質(zhì)量屋-詳細(xì)解讀

質(zhì)量屋-詳細(xì)解讀

質(zhì)量屋質(zhì)量屋（theHouseofQuality）目錄1什么是質(zhì)量屋2質(zhì)量屋的組成3QFD的工程應(yīng)用過程概述4質(zhì)量屋的案例分析4.1案例一：打火機質(zhì)量屋實例[1]4.2案例二:基于質(zhì)量屋矩陣的產(chǎn)品模塊劃分方法[2]5Reference什么是質(zhì)量屋質(zhì)量屋是由美國學(xué)者J．R．Hauser與D．C1ausing于1988年提出?！百|(zhì)量屋”是質(zhì)量功能配置（QFD）的核心。質(zhì)量屋是一種確定顧客需求和相應(yīng)產(chǎn)品或服務(wù)性能之間聯(lián)系的圖示方法。質(zhì)量屋（theHouseofQuality）一直是產(chǎn)品開發(fā)中連接用戶需求與產(chǎn)品屬性的經(jīng)典工具。例如在一個相機產(chǎn)品開中，市場研究得到了用戶對產(chǎn)品的若干需求，如，質(zhì)量輕、使用方便、可靠、容易拿穩(wěn)等等。通過市場人員與設(shè)計人員共同工作，確定實現(xiàn)不同需求可行的方式。這個過程同時排除掉了一些目前技術(shù)無法實現(xiàn)的需求，就像選擇家具。一個完整的質(zhì)量屋，還包括競爭對手表現(xiàn)、技術(shù)指標(biāo)之間的關(guān)系、技術(shù)指標(biāo)重要性得分等信息。圖1質(zhì)量屋圖示質(zhì)量屋雖然是一個經(jīng)典工具，但也只是一個基礎(chǔ)工具，對復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計體系仍有局限。例如，該工具對于住宅產(chǎn)品來說并不是一個完美的工具。因為住宅產(chǎn)品不是一個簡單屬性的疊加，而是一個綜合的解決方案。人們對房屋產(chǎn)品的整體的需求感受，驅(qū)動著人們對房屋各空間需求及其權(quán)衡取舍。這樣，在住宅需求與住宅產(chǎn)品之間包含兩層映射關(guān)系，一方面是整體的映射，另一方面是每個空間屬性之間的映射。以用戶為中心的產(chǎn)品開發(fā)，建立在利用專業(yè)研究技術(shù)探求消費者心靈深處需求的基礎(chǔ)上。這種需求是高度凝煉的，是一定時期內(nèi)產(chǎn)品需要的原始驅(qū)動力。如果說研究用戶的消費需求是對飄散的心靈電波的捕捉，建立營銷語言和設(shè)計語言之間有效的對接，才能破譯消費者心靈深處的密碼，從而最終使需求信息在產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮真正作用。質(zhì)量屋是一種直觀的矩陣框架表達(dá)形式，是QFD方法的工具。建立質(zhì)量屋的基本框架，給以輸入信息，通過分析評價得到輸出信息，從而實現(xiàn)一種需求轉(zhuǎn)換。通常的質(zhì)量屋如圖1所示，其由以下幾個廣義矩陣部分組成：WHATS矩陣，表示需求什么；HOWS矩陣，表示針對需求怎樣云做；相關(guān)關(guān)系矩陣，表示W(wǎng)HATS項的相關(guān)關(guān)系；HOWS的相互關(guān)系矩陣，表示HOWS陣內(nèi)各項目的關(guān)聯(lián)關(guān)系；評價矩陣，表示HOWS項的組織度或技術(shù)成本評價情況；競爭性或可競爭力或可行性分析比較。質(zhì)量屋建立完成后，通過定性和定量分析得到輸出項——HOWS項，即完成了“需求什么”到“怎樣去做”的轉(zhuǎn)換。質(zhì)量屋的組成質(zhì)量屋（HOQ）是驅(qū)動整個QFD(質(zhì)量功能展開)過程的核心，它是一個大型的矩陣，由7個不同的部分組成（圖1）。這7個組成部分分別是：（1）顧客需求（customerrequirements）。即VOC，通常它們可用親密度圖和樹圖表示。不同的產(chǎn)品有不同的顧客需求。例如，對于汽車來說，顧客需求可能是車門容易開啟；對于銀行來說，顧客需求可能是取款不用排隊等。QFD就是用來部署（deploy）VOC的，而不是用來收集VOC的。收集VOC則是另一個相對獨立的過程。（2）產(chǎn)品特性（productfeatures)。它們也可以用親密度圖和樹圖表示。產(chǎn)品特性是我們用以滿足顧客需求的手段，產(chǎn)品特性也因產(chǎn)品不同而有差異。如對于車門，產(chǎn)品特性可能是關(guān)門所需的力量；對于割草機，產(chǎn)品特性可能是轉(zhuǎn)動軸所需的推力。產(chǎn)品特性必須用標(biāo)準(zhǔn)化的表述。QFD中是利用顧客需求來產(chǎn)生產(chǎn)品特性的。（3）顧客需求的重要性（importanceofcustomerrequirements）。我們不僅需要知道顧客需求些什么，還要知道這些需求對于顧客的重要程度。（4）計劃矩陣（planningmatrix）。該矩陣包含一個對主要競爭對手產(chǎn)品的競爭性分析。矩陣中包括3列，分別代表對于現(xiàn)有產(chǎn)品所需的改進(jìn)（改進(jìn)率）、改進(jìn)后可能增加的銷售量（銷售點）以及每個顧客需求的得分。（5）顧客需求與產(chǎn)品特性之間的關(guān)系。這是矩陣的本體（中間部分），表示產(chǎn)品特性對各個顧客需求的貢獻(xiàn)和影響程度。（6）特性與特性之間的關(guān)系。一般地，一個特性的改變往往影響另一個特性。通常這種影響是負(fù)向的，即一個特性的改進(jìn)往往導(dǎo)致另一個特性變壞。該特性關(guān)系圖使我們能辨別這些特性之間的影響，以求得折衷方案。（7）目標(biāo)值。這是上述各部分對產(chǎn)品特性影響的結(jié)果。QFD的工程應(yīng)用過程概述工程一一般的產(chǎn)品開發(fā)過程包括規(guī)劃階段、綜合設(shè)計階段、工藝階段和生產(chǎn)計劃階段。在應(yīng)用QFD方法時要先建立各階段的質(zhì)量屋，再進(jìn)行需求變換，最后形成明確的生產(chǎn)要求，從而完成產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量功能配置的全過程。QFD是一個跨專業(yè)的團(tuán)隊過程；QFD是一種思想，一種產(chǎn)品開發(fā)和質(zhì)量保證的方法論。它要求我們產(chǎn)品開發(fā)直接面向顧客需求，在產(chǎn)品設(shè)計階段考慮工藝和制造問題，而質(zhì)量屋則是在產(chǎn)品開發(fā)中具體實現(xiàn)這種方法論的工具；QFD是一個非常結(jié)構(gòu)化（structured)的、矩陣驅(qū)動（matrix-driven）的過程，其運行包括4個階段：將顧客需求(customerrequirements)轉(zhuǎn)化產(chǎn)品特性(performancemeasures)將產(chǎn)品特性轉(zhuǎn)化成零件特性(featuresandtechnology)將零件特性轉(zhuǎn)化成關(guān)鍵工藝操作(partsspecification)將關(guān)鍵工藝操作轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)要求(manufacturingprocesses)。以下對各階段質(zhì)量屋的建立作論述以便于對質(zhì)量屋概念的理解和對QFD系統(tǒng)的認(rèn)識。（1）產(chǎn)品規(guī)劃階段的質(zhì)量屋產(chǎn)品規(guī)劃階段的質(zhì)量屋的構(gòu)成形式如圖2所示，其由下述幾個部分組成。圖2產(chǎn)品規(guī)劃階段的質(zhì)量屋第一部分是一個若干行一列的列陣，此列陣所反映的內(nèi)容是市場顧客對產(chǎn)品的各種需求，（WHATS項）。這些市場顧客需求是通過對市場和顧客的需求將按過程驅(qū)動產(chǎn)品的QFD過程展開。市場顧客的需求是各種各樣的，此項矩陣的建立應(yīng)盡量充分、準(zhǔn)確和合理，否則后續(xù)的所有需求變換工作者可能相對于真實的市場顧客需求而失真。就顧客的要求而言，亦有主次、輕重之分，QFD方法中對此的處理是：對市場顧客的各項需求給以權(quán)重因子以便進(jìn)行排序，定義權(quán)重因子的總和為100％。注意，這里有顧客對象的權(quán)重區(qū)分，例如有主要客戶對象和一般客戶對象之分，顯然不同客戶需求的重要程度是不同的。也有同類市場顧客對產(chǎn)品的諸多質(zhì)量功能要求排序時要注意避免重大的疏漏，亦要避免產(chǎn)品的冗余功能。這不工作是QFD實施成功的關(guān)鍵。第二部分是一個一行若干列的行矩陣，是用來描述對應(yīng)于市場顧客需求的工程特征要求，即有什么樣的市場顧客需求就應(yīng)有什么樣的工程特征要求來對應(yīng)保證。這種對應(yīng)是多相關(guān)性的，市場顧客的某種需求可能對應(yīng)著若干項工程特征要求，若干種工程特征要求有機結(jié)合才能滿足某種市場顧客需求項。反過來講，某種工程特征也可以同時滿足若干項市場顧客的需求。工程特征要求是市場顧客需求的映射變換結(jié)果。在以下論述中將會看到，這一階段的工程特征要求將作為下一階段質(zhì)量屋的WHATS項。第三部分稱為質(zhì)量屋的屋頂，在數(shù)學(xué)上是一個三角形矩陣，它表示的是工程特征之間的相關(guān)關(guān)系。從辯證法的觀點來看，實現(xiàn)一個產(chǎn)品的諸多質(zhì)量功能需求對應(yīng)著諸多工程特征，各種市場顧客的質(zhì)量功能需求之間有著相互關(guān)聯(lián)影響，從而各種工程特征之間亦有著相互關(guān)聯(lián)影響，某一種工程特征的改變會影響到其它工程特征跟著變化。為簡化問題起見，在QFD技術(shù)中以三種形式來定性地描述工程特征之間的相關(guān)影響關(guān)系，即正相關(guān)（向相同方向變化）、不相關(guān)和負(fù)相關(guān)（向相反方向變化）。對相關(guān)程度還可以進(jìn)一步地細(xì)分為強相關(guān)、一般相關(guān)和弱相關(guān)幾種關(guān)系，并給以標(biāo)度值來表達(dá)相關(guān)程度。據(jù)此可以對工程特征進(jìn)行分析研究，發(fā)現(xiàn)各種工程特征之間可能存在的矛盾，由此重新進(jìn)行設(shè)計，避免矛盾的產(chǎn)生。第四部分是一個關(guān)系矩陣，該矩陣的行數(shù)與第一部分相同，列數(shù)與第二部分相同。表示各個工程特征項與各個幣場顧客需求項的相互關(guān)系。各個項之間的錯綜復(fù)雜關(guān)系可以定量地給以分值來表示。一般分：強相關(guān)給九分，可理解成為了滿足某種市揚顧客需求必需具備某種工程特征要求；一般相關(guān)給三分，可理解成為了滿足某種市場顧客需求可以采用不同的工程特征與之對應(yīng)；弱相關(guān)給一分，表示兩項之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系很弱。利用關(guān)系矩陣可以明確工程特征與市場顧客需求間的對應(yīng)關(guān)系。第五部分是一個產(chǎn)品可行性評價矩陣，又稱為市場評估矩陣，其行數(shù)與市場顧客需求矩陣相同，列數(shù)可以是一列，其中的內(nèi)容表示要開發(fā)的產(chǎn)品針對各項市場顧客需求的競爭能力估價值。同時引人若干個市場上同類產(chǎn)品作為競爭對象進(jìn)行比較，以判斷產(chǎn)品的市場競爭力，由此在產(chǎn)品開發(fā)初期找出不足之處以進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。第六部分是產(chǎn)品規(guī)劃階段的技術(shù)和成本評估矩陣，其行列數(shù)與工程特征矩陣相對應(yīng)，其中要建立的內(nèi)容是各項工程特征的技術(shù)和成本評價數(shù)據(jù)，同時也建立若干個同類產(chǎn)品的相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析對比，找出不足之處，提出改進(jìn)措施。這六個部分的矩陣構(gòu)造完成后便形成了產(chǎn)品規(guī)劃階段的質(zhì)量屋，這個質(zhì)量屋的基本輸入是市場顧客需求，針對需求的對策是一組工程特征需求，從而進(jìn)行了需求變換。通過變換將市場顧客對產(chǎn)品的相對離散和模糊的需求變換為明確的工程特征要求。在這一過程中會不可避免地產(chǎn)生各種矛盾沖突。例如有市場顧客對產(chǎn)品的各種要求的沖突，如質(zhì)量和成本的沖突，功能間的沖突等；有工程特征間技術(shù)上的矛盾關(guān)系；還有與同類產(chǎn)品對比而產(chǎn)生的競爭力和技術(shù)成本的不協(xié)調(diào)問題等等。這些矛盾沖突是需要解決的，決定產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋的輸出工作就是利用質(zhì)量屋這種形式化的工具進(jìn)行迭代分析來解決上述的矛盾沖突。對復(fù)雜的問題可以采用計算機輔助QFD過程。產(chǎn)品規(guī)劃階段質(zhì)量屋的最終輸出是工程特征要求列陣，通過實現(xiàn)工程特征要求來保證市場顧客的需求。（2）零部件設(shè)計階段的質(zhì)量屋工程特征需求的實現(xiàn)是由綜合設(shè)計來保證的，在QFD方法中則還要建立體現(xiàn)綜合設(shè)計內(nèi)容的零部件設(shè)計階段的質(zhì)量屋。該階段質(zhì)量屋的構(gòu)成形式與產(chǎn)品規(guī)劃階段的質(zhì)量屋是類同的，如圖3所示。圖3零部件設(shè)計階段的質(zhì)量屋此階段質(zhì)量屬的輸入項（WHATS項）是產(chǎn)品的工程特征要求列陣（卜一階段質(zhì)量侵中力行矩陣，此處表示成列陣形式）。實現(xiàn)工程特征要求的對策是若干項零部件特征（HOWS項），以矩陣2來表示。矩陣3表示的是各種零部件特征間的相關(guān)性。同樣，在工程特征要求矩陣和零部件特征矩陣之間存在的關(guān)系矩陣4表示相互關(guān)系。矩陣5是可行性評價矩陣，表示零部件特征對應(yīng)于工程特征要求的可行性評價。矩陣6是技術(shù)評價矩陣，針對各項零部件特征進(jìn)行技術(shù)和成本分析。通過零部件設(shè)計階段的質(zhì)量屋的建立和分析，可以找出實現(xiàn)工程特征要求的難點和薄弱環(huán)節(jié)，重新進(jìn)行有關(guān)零部件特征的方案設(shè)計。零部件設(shè)計階段的質(zhì)量屋的最終輸出是能保證實現(xiàn)工程特征要求的零部件特征要求。（3）工藝規(guī)劃階段的質(zhì)量屋產(chǎn)品的零部件特征要求明確后，可以據(jù)此進(jìn)行零部件的詳細(xì)設(shè)計。為實現(xiàn)零部件特征要求，則要進(jìn)行工藝規(guī)劃設(shè)計，在QFD方法進(jìn)程中對應(yīng)的是工藝規(guī)劃階段質(zhì)量屋的建立。該階段的質(zhì)量屋的內(nèi)容如圖4所示，質(zhì)量屋的輸入是零部件特征要求（質(zhì)量屋的WHATS項）。輸出是制造工藝特征要求（HOWS項）。通過這一過程完成產(chǎn)品的零部件設(shè)計要求向工藝流程設(shè)計的轉(zhuǎn)換。圖4工藝規(guī)劃階段的質(zhì)量屋（4）生產(chǎn)計劃階段的質(zhì)量屋工藝規(guī)劃階段質(zhì)量屋的輸出是制造工藝特征要求。為滿足這些要求，要有生產(chǎn)計劃安排以形成明確的生產(chǎn)要求。對應(yīng)地建立QFD的生產(chǎn)計劃階段的質(zhì)量屋，其形式如圖5所示。此階段質(zhì)量屋的輸入是產(chǎn)品的制造工藝特征要求，為實現(xiàn)制造工藝特征要求則要有明確的生產(chǎn)計劃安排，在生產(chǎn)計劃安排中包含諸多的生產(chǎn)要求。按這些要求就可以去組織產(chǎn)品的具體生產(chǎn)了。生產(chǎn)計劃階段質(zhì)量屋的輸出就是生產(chǎn)要求信息。圖5生產(chǎn)計劃階段的質(zhì)量屋質(zhì)量屋的案例分析案例一：打火機質(zhì)量屋實例[1]打火機是吸煙人士隨身必帶的物品之一。雖然昂貴.做工考究的名牌打火機因為體現(xiàn)出了一個人的身份和品味而備受青睞。但是方便易用的一次性打火機也因為其便宜.式樣繁多的特性而受到人們的歡迎。然而。生產(chǎn)一次性打火機卻面臨很多問題。比如人們一般要求一次性打火機耐用(至少用光氣體前不會壞)；在任何環(huán)境下都容易點著；最好樣式也多一些。能夠引起別人的注意。但具體生產(chǎn)的時候。一來不清楚各個顧客要求和生產(chǎn)有什么聯(lián)系。二來各個指標(biāo)的權(quán)重分配也成問題。因此。在進(jìn)行一次性打火機的設(shè)計和生產(chǎn)過程里。使用了以質(zhì)量屋矩陣為核心的QFD。最終。顧客的需求轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品的技術(shù)特性。并在生產(chǎn)過程中得到很好的支撐。本例中。我們詳細(xì)描述了如何構(gòu)造打火機的質(zhì)量屋。(1)顧客需求①顧客需求的獲取能否及時地獲取顧客需求即顧客的聲音(Voice0fCustomer，VOC)以及所獲取的顧客需求是否全面、詳盡、真實。是成功實施和應(yīng)用QFD的基礎(chǔ)。我們必須科學(xué)地選擇所要調(diào)查的對象.調(diào)查的方法以及后面的分析方法。這樣，在調(diào)查完成之后。我們才能最忠實地保持顧客聲音的原貌。對于一次性打火機的用戶資料的收集。首先。我們考慮到一次性打火機的使用者(吸煙人士)一般都是中青年的男性。也就是15～35歲的男子。這個階段的男子考慮打火機的方便使用，款式時尚、更換容易、價格低廉等特性的多些。因此是一次性打火機的主要消費者。那么調(diào)查的時候。就要盡可能的在這個年齡范圍內(nèi)進(jìn)行。至于職業(yè).地域分布倒是可以考慮的少些。另外。在進(jìn)行調(diào)查的時候。考慮到地域可能分布較廣。可以采用郵寄問卷的方法。雖然該方法可能回收期長些?；厥章室膊皇翘摺５涞土馁M用還是比較適合大范圍的調(diào)查的。下表是設(shè)計的調(diào)查用表樣例。通過以上的調(diào)查。將會得到很龐大的顧客需求的資料。由于調(diào)查對象的文字描述的模糊性和語言風(fēng)格的特異性。有必要對上述資料進(jìn)行整理和分析。提取出相同的元素或項目。②顧客需求的分析和整理收集到的顧客需求是各種各樣的。有要求.意見.抱怨.評價和希望。有關(guān)于質(zhì)量的。有涉及功能的。還有涉及價格的。所以必須對從用戶那里收集到的情報進(jìn)行分類.整理。通過對調(diào)查信息的分析與整理。形成QFD配置所需的顧客需求信息及形式。一般我們通過下面幾個步驟來實現(xiàn)這個轉(zhuǎn)化過程。③概括合并顧客需求顧客對其需求的描述經(jīng)常很長。為了便于在QFD矩陣中輸入。必須對它們進(jìn)行概括。在用簡潔明了的語言概括顧客需求后。應(yīng)將表達(dá)同一含義或相似含義的顧客需求進(jìn)行合并。一般來說?？傤櫩托枨髷?shù)目最好控制在25個以下。最多不要超過50個。a.將原始資料變換成顧客的質(zhì)量需求一般。先將原始資料變換成為要求項目。然后再將要求項目轉(zhuǎn)換為質(zhì)量需求。注意在第一步變換中。最好能在不同的場景下考慮以便引出比較具體的要求項目。而在由要求項目向質(zhì)量需求轉(zhuǎn)換時。要注意語言的簡潔.形象.具體和準(zhǔn)確。每一項質(zhì)量需求不要包含兩個以上方面的內(nèi)容。在本例中。我們將收集的資料進(jìn)行適當(dāng)排列。并針對每一個調(diào)查對象。進(jìn)行一定的換位思考和場景聯(lián)想。力爭真正理解調(diào)查對象的需求。最后對得出的要求項目和質(zhì)量需求進(jìn)行整理。原始資料至質(zhì)量需求的轉(zhuǎn)換如下表所示。b.質(zhì)量需求的分類與展開上述整理后的顧客需求是隨意排列的。且存在重復(fù)和條理性不強等問題。對它們合理的分類有助于QFD矩陣的方便構(gòu)造。我們采用第三章講過的親和圖法對顧客需求進(jìn)行分類。以“能可靠地點火”這一質(zhì)量需求為例。列示了其中隱含的下層水平質(zhì)量需求。用親和圖法整理顧客需求示例如圖4—8所示。(2)產(chǎn)品規(guī)劃矩陣的建立①質(zhì)量特性展開在前面章節(jié)我們講過。通過將以顧客語言表達(dá)的質(zhì)量需求轉(zhuǎn)換成技術(shù)語言的質(zhì)量特性。抽象的顧客需要變得具體化。并能夠通過在此基礎(chǔ)上設(shè)計的產(chǎn)品得以最終實現(xiàn)。那么。我們也可以把經(jīng)過整理的一次性打火機的三次水平質(zhì)量需求轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的質(zhì)量特性。并通過親和圖法進(jìn)行分類整理(因為一般來說。顧客需求和技術(shù)需求之間存在著交叉性。轉(zhuǎn)化后需要整理綜合)。抽取質(zhì)量要素的示例如下圖所示。最終。我們也可以得到一個矩陣表。即如下表。②質(zhì)量需求和質(zhì)量特性的關(guān)系矩陣這部分工作主要是構(gòu)造一個關(guān)系矩陣。該矩陣的列表頭與前面的質(zhì)量需求展開表相同。行表頭與質(zhì)量特性展開表相同。該矩陣可以表示打火機的各個質(zhì)量特性項與各個質(zhì)量需求項之間的對應(yīng)關(guān)系。通常采用一組符號來表示相關(guān)程度的差異。例如。用雙圓圈來表示“強”關(guān)系。即改善打火機的某個質(zhì)量特性與滿足相對應(yīng)的顧客質(zhì)量需求有比較強的關(guān)系。同理我們用單圓來表示“中等”關(guān)系。用三角形來表示“弱”關(guān)系。一組相關(guān)程度符號也可以定量地表示一組分值。這里。強相關(guān)給五分?？衫斫鉃闈M足打火機市場的顧客需求必須具備這種質(zhì)量特性要求；中等相關(guān)給三分。可理解為對打火機市場的顧客需求可以采用不同的質(zhì)量特性來滿足；弱相關(guān)給一分。表示兩項之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系很弱。例如以打火機的“重量”這一質(zhì)量特性為例。一般認(rèn)為。如果采取措施降低打火機的重量。會對“使用方便”有重大的影響。也是“設(shè)計良好”的重要條件。同時還會影響打火機的便攜性。因此?！爸亓俊迸c這兩個顧客質(zhì)量需求分別呈強、中、弱的關(guān)系。利用該關(guān)系矩陣。我們可以明確打火機的質(zhì)量特性與顧客質(zhì)量需求之間的對應(yīng)關(guān)系。打火機的關(guān)系矩陣直觀地說明了質(zhì)量特性是否適當(dāng)?shù)馗采w了顧客需求。如果關(guān)系矩陣中關(guān)系符號很少或大部分是“關(guān)系微弱”符號。則表示質(zhì)量特性沒有足夠地滿足顧客需求。應(yīng)對它進(jìn)行修改。按上述步驟構(gòu)造打火機質(zhì)量屋如表4-11所示。在質(zhì)量設(shè)計中。質(zhì)量要素很多的情況下。可以選擇重要度高的進(jìn)行重點設(shè)計。如本例中的“形狀尺寸”和“重量”。案例二:基于質(zhì)量屋矩陣的產(chǎn)品模塊劃分方法[2]基于HOQ矩陣的兩階段分組方法,根據(jù)HOQ圖中的用戶需求與工程性能關(guān)系矩陣以及工程性能之間的互相關(guān)矩陣的不同特點,采用不同的分組策略,實現(xiàn)對用戶需求以及產(chǎn)品工程性能的分組,從而實現(xiàn)產(chǎn)品的模塊劃分以及對HOQ矩陣的分解。1.用戶需求與工程性能的HOQ圖的建立HOQ圖一般由7個部分組成,本文對其進(jìn)行了簡化,僅對其中的用戶需求(CR)與工程性能(EP)的關(guān)系矩陣R,以及工程性能(EP)之間互相關(guān)矩陣C的組成進(jìn)行討論.R中的關(guān)系系數(shù)rij表示了用戶需求Qi與工程性能Pj之間關(guān)系的強度,若Qi與Pj之間沒有聯(lián)系,則相應(yīng)項保持空項,即表示rij=0.相似地對于C,用互相關(guān)系數(shù)cij表示Pi與Pj之間關(guān)系的強度.目前,有多種確定rij和cij值的方法,如層次分析法(AHP)等.下圖所示是一個經(jīng)過簡化的某機床用戶需求與工程性能的HOQ圖。2.基于互相關(guān)矩陣的工程性能EP的分組HOQ的EP互相關(guān)矩陣反映了工程性能彼此之間的耦合關(guān)系或約束關(guān)系,對EP分組就是在EP互相關(guān)矩陣的基礎(chǔ)上,將EP分解為彼此間具有緊密聯(lián)系,而各組間具有較少耦合的幾組。可以采用元素間的距離d或元素的相似度s作為對元素分組的標(biāo)準(zhǔn),并將距離較短或相似度較大的2個元素歸為一組.根據(jù)EP的互相關(guān)矩陣按以下方法得到EP的距離矩陣。()式中：dii=0().cik、cjk是EP互相關(guān)矩陣的元素,即Pk與Pi、Pj的互相關(guān)系數(shù).由于D為一對稱矩陣,因此式中僅列出了其下三角的元素.由D可以得到EP的相似度矩陣。()式中：sij=max(sij)()。對EP的分組可采用傳統(tǒng)的層次分組算法,如SL(SingleLinkage)、AL(AverageLinkage)、CL(CompleteLinkage)等.MMC(Min-MaxCut)是Ding等所提出的一種用于圖像劃分和數(shù)據(jù)融合的方法,該方法可將圖像劃分問題轉(zhuǎn)換為對Fiedler特征值及其對應(yīng)的特征向量的求解.本文將最大-最小(MMC)方法用于實現(xiàn)對EP的分組,在對EP分組時,必須遵守以下原則:①不同組之間元素的距離應(yīng)盡可能大或它們的相似度應(yīng)盡可能小;②同一組元素之間的距離應(yīng)盡可能小或它們的相似度盡可能大.采用相似度作為EP分組的依據(jù).假設(shè)有共n個元素,將其分為兩大組(C1和C2),則條件①為條件②為式中:sij是元素xi和xj的相似度.根據(jù)MMC方法,以上兩個條件可轉(zhuǎn)化為如下的目標(biāo)函數(shù)。(1)式(1)可通過下式求得最小值:(W?S)q=λWq(2)式中:W是一對角陣,其元素為wii=∑sijj;q表示指示向量;λ是特征值.求解式(2)的次小特征值所對應(yīng)的特征向量(Fiedler向量),該向量的分量分別為，若某個分量qi>0,則它所對應(yīng)的項xi屬于C1組,否則xi屬于C2組.由此可將元素分為兩組,如果要繼續(xù)分組,可選擇其中一組作為分組對象,選擇的原則是具有最大平均距離的組,即使目標(biāo)函數(shù)最大的Ck組為下一個分組對象,其中式中:nk是Ck中元素的個數(shù).再按max-min方法對其進(jìn)行分組,由此可以得到多個分組方案.以平均損失度作為評判各分組方案優(yōu)劣的依據(jù),即式中:Eout為C中位于各方塊陣外的所有相關(guān)系數(shù)cij之和;Nout為C中位于各方塊陣外所有單元的個數(shù),即為使ρ為最小時所對應(yīng)的分組情況為最優(yōu)分組方案,可將EP分為p組,分別為。3.CR與EP的關(guān)系矩陣分解對EP分組的基礎(chǔ)上,按照以下2個原則對CR與EP的關(guān)系矩陣R進(jìn)行分解:①惟一原則;②滿意度最大原則.原則①表示每個CR與EP只惟一地屬于某一模塊,原則②要求分解得到模塊的r元素總和為最大.因此,首先將R轉(zhuǎn)化為CR與工程性能組GE的關(guān)系矩陣,其元素如下表所示，將對R的分解問題轉(zhuǎn)化為在同時滿足原則①和②的條件下,根據(jù)將CR劃分為p組的問題.用戶需求與工程性能組的矩陣用戶需求工程性能組GE1GE2GEkGEpQ1Q2QiQm定義變量(3)按照原則①,xik應(yīng)滿足關(guān)系()(4)提出目標(biāo)函數(shù)(5)原則②可轉(zhuǎn)化為maxV(X),則對(即對R)的分解可轉(zhuǎn)換為在滿足約束式(3)、(4)的條件下,使式(5)最大化的優(yōu)化問題,即一個帶約束的0-1整型優(yōu)化問題.因此,可采用多種方法,如窮舉法、遺傳算法等,來求解該優(yōu)化問題。4.應(yīng)用實例以上圖所示的某數(shù)控機床的用戶需求與工程性能HOQ圖為例,用戶需求CR與工程性能EP之間的關(guān)系用弱(1),中等(3),強(9)來表示,工程性能EP之間的關(guān)系用弱(011),較弱(013),中等(015),較強(017),強(019)來表示.由此得到與EP有關(guān)的矩陣為。C=D=S=式(2)的次小特征值為01568,它所對應(yīng)的特征向量(Fiedler向量)為(01285,-01596,010361,01212,01303,-01126,01195,-01609),因此可將EP分為GE1=(P1,P3,P4,P5,P7),GE2=(P2,P6,P8),Nout=30,ρ1=0.247。由于因此選擇P_2、P_6和P_8分為,兩組，此時\Nout=3,ρ2=0.241。由于，因此選擇P_1、P_3、P_4、P_5、和P_7、作為下一組分組對象,可分為G^\prime_{E1}=(P_1,P_5),,此時Nout=46,\rho_3=0.343.由于。因此再次選擇作為分組對象,可將其分為和，此時Nout=50,ρ4=0.372.由于ρ2最小，因此選擇它所