的因素z，設(shè)定為z2，就可以將y值調(diào)整回m。 以汽車電動車窗升降按鈕為例。電動按鈕中有一個觸頭彈簧，當(dāng)顧客撥起或按下按鈕，即開關(guān)閉合時，觸頭

11、間需要保持足夠的接觸壓力。穩(wěn)定而適度的壓力打算了按鈕的有效性，而壓力又取決于彈簧的結(jié)構(gòu)形式、尺寸和材料等。依據(jù)田口方法的3個設(shè)計階段，假定在最初的系統(tǒng)設(shè)計階段，工程師選用了平列雙扭轉(zhuǎn)彈簧方案，那么彈簧的尺寸、材料、旋轉(zhuǎn)角度等參數(shù)有多種的組合可達(dá)到系統(tǒng)要求的壓力。此時工程師需要開展田口方法的第2階段工作參數(shù)設(shè)計。工程師首先建立彈簧的壓力特性模型，然后用正交試驗設(shè)計方法，對全部參數(shù)組合進(jìn)行選擇和計算，最終選用輸出壓力最穩(wěn)定的一組參數(shù)。 但假如設(shè)計電動按鈕的目的是為了保證車窗升降的穩(wěn)定性，而車窗升降的穩(wěn)定性不僅和按鈕觸頭的接觸穩(wěn)定性有關(guān)，還和玻璃導(dǎo)軌對車窗升降阻力的穩(wěn)定性有關(guān)？這時就要開展田口方法的

12、第3階段工作容差設(shè)計，即打算提高按鈕觸頭的穩(wěn)定性還是提高玻璃導(dǎo)軌的穩(wěn)定性，哪種方案對于保證車窗升降穩(wěn)定性的成本更低又或者兩者都需要提高，并接受這種穩(wěn)定性提高所帶來的成本提高。 正如車窗升降的穩(wěn)定性不僅和按鈕觸頭相關(guān)，還和玻璃導(dǎo)軌相關(guān)一樣，一個產(chǎn)品，特殊是如汽車一般的復(fù)雜機(jī)電一體化，托品，產(chǎn)品在使用過程中出現(xiàn)故障的原因是多種多樣的，甚至是多個誘因同時并發(fā)所造成的，假如能在設(shè)計過程中對這些故障和原因做出預(yù)估，并在設(shè)計中加以防范和改善，則可以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的牢靠性。這種預(yù)防設(shè)計缺陷的質(zhì)量管理活動有“設(shè)計潛在失效模式及后果分析”(designfailuremodeandeffectsanalysis，

13、dfmea)和“故障樹分析”(faulftreeanalysis，fta)。 dfmea重在分析影響產(chǎn)品故障的后果和原因，然后提出改進(jìn)措施防止故障出現(xiàn)。fta則重在分析造成產(chǎn)品故障的各種原因，以及各種原因間的層次、規(guī)律和組合關(guān)系，最終確定造成產(chǎn)品故障(即fta中的頂事件)的最根本原因(即fta中的底事件)。 dfmea和fta結(jié)合使用有利于預(yù)防設(shè)計缺陷，提高設(shè)計質(zhì)量。工程師可以在開頭產(chǎn)品設(shè)計之前事先預(yù)估產(chǎn)品在使用過程中可能會出現(xiàn)的故障，即失效模式，或者借鑒競爭產(chǎn)品已發(fā)生的故障，然后用fta找出各種故障的底事件或底事件組合，再用dfmea對各種底事件進(jìn)行成因分析，提出預(yù)防、糾正措施并實施在設(shè)計中

14、。 可以說，田口方法側(cè)重在設(shè)計過程中最大化地提高設(shè)計方案的穩(wěn)定性。而dfmea和fta則重在預(yù)防設(shè)計方案變?yōu)楝F(xiàn)實后可能出現(xiàn)的故障，反過來指導(dǎo)設(shè)計。 2.3第三步：設(shè)計驗證 完成設(shè)計后，就進(jìn)入了對設(shè)計方案進(jìn)行驗證的環(huán)節(jié)。設(shè)計驗證本身就是一項質(zhì)量管理活動，它通過量產(chǎn)前的試驗，模擬量產(chǎn)后的實際使用狀況，觸發(fā)產(chǎn)品可能發(fā)生的問題，讓工程師有機(jī)會在量產(chǎn)前進(jìn)行產(chǎn)品改良，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的牢靠性。 設(shè)計驗證包括虛擬驗證和實物驗證兩種方式。虛擬驗證包括“電子數(shù)字樣機(jī)”(digitalmockup，dmu)分析和“計算機(jī)輔助分析”(computeraidedevaluation，cae)兩類。dmu分析可用于動靜態(tài)

15、干涉、裝配可行性、工具可達(dá)性、人機(jī)關(guān)系等一系列物理性的檢查。cae分析則更多進(jìn)行剛度、強度、模態(tài)、流體、力學(xué)等性能方面的檢查。但許多試驗項目是無法或很難用虛擬手段進(jìn)行模擬的，因此還需要開展實物驗證。實物驗證分為部件臺架試驗和產(chǎn)品整機(jī)試驗。在設(shè)計過程中強調(diào)質(zhì)量管理活動的目的就是為了削減實物驗證的數(shù)量。比如驗證汽車產(chǎn)品牢靠性的綜合耐久試驗，完成一輪試驗一般需要耗費23個月的時間，而且一臺樣車的制造成本，僅物料就有可能是該車型量產(chǎn)售價的56倍，由此可見，盡可能地將質(zhì)量問題解決在產(chǎn)品物理樣機(jī)生產(chǎn)之前，將會大大縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。值得一提的是，假如采用正交試驗法支配驗證計劃，將可以有效地縮短驗證

16、周期和降低驗證成本： 產(chǎn)品驗證中所發(fā)覺的問題，都可以依據(jù)此前fta的解析結(jié)果，快速完成原因“定位”和快速提出改進(jìn)措施，然后更新1)fmea文件，為后續(xù)產(chǎn)品的設(shè)計積累經(jīng)驗。 新產(chǎn)品研發(fā)項目走到這一步，也意味著新產(chǎn)品已經(jīng)定型，產(chǎn)品質(zhì)量已基本確定，設(shè)計驗證只不過是對設(shè)計結(jié)果進(jìn)行查漏補缺的手段而已。所以。每一個新產(chǎn)品研發(fā)項目都應(yīng)當(dāng)將質(zhì)量管理的重心放到設(shè)計驗證之前，靠設(shè)計贏得質(zhì)量。 2.4第四步：設(shè)計認(rèn)可 設(shè)計認(rèn)可本身也是一項質(zhì)量管理活動，而且是新產(chǎn)品研發(fā)項目中最終一道質(zhì)量管理活動。它的目的就是通過一套科學(xué)的程序，對產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量進(jìn)行最終把關(guān)？設(shè)計認(rèn)可不僅審查設(shè)計方案是否滿意設(shè)計任務(wù)書上的技術(shù)要求，還審

17、查基于設(shè)計方案生產(chǎn)出來的產(chǎn)品能否滿意產(chǎn)品定義中的顧客需求。這套程序表面上看好像只是一種形式，但它卻對產(chǎn)品的質(zhì)量把關(guān)起到了至關(guān)重要的作用，它就像一道閥門，假如嚴(yán)格執(zhí)行檢查，那么哪怕有任何一點達(dá)不到產(chǎn)品定義的缺陷，都會被勒令修改設(shè)計，重新經(jīng)歷一遍前面提到的第二、三步驟。 2.5第五步：產(chǎn)品發(fā)布 設(shè)計認(rèn)可通過后，就可以發(fā)布設(shè)計成果了。研發(fā)部門依據(jù)生產(chǎn)部門和銷售部門的需要，將必要的技術(shù)檔案如圖樣、技術(shù)要求、認(rèn)可報告、技術(shù)說明等，一起整理打包發(fā)給生產(chǎn)部門和銷售部門，新產(chǎn)品研發(fā)項目結(jié)束。 3結(jié)語 質(zhì)量管理作為項目管理幾大學(xué)問領(lǐng)域中的一個重要組成部分，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了成熟的理論體系和方法、工具。假如能在新產(chǎn)品研發(fā)項目中有意識地加強使用這些方法和工具，將有利于縮短項目周期和降低項目成本。但是這些方法和工具只有被廣闊的工程技術(shù)人員嫻熟把握和應(yīng)用才能顯示出它們對項目強大的促進(jìn)作用。另外