第五章設(shè)計(jì)過程質(zhì)量管理ppt課件

1、1第五章 設(shè)計(jì)過程質(zhì)量管理面向質(zhì)量的產(chǎn)品設(shè)計(jì).2第一節(jié) 面向質(zhì)量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)一、產(chǎn)品設(shè)計(jì)的DfX方法DfX( DfP、DfD 、DfM、DfR、DfE、DfC)，面向產(chǎn)品生命周期的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，即為產(chǎn)品生命周期內(nèi)某一環(huán)節(jié)或某一要素而設(shè)計(jì)。二、面向質(zhì)量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，通常必需首先回答許多問題：顧客所需的特性有哪些？這些特性哪些是關(guān)鍵特性？如何平衡這些特性之間的關(guān)系？產(chǎn)品可選資料有哪些？產(chǎn)品的可制造性如何保證？產(chǎn)品的可靠性如何保證？需求多少本錢才干使產(chǎn)品在市場(chǎng)上獲得勝利？這些問題的處理方法-面向質(zhì)量的產(chǎn)品設(shè)計(jì).3三、面向質(zhì)量的產(chǎn)品設(shè)計(jì)運(yùn)用的質(zhì)量工程技術(shù) 質(zhì)量工程技術(shù)為產(chǎn)品研制設(shè)計(jì)、技術(shù)改良提供

2、了合理而高效的技術(shù)方法。常用的方法主要有： 質(zhì)量功能展開。它利用關(guān)系矩陣科學(xué)地將顧客的要求轉(zhuǎn)達(dá)化為所開發(fā)產(chǎn)品的規(guī)格要求。 田口三次設(shè)計(jì)。即田口線外質(zhì)量工程，分為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì)三個(gè)階段。此方法可有效地減少產(chǎn)質(zhì)量量特性的動(dòng)搖，加強(qiáng)產(chǎn)品在運(yùn)用過程中的抗干擾才干。 可信性工程。綜合運(yùn)用各種方法提高產(chǎn)品的可信性包括可用性、可靠性、可維修性。價(jià)值工程。價(jià)值工程技術(shù)可防止設(shè)計(jì)人員只著眼于追求高的性能目的，而對(duì)本錢關(guān)懷較少。價(jià)值工程有利于設(shè)計(jì)人員樹立良好的本錢效益觀念，節(jié)約社會(huì)資源。.4第二節(jié) 質(zhì)量功能展開 一、質(zhì)量功能展開QFD的來源與開展 對(duì)于來說，質(zhì)量的定義曾經(jīng)發(fā)生根本性的轉(zhuǎn)變，即從“滿足

3、設(shè)計(jì)需求轉(zhuǎn)變?yōu)椤皾M足顧客需求。企業(yè)確定顧客需求之后，必需將這些需求轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)。 質(zhì)量功能展開QFD，Quality Function Deployment就是將顧客需求轉(zhuǎn)化為功能設(shè)計(jì)的一種方法。有時(shí)這種轉(zhuǎn)化過程也被稱為展現(xiàn)顧客需求。.5二、質(zhì)量功能展開的根本階段1、調(diào)查和分析顧客需求 顧客需求是質(zhì)量功能配置的最根本的輸入。顧客需求的獲取是質(zhì)量功能配置過程中最為關(guān)鍵也是最為困難的一步。要經(jīng)過各種市場(chǎng)調(diào)查方法和各種渠道搜集顧客需求，然后進(jìn)展聚集、分類和整理，并用加權(quán)來表示顧客需求的相對(duì)重要度。 2、顧客需求的瀑布式分解過程采用矩陣也稱為質(zhì)量屋的方式，將顧客需求逐漸展開，分層地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品工程

4、特性、零件特征、工藝特征和質(zhì)量控制方法。在展開過程中，上一步的輸出就是下一步的輸入，構(gòu)成瀑布式分解過程。QFD從顧客需求開場(chǎng)，經(jīng)過四個(gè)階段即四步分解，用四個(gè)矩陣，得出產(chǎn)品的工藝和質(zhì)量控制參數(shù)。這四個(gè)階段是：1產(chǎn)品規(guī)劃經(jīng)過產(chǎn)品規(guī)劃矩陣也稱質(zhì)量屋，將顧客需求轉(zhuǎn)換為技術(shù)需求最終產(chǎn)品特征，并根據(jù)顧客競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)從顧客的角度對(duì)市場(chǎng)上同類產(chǎn)品進(jìn)展的評(píng)價(jià)，經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查得到和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)從技術(shù)的角度對(duì)市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的評(píng)價(jià)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)或其它途徑得到結(jié)果確定各個(gè)技術(shù)需求的目的值。2設(shè)計(jì)展開利用前一階段定義的技術(shù)需求，從多個(gè)設(shè)計(jì)方案中選擇一個(gè)最正確的方案，并經(jīng)過零件配置矩陣將其轉(zhuǎn)換為關(guān)鍵的零件特征。3過程規(guī)劃經(jīng)過工藝

5、規(guī)劃矩陣，確定為保證明現(xiàn)關(guān)鍵的產(chǎn)品特征和零件特征所必需保證的關(guān)鍵工藝參數(shù)。4消費(fèi)控制經(jīng)過工藝/質(zhì)量控制矩陣將關(guān)鍵的零件特征和工藝參數(shù)轉(zhuǎn)換為詳細(xì)的質(zhì)量控制方法。.6三、質(zhì)量屋 嚴(yán)厲地說，QFD是一種思想，一種產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量保證的方法論。它要求產(chǎn)品開發(fā)要直接面向顧客需求，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段思索工藝和制造問題。經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查搜集到的顧客信息是QFD過程的根本輸入，如何將這些需求轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品和零部件的關(guān)鍵特征以及配置到制造過程的各工序中去，美國學(xué)者J.R.HAUSER與D.CLAUSING于1988年提出的質(zhì)量屋HOQ，HOUSE OF QUALITY那么是在產(chǎn)品開發(fā)中詳細(xì)實(shí)現(xiàn)這種方法論的工具，它提供了一種將

6、顧客需求轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品和零部件特征并配置到制造過程的根本構(gòu)造。.71、質(zhì)量屋的構(gòu)成 質(zhì)量屋的組成包括7個(gè)部分，以一級(jí)的質(zhì)量屋為例，他們分別是：左墻：用戶需求。右墻：主要是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析，選擇主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，對(duì)每個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在每個(gè)用戶需求方面的表現(xiàn)進(jìn)展評(píng)價(jià)，與我們本人進(jìn)展對(duì)比；天花板：將用于滿足客戶需求的產(chǎn)品技術(shù)要求；房間：關(guān)系矩陣表，即用戶需求與技術(shù)要求的關(guān)聯(lián)程度，以簡(jiǎn)單的數(shù)值級(jí)別來標(biāo)識(shí)其影響程度，如1、3、9； 地板：質(zhì)量規(guī)格。各個(gè)技術(shù)要求的量化目的，它根據(jù)與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析的結(jié)果而來；地下室：技術(shù)性評(píng)價(jià)表，也是與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析，不過是分析競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在每個(gè)技術(shù)要求方面的表現(xiàn)，用于與我們本人進(jìn)展對(duì)比；屋頂，是

7、產(chǎn)品技術(shù)要求之間的關(guān)系，有以下幾種能夠：正相關(guān)強(qiáng)、弱、負(fù)相關(guān)強(qiáng)、弱、無關(guān)。.810相關(guān)矩陣5關(guān)系矩陣1顧客需求3技術(shù)要求4稱心度方向2對(duì)顧客的重要程度9市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)6技術(shù)重要度7質(zhì)量規(guī)劃8技術(shù)性評(píng)價(jià) 2、建造質(zhì)量屋的技術(shù)道路1調(diào)查顧客需求2測(cè)評(píng)各項(xiàng)需求對(duì)顧客的重要度3把顧客需求轉(zhuǎn)化為技術(shù)要求4確定顧客需求的稱心度方向5填寫關(guān)系矩陣表6計(jì)算技術(shù)重要度7設(shè)計(jì)質(zhì)量規(guī)格8技術(shù)型評(píng)價(jià)9市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性評(píng)價(jià)10確定相關(guān)矩陣.9清潔的餐廳溫馨的座椅美味的食物有呼應(yīng)的效力顧客需求清潔的餐廳美味的食物有呼應(yīng)的效力顧客需求溫馨的座椅 類種磚瓷 塵防的處縫接磚瓷 訓(xùn)培員務(wù)服 化準(zhǔn)標(biāo)單菜 求要術(shù)技 料材椅座.10四、可靠

8、性及相關(guān)根本概念1.可靠性 Reliability 定義產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的才干。 產(chǎn)品可靠性定義的要素是三個(gè)“規(guī)定:“規(guī)定條件、“規(guī)定時(shí)間、“規(guī)定功能 2.缺點(diǎn)及其分類 產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或形狀，稱之為缺點(diǎn)。缺點(diǎn)的表現(xiàn)方式，叫做缺點(diǎn)方式。引起缺點(diǎn)的物理化學(xué)變化等內(nèi)在緣由，叫做缺點(diǎn)機(jī)理。產(chǎn)品按從發(fā)生失效后能否可以經(jīng)過維修恢復(fù)到規(guī)定功能形狀，可分為可修復(fù)產(chǎn)品和不可修復(fù)產(chǎn)品。對(duì)可修復(fù)產(chǎn)品稱為缺點(diǎn)，對(duì)不可修復(fù)產(chǎn)品稱為失效。產(chǎn)品的缺點(diǎn)分類有多種：按發(fā)生的規(guī)律分偶爾缺點(diǎn)和耗損缺點(diǎn) 按引起的后果分為致命性缺點(diǎn)和非致命性缺點(diǎn)按統(tǒng)計(jì)特性分獨(dú)立缺點(diǎn)和從屬缺點(diǎn)

9、.113. 維修性產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進(jìn)展維修時(shí)，堅(jiān)持或恢復(fù)執(zhí)行規(guī)定形狀的才干稱為維修性。規(guī)定條件指維修的機(jī)構(gòu)和場(chǎng)所及相應(yīng)的人員、技藝與設(shè)備、設(shè)備、工具、備件、技術(shù)資料等。規(guī)定的程序和方法指的是按技術(shù)文件規(guī)定采用的維修任務(wù)類型、步驟、方法等。能否完成維修任務(wù)當(dāng)然還與規(guī)定時(shí)間有關(guān)。維修性是產(chǎn)質(zhì)量量的一種特性，即由產(chǎn)品設(shè)計(jì)賦予的使其維修簡(jiǎn)便、迅速和經(jīng)濟(jì)的固有特性。 產(chǎn)品的可靠性與維修性親密相關(guān)，都是產(chǎn)品的重要設(shè)計(jì)特性，因此產(chǎn)品可靠性與維修性任務(wù)應(yīng)從產(chǎn)品論證時(shí)開場(chǎng)，提出可靠性與維修性的要求，并在開發(fā)中開展可靠性與維修性設(shè)計(jì)、分析、實(shí)驗(yàn)、評(píng)定等活動(dòng)，把可靠性與維修性要求

10、落實(shí)到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中。.124.保證性系統(tǒng)(配備)的設(shè)計(jì)特性和方案的保證資源滿足平常和戰(zhàn)時(shí)運(yùn)用要求的才干稱為保證性。保證性是配備系統(tǒng)的固有屬性，它包括兩方面含義，即與配備保證有關(guān)的設(shè)計(jì)特性和保證資源的充足和適用程度。設(shè)計(jì)特性是指與保證有關(guān)的設(shè)計(jì)特性，如與可靠性和維修性等有關(guān)的，以及保證資源要求配備所具有的設(shè)計(jì)特性。這些設(shè)計(jì)特性可以經(jīng)過設(shè)計(jì)直接影響配備的硬件和軟件。如使設(shè)計(jì)的配備便于操作、檢測(cè)、維修、裝卸、運(yùn)輸、耗費(fèi)品(油、水、氣、彈)補(bǔ)給等設(shè)計(jì)特性。從保證性角度看，良好的保證設(shè)計(jì)特性是使配備具有可保證的特性或者說所設(shè)計(jì)的配備是可保證的。保證資源是保證配備完成平常和戰(zhàn)時(shí)運(yùn)用的人力和物力。從保證性的

11、角度看，充足的并與配備匹配完善的保證資源闡明配備是能得到保證的。配備具有可保證的特性和能保證的特性才是具有完好保證性的配備。.135.可用性和可信性可用性是在要求的外部資源得到保證的前提下，產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)辰或時(shí)間區(qū)間內(nèi)處于可執(zhí)行規(guī)定功能形狀的才干。它是產(chǎn)品可靠性、維修性和維修保證的綜合反映，這里的可用性定義是固有可用性的定義，外部資源(不包括維修資源)不影響產(chǎn)品的可用性。反之，運(yùn)用可用性那么受外部資源的影響?？捎眯缘母怕识攘糠Q為可用度?？捎眯酝ㄋ椎卣f是“要用時(shí)就可用。實(shí)踐上，可靠性和維修性都是為了使顧客手中的產(chǎn)品隨時(shí)可用。可靠性是從延伸其正常任務(wù)時(shí)間來提高產(chǎn)品可用性，而維修性那么

12、是從縮短因維修的停機(jī)時(shí)間來提高可用性?？捎眯允穷櫩蛯?duì)產(chǎn)質(zhì)量量的又一重要的需求。可信性是一個(gè)集合性術(shù)語，用來表示可用性及其影響要素：可靠性、維修性、維修保證。可信性僅用于非定量條款中的普通描畫，可信性的定性和定量詳細(xì)要求是經(jīng)過可用性、可靠性、維修性、維修保證的定性和定量要求表達(dá)的。.14五、可靠度性度量1、可靠度及可靠度函數(shù) 產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率稱為可靠度?？煽慷仁顷P(guān)于時(shí)間t的函數(shù)，記為Rt)。 假設(shè)規(guī)定產(chǎn)品從開場(chǎng)任務(wù)到初次缺點(diǎn)前的任務(wù)時(shí)間為T，即壽命。壽命T是一個(gè)隨機(jī)變量，而可靠度函數(shù)可以看作是隨機(jī)事件“Tt的概率，可靠度函數(shù)表示為：.15根據(jù)定義，可靠度可以經(jīng)

13、過下式測(cè)算：式中： N t = 0時(shí)，在規(guī)定條件下進(jìn)展任務(wù)的產(chǎn)品數(shù)； Nf(t) 在0到t時(shí)辰的任務(wù)時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品的累計(jì)缺點(diǎn)數(shù)。 Nst-任務(wù)到時(shí)辰t處于能完成規(guī)定功能的產(chǎn)品數(shù)，殘存產(chǎn)品數(shù)。例：設(shè)t=0時(shí)，投入任務(wù)的10000只燈泡，以天作為度量時(shí)間的單位， 當(dāng)t=365天時(shí)，發(fā)現(xiàn)有300只燈泡壞了，求一年時(shí)的任務(wù)可靠度。 解：知N=10000，Nf(t)=300，故： R(365)=(10000-300)/10000=0.97.162、不可靠度累積缺點(diǎn)概率產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，喪失規(guī)定功能的概率稱為不可靠度。不可靠度函數(shù)可以表示為： 產(chǎn)品的不可靠度還可以經(jīng)過下式測(cè)算： .17可靠度

14、與不可靠度的關(guān)系為： tR(t)01不可靠度函數(shù)表示圖tQ(t)0可靠度函數(shù)表示圖.183、缺點(diǎn)密度函數(shù)f(t) 定義缺點(diǎn)密度函數(shù)f(t)為不可靠度函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，它可以看成是t時(shí)辰后一個(gè)單位時(shí)間產(chǎn)品缺點(diǎn)的概率，即那么有：.19t0t1f(t)Q(t)R(t)R(t)、Q(t)、f(t)之間的關(guān)系表示圖參看教材P63例4-1.204、缺點(diǎn)率任務(wù)到某時(shí)辰尚未缺點(diǎn)的產(chǎn)品，在該時(shí)辰后單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生缺點(diǎn)的概率，稱之為產(chǎn)品的缺點(diǎn)率。用數(shù)學(xué)符號(hào)表示為：式中 缺點(diǎn)率； t 時(shí)辰后， 時(shí)間內(nèi)缺點(diǎn)的產(chǎn)品數(shù)； 對(duì)于低缺點(diǎn)率的元部件常以 為缺點(diǎn)率的單位，稱之為菲特Fit。 t 時(shí)辰后， 時(shí)間內(nèi)缺點(diǎn)的產(chǎn)品數(shù)； .21可靠

15、度、不可靠度、缺點(diǎn)密度函數(shù)與缺點(diǎn)率之間的關(guān)系.22浴盆曲線 大多數(shù)產(chǎn)品的缺點(diǎn)率隨時(shí)間的變化曲線形似浴盆，稱之為浴盆曲線。由于產(chǎn)品缺點(diǎn)機(jī)理的不同，產(chǎn)品的缺點(diǎn)率隨時(shí)間的變化大致可以分為三個(gè)階段：.23當(dāng)產(chǎn)品的缺點(diǎn)服從指數(shù)分布時(shí)，缺點(diǎn)率為常數(shù)，此時(shí)可靠度為： R(t)= e-(t) 在上例中，假設(shè)一年后又有1只燈泡壞了，求缺點(diǎn)率是多少?解：知t=1，r(t)=1，NS(t)=9700 那么：(t)=1/97001=0.000103天.245、平均失效(缺點(diǎn))前時(shí)間(MTTF) 設(shè)N個(gè)不可修復(fù)的產(chǎn)品在同樣條件下進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，測(cè)得其全部失效時(shí)間為t1，t2，tN其平均失效前時(shí)間(MTTF)為：對(duì)于不可修復(fù)產(chǎn)

16、品，失效時(shí)間就是產(chǎn)品的平均壽命。當(dāng)N趨向于無窮時(shí)，MTTF為產(chǎn)品缺點(diǎn)時(shí)間這一隨機(jī)變量的數(shù)學(xué)期望，即例設(shè)有5個(gè)不可修復(fù)產(chǎn)品進(jìn)展壽命實(shí)驗(yàn)，它們發(fā)生失效的時(shí)間分別是1000h，1500h，2000h，2200h，2300h，問該產(chǎn)品的MTTF觀測(cè)值?解：MTTF=(1000+1500+2000+2200+2300)5=95005=1800h.256、平均缺點(diǎn)間隔時(shí)間(MTBF)一個(gè)可修復(fù)產(chǎn)品在運(yùn)用過程中發(fā)生了N次缺點(diǎn)，每次缺點(diǎn)修復(fù)后又重新投入運(yùn)用，測(cè)得其每次任務(wù)繼續(xù)時(shí)間為t1，t2，tN，其平均缺點(diǎn)間隔時(shí)間MTBF為：當(dāng)產(chǎn)品的壽命服從指數(shù)分布時(shí)，產(chǎn)品的缺點(diǎn)率為常數(shù)，有例：設(shè)有一電子產(chǎn)品任務(wù)1萬小時(shí)，

17、共發(fā)生缺點(diǎn)5次，問該產(chǎn)品的MTBF的觀測(cè)值? 解：MTBF=100005=2000h.267、維修度 在規(guī)定的條件下運(yùn)用的產(chǎn)品發(fā)生缺點(diǎn)后，在規(guī)定時(shí)間0，t內(nèi)完成修復(fù)的概率，記作Mt。修復(fù)率：修復(fù)時(shí)間已到達(dá)某一時(shí)辰但尚未修復(fù)的產(chǎn)品在該時(shí)辰后的單位時(shí)間內(nèi)完成修復(fù)的概率，記作t。平均修復(fù)時(shí)間：可修復(fù)的產(chǎn)品的平均修繕時(shí)間，其估計(jì)值為修復(fù)時(shí)間總和和修復(fù)次數(shù)之比，記作MTTR。平均修復(fù)時(shí)間可以經(jīng)過平均值去估算，即： Ti為第i次修復(fù)時(shí)間。假設(shè)修復(fù)率是常數(shù)，那么Mt服從指數(shù)分布，即.278、可用度A 產(chǎn)品可用度是指產(chǎn)品的平均缺點(diǎn)間隔時(shí)間與總時(shí)間的比值。 假設(shè)缺點(diǎn)率、修復(fù)率均為常數(shù)，那么.28六、系統(tǒng)可靠性計(jì)算產(chǎn)品的可靠性是設(shè)計(jì)出來的，消費(fèi)出來的，也是管理出來的。產(chǎn)品開發(fā)者的可靠性設(shè)計(jì)程度對(duì)產(chǎn)品固有的可靠性影響是艱苦的，因此可靠性設(shè)計(jì)與分析在產(chǎn)品開發(fā)過程中具有很重要的位置。 在可靠性設(shè)計(jì)方案的研討過程中，常假定元件或分系統(tǒng)有某種可靠性，建立產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)、分系統(tǒng)級(jí)或設(shè)備級(jí)的可靠性模型，然后計(jì)算所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的可靠性。產(chǎn)品典型的可靠性模型有串聯(lián)模型、并聯(lián)模型和混聯(lián)模型。.291、串聯(lián)絡(luò)統(tǒng)的可靠性 假設(shè)系統(tǒng)S是由n個(gè)單元S1、S2、Sn組成，n個(gè)單元