設(shè)計(jì)質(zhì)量工程與QFD方法

本資料來源第一頁，共三十頁。設(shè)計(jì)質(zhì)量工程off-linequalityengineering理念制造質(zhì)量工程（on-linequalityengineering）不能解決由于設(shè)計(jì)的先天不足而導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量問題；設(shè)計(jì)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響是根本的和決定性的；Aqualityproductstartswithaqualitydesign.Wedesignqualityintoproduct設(shè)計(jì)決策既要考慮產(chǎn)品最大限度地滿足客戶的需求，又要保證產(chǎn)品的可制造性,DFX(DFA、DFM、DFC)內(nèi)容設(shè)計(jì)過程質(zhì)量管理三次設(shè)計(jì)質(zhì)量功能配置第二頁，共三十頁。設(shè)計(jì)質(zhì)量工程

off-linequalityengineering第三頁，共三十頁。設(shè)計(jì)過程-階段劃分階段劃分策劃（籌資、調(diào)研、構(gòu)思）樣品設(shè)計(jì)（方案設(shè)計(jì)、可行性分析、詳細(xì)設(shè)計(jì)）樣品試制（制造、試驗(yàn)、鑒定）改進(jìn)設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、鑒定）小批量試制（工藝和供應(yīng)準(zhǔn)備）批量投產(chǎn)（技術(shù)指導(dǎo)）第四頁，共三十頁。設(shè)計(jì)過程-質(zhì)量管理設(shè)計(jì)評審功能、性能（消除多余功能和過剩的性能）可制造性（加工、檢驗(yàn)、裝配）經(jīng)濟(jì)性（制造和使用的經(jīng)濟(jì)性）環(huán)境友好性（安全、可靠、無污染）可維修性第五頁，共三十頁。設(shè)計(jì)過程-并行工程傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，設(shè)計(jì)和制造是串行關(guān)系設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)產(chǎn)品，throwthedesignoverthewall，制造者制造產(chǎn)品，設(shè)計(jì)者和制造者在空間上是分離的設(shè)計(jì)者和制造者也存在觀念上的分歧制造者沒有被邀請參與設(shè)計(jì)決策或是忙于處理各種問題矛盾在于越是不參與前期的設(shè)計(jì)，就會(huì)面對更多和設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)的的問題（加工困難、采購困難）由于設(shè)計(jì)決策沒有其他部門的參與，這個(gè)過程如果出現(xiàn)錯(cuò)誤將導(dǎo)致生命周期成本上升和設(shè)計(jì)變更增加設(shè)計(jì)關(guān)注：是否實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品功能銷售關(guān)注：是否好賣財(cái)務(wù)關(guān)注:是否賺錢制造者：是否能造出來第六頁，共三十頁。設(shè)計(jì)過程-并行工程概念在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期，采用團(tuán)隊(duì)工作方式，考慮用戶、制造、財(cái)務(wù)、市場等諸多因素對設(shè)計(jì)的影響CE（concurrentengineering）是設(shè)計(jì)過程的變革任務(wù)：決定產(chǎn)品的特征分析產(chǎn)品功能改進(jìn)產(chǎn)品可制造性、可使用性設(shè)計(jì)制造過程考慮工人、供應(yīng)商的能力生產(chǎn)策略（批量、準(zhǔn)備時(shí)間）好處更好地滿足客戶需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)品是可以實(shí)現(xiàn)的（考慮到制造商和供應(yīng)商的實(shí)際）縮短新產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間減少了產(chǎn)品在生產(chǎn)和使用過程中的問題工具QFD群決策第七頁，共三十頁。設(shè)計(jì)過程-DFMADFMA-面向制造和裝配的設(shè)計(jì)理念：使得設(shè)計(jì)者可以預(yù)知制造及裝配時(shí)會(huì)產(chǎn)生的問題，并在設(shè)計(jì)中避免目標(biāo)：簡化制造工藝、降低直接和間接制造成本、改善質(zhì)量可制造性問題：使用的材料材料成型方法加工工藝機(jī)床刀具質(zhì)量控制方法和工具方法：設(shè)計(jì)公理、設(shè)計(jì)指南工具：虛擬設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字化樣機(jī)（幾何樣機(jī)、功能樣機(jī)、性能樣機(jī)）第八頁，共三十頁。設(shè)計(jì)過程-DFMA設(shè)計(jì)公理滿足目標(biāo)市場對質(zhì)量和成本的需要避免將孔設(shè)計(jì)在金屬件的彎折處孔的尺寸盡量和標(biāo)準(zhǔn)鉆的尺寸一致避免銳邊、避免應(yīng)力集中第九頁，共三十頁。設(shè)計(jì)過程-DFMADFM指導(dǎo)原則目的：改善產(chǎn)品的可制造性（manufacturability）內(nèi)容MinimizeNumberofPartsEliminateAdjustmentEliminateScrewsandOtherFastenersUseStandardPartsEliminatetheneedforSpecialJigsandTools第十頁，共三十頁。設(shè)計(jì)過程-DFMADFA指導(dǎo)原則目標(biāo)：簡化裝配過程內(nèi)容配合件易于配合用于質(zhì)量控制測試的零件易于拆卸用于維護(hù)的軸和銷易于拆卸易于潤滑保養(yǎng)零件的安裝盡量避免產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)避免撞擊、劃傷其他零件為完成裝配任務(wù)的工具留有足夠地空間第十一頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)概念日本學(xué)者Taguchi提出的一種質(zhì)量設(shè)計(jì)方法內(nèi)容包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法確定系統(tǒng)中參數(shù)的最佳組合容差設(shè)計(jì)確定設(shè)計(jì)參數(shù)允許的波動(dòng)范圍第十二頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念系統(tǒng)設(shè)計(jì)一般指樣機(jī)設(shè)計(jì)以前的工作，系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)用專業(yè)技術(shù)對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、壽命、運(yùn)動(dòng)、材料等進(jìn)行設(shè)計(jì)以滿足用戶需求關(guān)鍵豐富的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)掌握技術(shù)情報(bào)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)無法明確參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量之間的相互作用第十三頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)基本思想可以用給社會(huì)和用戶帶來的損失多少來衡量產(chǎn)品質(zhì)量的高低，損失越小質(zhì)量越高。Taguchi認(rèn)為：一個(gè)剛好位于規(guī)范內(nèi)的產(chǎn)品和剛好位于規(guī)范外的產(chǎn)品沒有實(shí)質(zhì)性的區(qū)別；而位于目標(biāo)值處的產(chǎn)品和位于邊界附近的產(chǎn)品的質(zhì)量有明顯不同。因此，質(zhì)量損失和偏離目標(biāo)值的距離的平方成比例。損失可以用函數(shù)表示第十四頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)質(zhì)量損失函數(shù)因此參數(shù)設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是減少質(zhì)量損失第十五頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)指標(biāo)：衡量試驗(yàn)結(jié)果好壞的特征量參數(shù)（因子）：影響試驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)條件，分為可控參數(shù)和不可控參數(shù)水平：參數(shù)變化的各種狀態(tài)舉例左邊是評價(jià)燃油經(jīng)濟(jì)性（百公里耗油量）的單指標(biāo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)共有五個(gè)參數(shù)：化油器、排氣量、驅(qū)動(dòng)方式、輪胎壓力、速度共有兩級參數(shù)水平（即每個(gè)參數(shù)有兩種變化）可控參數(shù)和不可控參數(shù)完全試驗(yàn)是32次，考慮所有組合第十六頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)正交表舉例7個(gè)參數(shù)，2級水平，完全試驗(yàn)是128次通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)后，試驗(yàn)的數(shù)量為8次這樣可以在不影響得出正確結(jié)果的前提下，減少試驗(yàn)的成本正交表中試驗(yàn)點(diǎn)均勻分散，能夠得到較優(yōu)的試驗(yàn)結(jié)果正交表特征每一列數(shù)字出現(xiàn)次數(shù)相同任意兩列數(shù)字對出現(xiàn)次數(shù)相同正交表分類同水平正交表：參數(shù)取值水平相同混合正交表：參數(shù)取值水平不同列號試驗(yàn)號.12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112第十七頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)舉例零件鏜孔工序質(zhì)量不穩(wěn)定，內(nèi)徑偏差較大，用正交試驗(yàn)尋找較優(yōu)的工藝參數(shù)試驗(yàn)指標(biāo)是孔內(nèi)徑的偏差量（單指標(biāo)）工藝參數(shù)：切削速度、刀具數(shù)量、刀具種類、走刀量參數(shù)水平：三級第十八頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)舉例參數(shù)表正交試驗(yàn)表第十九頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)舉例試驗(yàn)結(jié)果分析極差衡量各個(gè)參數(shù)對指標(biāo)的影響程度較優(yōu)的產(chǎn)品組合2321第二十頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)信噪比設(shè)計(jì)（健壯設(shè)計(jì)）Signal：過程的輸出（平均值）Noise：輸出的變異（標(biāo)準(zhǔn)差）S/N=平均值/標(biāo)準(zhǔn)差作用：評估試驗(yàn)的結(jié)果設(shè)計(jì)的目標(biāo)是通過減少變異穩(wěn)定過程的輸出第二十一頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-參數(shù)設(shè)計(jì)舉例一個(gè)矩形的框架，a,b分別是厚度和內(nèi)圓角半徑，在對角受到向外拉的力F，G產(chǎn)品的使用性能可以用角變形e來衡量兩個(gè)因素:a,b兩個(gè)因素水平a=50,80b=10,15完全試驗(yàn)個(gè)分成4組每組各作20次試驗(yàn)信號是過程的輸（平均值）噪音是輸出的變異（標(biāo)準(zhǔn)差）參數(shù)a影響了輸出，需要取較小的值參數(shù)b影響了輸出的變異，需要取較大的值第二十二頁，共三十頁。三次設(shè)計(jì)-容差設(shè)計(jì)在參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定各參數(shù)最合適的公差；在質(zhì)量和成本之間尋求平衡；對產(chǎn)品性能影響大而成本較低的零部件，公差取小；對產(chǎn)品性能指標(biāo)影響不大而成本較低的零部件，公差放寬。第二十三頁，共三十頁。QFD-概念和應(yīng)用概念是用于設(shè)計(jì)過程中的一種規(guī)劃、交流、文檔化的技術(shù)方法是一種結(jié)構(gòu)化的過程：定義客戶需求；將客戶需求映射到產(chǎn)品特征；將產(chǎn)品特征映射到制造過程怎樣確定顧客需求怎樣使得設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者關(guān)注顧客需求應(yīng)用Mitsubishi’sKobeShipyard1973Toyota1978,Ford1983GM,P&G,HP,AT&T,DEC,Chrysler第二十四頁，共三十頁。QFD-方法方法通過市場調(diào)查獲取用戶需求用矩陣圖解的方法將顧客需求配置到產(chǎn)品開發(fā)的各個(gè)過程和部門協(xié)調(diào)各部門的工作以保證最終的產(chǎn)品能夠滿足顧客的需求第二十五頁，共三十頁。QFD-需求獲取KANO模型需求獲取反饋詢問觀察預(yù)測第二十六頁，共三十頁。QFD-質(zhì)量屋（矩陣圖）第二十七頁，共三十頁。QFD-質(zhì)量屋（舉例）第二十八頁，共三十頁。QFD-階段劃分產(chǎn)品規(guī)劃階段零件配置階段工藝規(guī)劃階段工藝/質(zhì)量控制規(guī)劃階段第二十九頁，共三十頁。內(nèi)容總結(jié)本資料來源。設(shè)計(jì)質(zhì)量工程off-linequalityengineering。設(shè)計(jì)質(zhì)量工程

off-linequalityengineering。功能、性能（消除多余功能和過剩的性能）。經(jīng)濟(jì)性（制造和使用的經(jīng)濟(jì)性）。改進(jìn)產(chǎn)品可制造