爱华网质量功能配置（QFD）本章从产品开发和质量保证的角度出发，在介绍了质量功能配置（QFD）的一些基本概念的基础上，着重讨论了QFD中顾客需求的获取、整理、分析，以及顾客需求在产品开发中的瀑布分解过程，包括产品规划、零件配置、工艺规划和质量控制规划，最后讨论了计算机辅助QFD系统的现状及其基本构成和任务。质量功能配置（QFD）概述1.1质量功能（QFD）的起源及发展当前，用户化产品已越来越成为市场需求的趋势，愈来愈多的顾客希望能按照他们的需求和偏好来生产产品。对于企业来说，质量的定义已经发生根本性的转变，即从“满足设计需求”转变为“满足顾客需求”。为了保证产品能为顾客所接受，企业必须认真研究和分析顾客需求，并将这些要求转换成最终产品的特征以及配置到制造过程的各工序上和生产计划中。这样的过程称作质量功能配置（QFD，QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT）.QFD于70年代初起源于日本三菱重工的神户造船厂。为了应付大量的资金支出和严格的政府法规，神户造船厂的工程师们开发了一种称之为质量功能配置的上游质量保证技术，取得了很大的成功。他们用矩阵的形式将顾客需求和政府法规同如何实现这些要求的控制因素联系起来。该矩阵也显示每个控制因素的相对重要度，以保证把有限的资源优先配置到重要的项目中去。70年代中期，QFD相继被其它日本公司所采用。丰田公司于70年代后期使用QFD取得了巨大的经济效益，新产品开发起动成本累计下降了61%，而开发周期下降了1/3。今天，在日本，QFD已成功地用于电子仪器、家用电器、服装、集成电路、合成橡胶、建筑设备和农业机械中。福特公司于1985年在美国率先采用QFD方法。80年代早期，福特公司面临着竞争全球化、劳工和投资成本日益增加、产品生命周期缩短、顾客期望提高等严重问题，采用QFD方法使福特公司的产品市场占有率得到改善。今天，在美国，许多公司都采用了QFD方法，包括福特公司、通用汽车公司、克莱斯勒公司、惠普公司等，在汽车、家用电器、船舶、变速箱、涡轮机、印刷电路板、自动购货系统、软件开发等方面都成功应用QFD的报道。1.2质量功能配置（QFD）的概念目前尚没有统一的质量功能配置的定义。但对QFD的如下认识是共同的：1. QFD有最为显著的特点是要求企业不断地倾听顾客的意见和需求，然后通过合适的方法和措施在开发的产品中体现这些需求。也就是说，CFD是一种顾客驱动的产品开产方法。2. QFD 是在实现顾客需求的过程中，帮助产品开发各个职能部门制订出各自的相关技术要求和措施，并使各职能部门能协调地工作的方法。3. QFD 是一种在产品设计阶段进行质量保证的方法。4. QFD 的目的是使产品以最快的速度、最低的成本和最优的质量占领市场。一般认为，质量功能配置（QFD ）是从质量保证的角度出发，通过一定的市场调查方法获取顾客需求，并采用矩阵图解法将对顾客需求的实一过程分解到产品开发的各个过程和各职能部门中去，通过协调各部门的工作以保证最终产品质量，使得设计和制造的产品能真正地满足顾客的需求。简单地说，QFD 是一种顾客驱动的产品开发方法。1.3质量功能配置的基本阶段1.调查和分析顾客需求顾客需求是质量功能配置的最基本的输入。顾客需求的获取是质量功能配置过程中最为关键也是最为困难的一步。要通过各种市场调查方法和各种渠道搜集顾客需求，然后进行汇集、分类和整理，并用加权来表示顾客需求的相对重要度。2. 顾客需求的瀑布式分解过程采用矩阵（也称为质量屋）的形式，将顾客需求逐步展开，分层地转换为产品工程特性、零件特征，工艺特征和质量控制方法。在展开过程中，上一步的输出就是下一步的输入，构成瀑布式分解过程。QFD从顾客需求开始，经过四个阶段即四步分解，用四个矩阵，得出产品的工艺和质量控制参数，如图11-1所示。为呈全阶段是：（1）产品规划阶段通过产品规划矩阵（也称质量层），将顾客需求转换为技术需求（最终产品特征），并根据顾客竞争性评估（从顾客的角度对市场上同类产品进行的评估，通过市场调查得到）和技术竞争性评估（从技术的角度对市场上同类产品的评估，通过试验或其它途径得到）结果确定各个技术需求的目标值。（2）零件配置阶段利用前一阶段定义的技术需求，从多个设计方案中选择一个最佳的方案，并通过零件配置矩阵将其转换为关键的零件特征。（3）工艺规划阶段通过工艺规划矩阵，确定为保证实现关键的产品特征和零件特征所必须保证的关键工艺参数。（4）工艺/质量控制规划阶段通过工艺/质量控制矩阵将关键的零件特征和工艺参数转换为具体的质量控制方法。1.4 QFD 的作用1.经济效益企业应用QFD 后，由于其在产品设计阶段考虑制造问题，产品设计和工艺设计交叉并行进行，因此可使工程设计更改减少40%-60%，产品开发周期缩短30%-60%；QFD 更强调在产品早期概念设计阶段的有效规划，因此可使产品起动成本降低20%-40%；产品整个开发过程直接由顾客需求驱动，因此顾客对生产的产品的满意度将大大提高；通过对市场上同类产品的竞争性评估，有利于发现其它同类产品的优势和劣势，为公司的产品设计和决策更好地服务；通过QFD 的实施与运行，提高全体职工对产品开发应该直接面向顾客需求的意识，对企业的发展有着不可估量的作用。2. QFD 和其它质量保证方法的关系QFD 能够有效地指导其它质量保证方法的应用。统计过程控制（SPC）、实验设计（DOE/TAGUCHI）方法、故障模式和效应分析（FMEA）方法对于提高产品的质量都是极为重要的。QFD有助于制造企业规划这些质量保证方法的有效应用，即把它们应用到对顾客来说最为重要的问题上。使用QFD 方法后，在产品开发过程何时和何处使用这些方法都将由顾客需求来决定。制造企业应该将QFD 作为它们全面质量管理的一个重要的规划工具。概括地说，我们认为，QFD 是一个实践全面质量管理的重要工具，它用来引导其它质量工具或方法的有效使用。另一方面，从质量工程的角度出发，QFD 和其它这些质量保证方法构成了一个完整的质量工程概念。质量功能配置（QFD ）、故障模式和效应分析（FMEA）、田口（TAGUCHI）方法属于设计质量工程的范畴，即产品设计阶段的质量保证方法；而统计质量控制（SQC）、统计过程控制（SPC）等属于制造质量工程的范畴，即制造过程的质量保证方法。另外，就设计质量工程而言，QFD和FMEA、TAGUCHI方法也是互补的。QFD的目的是使产品开发面向顾客需求，极大地满足顾客需求；而FMEA方法是在产品和过程的开发阶段减小风险提高可靠性的一种有效方法，也就是说，FMEA方法保证产品可靠地满足顾客需求；TAGUCHI方法采用统计方法设计实验，以帮助设计者找到一些可控因素的参数设定，这些设定可使产品的重要特性不管是否出现噪声干扰都始终十分接近理想值，从而最大限度地满足了顾客需求。1.5 QFD的发展趋势随着QFD 的日趋完善和计算机技术、信息技术等其它相关支撑技术的发展，QFD 呈现以下发展趋势：1.智能化、集成化计算辅助QFD应用环境的出现由于QFD应用过程中需要具有丰富经验知识的各个领域专家；专家系统技术在许多领域已显示呀正在显示其强大的生命力。因此，为了减少在顾客需求提取过程和QFD配置过程中对专家的依赖，将专家系统技术应用于QFD是必然的趋势。另外，在QFD的配置过程中，需要大量的输入信息，这些输入信息在许多情况下是人为的判断、认识等，因此常常是模糊的；而处理模糊的知识正是需要大量的输入信息，这些输入信息在许多情况下是人为的判断、认识等，因此常常是模糊的；而处理模糊的知识正是模糊集理论的“专长”，所以模糊集理论在QFD的配置过程中大有用武之地。另一方面，QFD与FMEA（故障模式和效应分析）、DFM/A（面向制造/装配的设计）、SPC（统计过程控制）这些工具有效地结合起来，将会发挥更大的作用。因此，智能化、集成化计算机辅助QFD应用环境的开发将是今后QFD研究的一个主要方向，同时它的出现也必将促进QFD在工业界的推广和应用。2.QFD的应用领域不断拓宽尽管QFD主要是针对产品开发而提出来的，但人们已将QFD成功地应用于软件开发等领域中。随着QFD的不断发展，其应用领域必将不断地拓宽。3. QFD的标准化、规范化尽管QFD是一种柔性很大的方法。但是，随着QFD的日趋成熟和其应用的不断深入，有必要对其中某些共性的东西加以标准化、规范化，例如QFD方法的工作流程、实施手段等，这也有助于QFD在企业中的推广和应用。一个值得注意的事实是，在美国，从1989年开始，ASI和GOAL/QPC这两家持不同QFD分解方法的QFD咨询公司开始共同举办每年一期的QFD培训班，这也从某种程度上反映了QFD向标准化、规范化迈出了重要的一步。2质量功能配置中顾客需求的获取2.1顾客需求的KANO模型卡诺博士（NORITAKI KANO）的质量模型有助于我们理解顾客需求。KANO模型（如图11-2所示）定义了三种类型的顾客需求：基本型、期望型和兴奋型。基本需求是顾客认为在产品中应该有的需求或功能。在一般情况下顾客是不会在调查中提到基本需求的，除非顾客近期刚好遇到产品失效事件。按价值工程的术语来说，这些基本需求就是产品应有的功能。如果产品没有满足这些基本需求，顾客就很不满意；相反，当产品完全满足基本需求时，顾客也不会表现出特别满意。因为他们认为这是产品应有的基本功能。例如：汽车发动机发动时正常运行就属于基本需求。一般顾客不会注意到这种需求，因为他们认为这是理所当然的。然而，如果汽车不能发动或经常熄火，顾客就会对其汽车非常不满。在市场调查中顾客所谈论的通常是期望型需求。期望型需求在产品中实一的越多，顾客就越满意；当没有满足这些需求时顾客就不满意。这就迫使企业不断地调查和了解顾客需求，并通过合适的方法在产品中体现这些要求。以汽车为例，驾驶舒适和耗油经济就属于期望型需求。兴奋型需求是指令顾客意想不到的产品特征。如果产品没有提供这类需求，顾客不会不满意，因为他们通常没有想到这些需求；相反，当产品提供了这类需求时，顾客对产品就非常满意。兴奋型需求通常是在观察顾客如何使用你的产品时发现的。制造企业应该认识到，随着时间的推移，兴奋型需求会向期望型需求和基本型需求转变。因此，为了使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地，应该不断地了解顾客需求（包括潜在顾客需求），并在产品设计中体现这些需求。
2.2顾客需求的获取顾客需求的提取是QFD 过程中最为关键也是最难的一步，包括决定顾客需求、顾客需求重要度以及顾客对市场上同类产品在满足他们需求方面的看法。它是通过市场调查获得原始的顾客信息，然后再对此进行整理、分析而得到。1.顾客需求提取步骤（1）合理地确定调查对象一般来说，在开发新产品时应重点调查与开发产品类似的产品用户；在对现有产品进行更新换代时，应重点调查现有产品用户。在确定调查对象时，还应考虑调查对象的地理位置分布、年龄结构、教育程度、家庭收入等因素，因为这些因素都有可能影响顾客需求。（2）选择合适的调查方法市场调查的方法很多，必须根据调查对象、地点、人数等因素进行合理选择。在选择好调查方法后，还要根据调查方法的要求作好充分的调查准备工作，如调查人员的选择，调查组织的建立、调查程序的拟定，调查表格的设计等。（3）进行市场调查按照选择的调查方法及设计的调查表格进行市场调查，获取第一手的顾客需求信息。（4）整理、分析顾客需求对调查所取得的所有信息资料，要进行“去粗取精，去伪存真”和整理、分析工作，以求全面地、真实地反映顾客需求。2.市场调查方法顾客需求的获取，必须运用科学的方法。市场调查方法很多，各有其优缺点，必须对它们进行了解并结合实际情况进行合适选择。现将常见的市场调查方法归纳分类如下：（1）询问调查法询问调查是调查人员以询问为手段，从调查对象的回答中获得信息资料的一种方法。它在市场调查中是比较常用的方法，按传递询问内容的方式以及调查者与被调查者接触的方式不同，又可分为面谈调查，电话调查，邮寄调查和留卷调查等方法。1）面谈调查面谈调查法是调查人员直接面对被调查者了解情况，获得资料的方法。此法的优点是可当面索取被调查者的意见和要求，深入了解被调查者的现在需求和未来需求趋势。其缺点是调查成本较高，时间较长，对调查者要求高。此法适用于调查对象不多，但需要深入地了解情况的调查中。面谈调查也可以采取集集座谈的方式，由于众多的被调查者同时出席，往往可以互相启发，使调查者获得较多信息。集体座谈一般包括8-12人。2）电话调查电话调查是调查人员通过电话与被调查者交谈，从而获得顾客需求的方法。电话调查的优点是速度快，成本低。但其缺点是不能询问较复杂的问题。此法比较适用于探索性的初步调查，为今后进一步深入调查奠定基础。3）邮寄调查即调查就是将预先设计好的调查表邮寄给被调查者，请被调查者自行填写好寄回。其优点是调查面广，成本低。缺点是回收率低，回收期长，容易产生偏差。4）留卷调查即调查人将调查表当面交给调查对象，并对有关问题作适当解释说明，然后让调查对象自行填写，调查人约定日期取回。此法的优点是偏差小，受调查者主观影响小。其缺点是调查面不太广，成本也较高。（2）观察调查法观察调查法是调查人员在调查现场对调查对象的情况直接进行观察和写实，获取所需信息资料的一种调查方法。观察调查法根据其观察地点的不同又可分为柜台观察法和产品使用现场观察法。观察法的优点是调查较为客观，真实性高，受实性高，受调查人员偏见影响小。其缺点是所获得的信息往往有一定局限性，很难了解到顾客的全面需求。企业在具体运用各种调查方法时，要根据它们各自的特点，适用条件，结合调查的具体目的和要求，选择其中一种或几种合适的调查方法。2.3顾客需求的整理和分析每次调查结束后，调查人员应及时整理调查中获得的信息。（1）概括顾客需求顾客对其需求的描述经常很长。为了便于在QFD矩阵中输入它们，必须对它们进行概括。在概括顾客需求时，注意不要歪曲顾客原意。这样，当产品设计人员在阅读QFD产品规划矩阵时就象在同顾客进行交谈一样。（2）合并顾客需求在用简法明了的语言概括顾客需求后，应将表达同一含义或相似含义的顾客需求进行合并，因为顾客需求总数越少，管理QFD矩阵越容易。建议将总顾客需求数最好控制在25个以下，最多不要超过50个。（3）顾客需求分类上述整理后的顾客需求是随意排列的，对它们进行合理的分类有助于我们方便地构造QFD矩阵。例如，把所有有关汽车运行性能的需求分在同一组中将有利于我们分析并把它们转换成技术需求。分类顾客需求通常采用相似成组（AFFINITY GROUP）过程。它强调小组成员协同工作，把相关的顾客需求分到同一类中，并心量用顾客的语言给每个类冠以类名，这样就获得了最低级顾客需求，如有必要，还可再对最低级顾客需求进行分类成组，直到小组满意为止。减速箱顾客需求分类图如图11-3所示。2.4获取其它顾客信息在获取和整理顾客需求后，就应以顾客需求树为依据再进行市场调查，以决定顾客需求重要度和顾客对本公司产品和市场上同类产品在满足他们需求方面的看法。调查对象应包括本公司产品用户和竞争者产品用户。调查时要求被调查者确定一组顾客需求的重要度以及对所使用的产品的满意程度。主调查前，调查人员应该根据实际调查情况设计出合适的调查表，因为它在很大程度上决定了调查表的回收率，有效率和回答的质量，是市场调查成功的重要条件之一。例如，在调查顾客对其需求的重要度时，直接要求顾客按照一定的数字刻度（例如1到5或1到9）为基准标出其重要度，往往容易产生偏差和丧失客观性。对此，可采用成对比较法来设计调查表。它在两两比较顾客需求相对重要性的基础上，确定各个顾客需求的绝对重要度。在上述各项调查完成后，调查人员应运用统计方法对调查数据进行综合，然后编写一份完整的顾客需求调查报告，以供有关方面参考和使用。顾客需求调查报告的内容应包括顾客需求及其重要度，顾客对本公司产品和市场上同类产品在满足他们需求方面的看法。随着科学技术的迅速发展和人们生活水平的不断提高，顾客对产品的要求在不断地变化着。因此，对于企业来说，要想在激烈的市场竞争中立于不败之地，必须不断地同顾客接触。顾客需求在变化，顾客需求重要度变化，顾客对各种产品在满足他们需求方面的看法也在变化。只有通过不断的市场调查，企业才能了解当前的顾客需求信息和预测将来的需求信息，从而生产出适应顾客要求的产品。3顾客需求的瀑布式分解过程3.1概述上节中我们详细地讨论了在顾客需求的获取过程中所要解决的一些基本问题。通过市场调查收集到的顾客信息是QFD过程的基本输入。本节将重点讨论如何将这些需求转换成产品和零部件的关键特征以及配置到制造过程的各工序中去即顾客需求的瀑布式分解过程。严格地说，QFD是一种思想，一种产品开发和质量保证的方法论。它要求我们产品开发直接面向顾客需求，在产品设计阶段考虑工艺和制造问题。而由美国学者J.R.HAUSER与D.CLAUSING于1988年提出的质量屋（HOQ，HOUSE OF QUALITY）则是在产品开发中具体实现这种方法论的工具，它提供了一种将顾客需求转换成产品和零部件特征并配置到制造过程的结构，如图11-4所示。中国1）是顾客需求及其权重，是质量屋的“什么”；2）是技术需求（最终产品特征），是质量屋的“如何”；3）顾客需求和技术需求之间的关系矩阵；4）是顾客竞争性评估，从顾客的角度评估产品在市场上的竞争力；5）技术需求相关关系矩阵；6）包括技术竞争性评估，技术需求重要度和目标值的确定等，用来确定应优先配置的项目。QFD的分解方法有许多种。常用的方法是ASI（AMERICAN SUPPLIER INSTITUTE）提介的四阶段的分解方法，如图11-1所示。本章以后各节将说明顾客需求的四阶段分解过程。3.2 QFD的产品规划阶段第一个质量屋——产品规划质量屋用于将顾客需求转换成技术需求（产品特征），并分别从顾客的角度和技术的角度对市场上同类产品进行评估，在分析质量屋的各部分信息的基础上，确定各个技术需求的目标值以及在零件配置阶段所需的技术需求。图11-5显示了减速箱的产品规划质量屋。3.2.1建立产品规划质量屋步骤1.确定顾客需求及其权重顾客需求及其权重是质量屋最基本的输入，它们都是通过市场调查获得。在确定顾客需求时应避免主观想象，注意全面性和真实性。图11-5左上部分减速箱的部分顾客需求。2.顾客需求到技术需求的转换根据调查获取的顾客需求，确定最终产品所产应具有的工程特征（技术需求），它们直接与顾客需求有关，并将有选择性地配置到设计、制造、装配和服务中去。在确定技术需求时应注意它应满足以下三个条件：（1）针对性，即技术需求是针对对应的顾客需求而确定的。（2）可测量性，即为了对技术需求进行控制，它们应是可测量的产品特征。（3）全局性，即技术需求不能涉及到具体的设计方案。上述三个条件中，尤其要注意的是技术需求的全局性。技术需求只是为以后选择设计方案提供了一些评价准则，而不牵涉到具体的产品设计方案。通常这是产品规划质量屋的最难部分。因为当顾客提出某项需求时，产品设计人员往往就想到具体的设计方案。例如，当顾客说：“我希望使用的汽车必要时能立即制动”，通常设计人员就想到对制动系统作必要的改进，以使制动更为迅速。如果按照上述三个条件来选择技术需求，在产品规划质量屋中，为响应该顾客需求，其对应的技术需求应为汽车“制动时间”。这是一种衡量顾客满意度的方式。汽车制动时间越短，顾客越满意。图11-5上方显示了减速箱的某些典型的技术需求，如寿命、噪音、外形尺寸、承载能力等。3.决定顾客需求和技术需求的关系通常采用一组符号来表示顾客需求与技术需求这间的相关程度，例如，用双圆圈来表示“强”关系，即改善某个技术需求与满足其对应的顾客需求中等相关；用单圆来表示“中等”关系，即改善某个技术需求与满足其对应的顾客需求中等相关；用三角形来表示“弱”关系，即改善某个技术需求与满足其对应的顾客需求弱相关。顾客需求与技术需求之间的关系矩阵直观地说明了技术需求是否适当地覆盖了顾客需求。如果关系矩阵中关系符号很少或大部分是“关系微弱”符号，则表示技术需求没有足够地满足顾客需求，应对它进行修改。减速器关系矩阵如图11-5中部所示。以图中的技术需求“使用寿命”为例，QFD小组认为，如果采取措施提高减速器的寿命，它对“使用寿命长”有重大的影响，另外提高寿命有助于提高安全可靠性，但同时使减速器成本上升。因此，技术需求“使用寿命”与这两个顾客需求“中等”相关。4.顾客竞争性评估顾客竞争性评估是指从顾客的角度对本公司产品和竞争者产品在满足他们需求方面的评估。它反映了市场上现有产品的优势和弱点以及产品需要改进的地方。顾客竞争性评估数据是通过市场调查得到的。一般用数字1-5来表示顾客对某类产品的某项顾客需求的满意度，其中5表示顾客对某产品的某项顾客需求非常满意，1表示顾客对某产品的某项顾客需求非常不满意。减速器的顾客竞争性评估如图11-5右部所示。5.技术竞争性评估确定技术需求后，QFD小组就应安排对技术需求的测试过程。这里所说的测试是指通过试验，查阅有关文献等方式确定本公司产品和竞争者产品的技术需求指标。例如，对于减速器的技术需求“承载能力”来说，通过查阅有关文献或试验确定某类减速器的最大承载能力为多少牛顿·米。由于各个技术需求的测量标度不一定相同，为了便于评估，必须将它们转换成统一的规范标度。一般用数字1-5来衡量评估结果的好坏。如图11-5所示，与顾客竞争性评估不同，技术竞争性评估是从技术的角度对产品的市场竞争力进行评估。6.确定技术需求之间的相互关系技术需求之间常常也是互相有关系的。如果改善某一技术需求的措施有助于改善另外一个技术需求，则我们定义这两个技术需求正相关；反之，如果改善某一技术需求，将对另外一个技术需求产生负面影响，则我们定义这两个技术需求负相关。以汽车为例，减轻汽车重量将对单位体积油的里程数和加速性能产生有益的影响，因此它们之间正相关；另一方面，提高单位体积没里程数将对改善加速性能产生负面影响，因此它们之间是负相关。一般用单圆圈表示两个技术需求正相关，用X表示两个技术需求负相关，如图11-5顶部所示。从相关矩阵（质量屋屋顶）中，我们可直观地看出哪些技术需求负相关。在产品开发过程中，开发人员首先应仔细分析互为负相关的哪些技术需求，因为改善其中某一技术需求将对一个或更多个技术需求产生负面影响，其次，应采取有关措施尽量消除或减少这种负面影响。如果不能满意地解决这些问题，将会使顾客对产品的某些方面不满意。7.确定技术需求目标值通常根据顾客需求的权重，顾客需求与技术需求的关系矩阵和当前产品的优势和弱点来确定技术需求的目标值，我们以减速器技术需求“使用寿命”为例，来说明在不同的情况下如何决定技术需求的目标值。（1）第一种情况如图11-6所示顾客认为某公司产品优于其他两个主要的竞争者。顾客需求为“使用寿命长”。其重要度很高，为9，并且在该顾客需求和技术需求“使用寿命”之间存在“强”关系。技术竞争性评估也表明某公司减速器的使用寿命最长，一般来说，顾客竞争性评估同技术竞争性评估是一致的。顾客竞争性评估表明，他们对市场上减速箱使用寿命都不太满意。这表明在此存在一个竞争机会，如果哪家企业能够生产出使用寿命更长的减速器，那么它可把“使用寿命”作为减速器的“销售点”（即值得做广告的产品特征）来宣传。通过调查发现，顾客对使用寿命为6年的减速器较满意，因此将“使用寿命”的目标值设置为6年。（2）第二种情况如图11-7所示某公司仍被顾客认为最佳，顾客评估某公司为4.4（满刻度为5）。技术评估数据也支持该评估结论。某公司减速器寿命为5.5年，而竞争者A和B分别具有2.5年和4年。QFD小组经过讨论决定仍将减速器使用寿命设置为5.5年，因为该公司领先于竞争者，且顾客对其产品也很满意，采取措施提高该项技术需求目标值，不会获得明显的经济效益。（3）第三种情况如图11-8所示顾客认为在减速器使用寿命上，某公司产品最差，A公司和B公司产品都优于它。技术评估数据同顾客评估结果一致。该公司处于“追赶”位置，必须采取有关措施，从顾客竞争性评估可知，顾客对A公司和B公司也不是很满意。为此，可将“使用寿命”的近期目标定为5年，远景目标定为6年。说明：一般来说，顾客竞争性评估和技术竞争性评估是一致的，当两者不一致时，应分析其原因，消除其不一致性，我们将在下一节中进行详细分析。8.确定质量屋的其它项目在QFD矩阵中，顾客需求、技术需求、关系矩阵、竞争性评估和技术需求目标值是产品规划矩阵的基本部分。其它项目，如技术难度评估、技术需求重要度等都是可选项。它们通常有助于产品规划中的决策过程。QFD小组可根据实际情况决定是否在其开发的矩阵中加入上述项目。在上述列举的这些项目中，以技术需求重要度应用最广。技术需求重要度是通过矩阵运算得到的。设CIRi为第i个顾客需求的重要度，Rij为第i个顾客需求和第j个技术需求之间关系符号所对应的数字值（9，3，1）为第j个技术需求的重要度，则（11-1）以图11-5的第一个技术需求“使用寿命”为例，共有三个顾客需求与之相关，它们的重要度分别为9，9，8，其对应的关系值分别为9，3，3。这样，“使用寿命”的重要度为 TIR1 =9*9+9*3+8*3=132。通过矩阵运算获得的重要度值被记录于矩阵低部。1.关系矩阵的评审当完成顾客需求和技术需求之间的关系矩阵后，应对其进行仔细的分析和评审，例如检查关系矩阵的每一行或每一列，看是否有空行或空列存在。如果某一行无关系符号或只有“弱”关系符号，则表示已有技术需求没有足够地满足该顾客需求，应补充新的技术需求；如果某一列无关系符号或只有“弱”关系符号，则意味着其对应的技术需求是多余的，应予以剔除。另外，还要分析关系矩阵中关系符号的填充率，它表示技术需求是否足够地覆盖了顾客需求。一般要求关系符号的填充率在25%-40%之间。2.校核顾客竞争性评估和技术竞争性评估一般来说，顾客竞争性评估同技术竞争性评估结果是一致的。但是，在某些情况下，两者也可能互相矛盾。当出现这种情况时，QFD小组应认真地进行调查和分析，找出其原因。通常造成两种评估互相矛盾主要有以下几个原因：（1）技术需求测试并没有真正反映顾客需求。（2）除了已选择的技术需求外，还有某些尚未列入的技术需求存在“强”关系。此时，应补充进新的技术需求。（3）顾客使用产品的方式可能和测试不一致。因此，需要增加其它技术需求和技术测试。在找出产生这种不一致性的原因后，应采取有关措施消除它。3.选择应重点配置的技术需求开发QFD矩阵主要是为了促使企业同顾客进行接触，了解他们的需求，同时帮助企业在有限的资源约束条件下确定零件配置阶段的技术需求以使顾客满意度最大。一般来说，不必选择太多的配置项。在选择应优先配置的项目时，要综合考虑技术需求重要度、顾客竞争性评估、技术竞争性评估、技术实施难度和成本、技术需求相关矩阵等各种因素。这是产品规划质量屋中最复杂也是最关键的决策过程。它主要凭借QFD小组成员的经验进行。例如，如果顾客竞争性评估和技术竞争性评估表明某公司产品的某项技术需求在现有生产条件下就能使顾客较为满意，在此情况下就没有必要将该技术需求配置到下一阶段中去。相反，当顾客对本公司产品的某项技术需求不太满意时，QFD小组应权衡利弊，综合考虑后决定是否将该技术需求配置到下一阶段中去。3.3零件配置阶段在产品规划阶段，应用QRD方法将大大地提高企业在激烈的市场竞争中取得成功的机会。同时，对于产品开发的后续阶段——零件配置、工艺规划、质量控制规划，QFD过程也是一个非常有效的规划工具。与产品规划矩阵不同，零件配置矩阵要简单得多。它仅包含了矩阵的几个枯本组成部分：技术需求，关键零件特征，关系矩阵及关键零件特征目标值。零件配置矩阵的开发过程同产品规划质量屋基本相同，值得注意的是，关键零件特征只有在产品设计方案确定后才能确定。例如，采用蜗杆传动的减速器零件特征与采用瞪轮传动的减速器零件特征就不一样。因此，首先应选择能满足顾客需求的最佳设计方案。3.3.1 选择最佳设计方案 许多研究表明，设计方案选择和规划对产品成本和制造难度影响很大。英国航天公司所作的研究表明：产品设计的最初5%的工作决定了85%的产品质量、成本及可制造性。美国通用汽车公司估计，卡车减速器制造成本的70%在设计阶段决定。实践证明有必要使用某些结构化过程来评估和选择设计方案。进行方案评估有许多种技术，其中最基本的方法是首先建立评价准则的设计方[杂，根据评价准则分别语汇估各个设计方案，经过讨论后协同各个方案综合出一个最佳方案。常用的方案选择和评估方法有两种：基于KEPNER-TREGOE决策方法的方案评估和PUGH方案选择方法。基于KEPNER-TREGOE决策方法的方案评估将评价准则分为两类：“必须”和“想要”。“必须”准则是指为了使顾客接受产品所必须出现的准则，其它最好有但不是必须的准则被称为“想要”准则。满足“必须”准则的方案称为可行必方案。应用“想要”准则对各个可行性方案进行评估，根据评估结果确定一最佳方案，然后再通过方案“综合”过程产生一个最终设计方案。PUGH方案选择方法首先根据顾客需求知识和企业经验知识，产生一评价准则集，然后开发一组可行的设计方案，选择其中一个可行方案作为其它 方案赖以比较的基准方案，采用矩阵的格式（评价准则列于矩阵左边，设计方案列于矩阵上方）依据评价准则依次评价各个设计方案是好于（+）。坏于（-）。眯中百， 睛（S）基准方案，计算各个设计方案总的+、-、S个数，选择一最佳方案，通过方案，“综合”过程来改善最佳方案，产生最终设计方案。11.3.3.2 分析潜在的故障原因在确定产品设计方案，完成初步设计后，应对产品进行可靠性分析。它能促使企业考虑产品中潜在的故障，产通过设计需求控制，工艺控制和产品质量的检验来控制它。常用的可靠性分析方法有两种：故障模式和效和效应分析（FAILURE MODES AND EFFECTS ANALY-SIS，FMEA）和故障树分析（FAULT TREE ANALYSIS，FTA）。FMEA是从可靠性角度对已完成的设计进行详细评价，对潜在的故障按其影响程度确定等级，并根据需要提出改进设计的意见，完病况设计工作。它的特征为：用表格的形式表示，从低层次开始，逐步向高层次分析。FTA则是追寻不希望发生事件起因的逻辑分析方法。它从不希望的故障（不安全事件向原因分析，把系统分解为树形图，从而对多重故障进行逻辑的、定量的评价的。关于FMEA和FTA的详细描述请参考有关可靠性方面的资料。11.3.3.3 完善零件配置矩阵 在完成方案选择和可靠性分析（FMEA或FTA）后，就可开始完成零件配置矩阵的工作。零件配置矩阵的几个基本组成部分为：1．技术需求 它们 从产品规划矩阵中选择的、转移到零件配置矩阵的技术需求及目标值，是矩阵的“什么”。2．关键零件特征QFD小组一般根据在FMEA或FTA分析确定的失效原因，待配置的技术需求和其经验来决定零件配置矩阵的关键零件特征。它们是矩阵的“如何”。3．技术需求与关键零件的特征的关系矩阵用一组符号来表示技术需求与关键零件特征的关系强弱程度。4．关键零件特征的技术规范减速器的零件配置矩阵如图11-9所示。为简单起见，我们从产品规划矩阵中选择了三个技术需求——可靠性、使用寿命、价格——作为零件配置矩阵的“什么”。3.3.4分析零件配置矩阵首先，QFD小组应认真评审关系矩阵，检查关系矩阵的每一行或每一列，是否存在空行或空列。如果某一行无关系符号或只有“弱”关系符号，则意味着关键零件特征没有足够地满足对应的技术需求，应补充新的关键零件特征；如果某一列无关系符号或只有“弱”关系符号，则意味着其对应的零件特征多余的，应予以剔除。除此之外，还要分析关系符号的填充率，它表示关键零件特征是足够地覆盖了技术需求。其次，QFD小组应选择需要在工艺规划矩阵中配置的哪些关键零件特征。其决策过程同产品规划质量屋中选择优先配置项目过程基本相同，只是在零件配置矩阵中没有顾客竞争性评估和技术竞争性评估这些数据。QFD小组一般先分析那些“强”相关符号最多的零件特征，然后根据FMEA的风险评估、零件特征的权重和经验知识等因素，选择那些需要配置的关键零件特征。对于图11-9所示的零件配置矩阵，对于齿轮而言，我们选择了齿轮的硬度、强度、精度作为需要配置到工艺规划阶段的关键零件特征。3.4.1工艺方案选择过程的必要性同零件配置矩阵类似，关键工艺特征也根据关键零件特征和经验来确定，它们是那些为了保证零件满足其需求而在制造过程中必须加以控制的要素。完整的减速器工艺规划矩阵如图11-10所示。从严格的QFD观点出发，工艺规划矩阵应只包含满足以下两个条件的工艺特征（1）它们是工艺过程中的一些关键工艺特征。（2）它们是直接针对工艺规划矩阵的关键零件特征而设置的。但是，在实际应用时，当企业在进行工艺规划时，它们可能希望对整个工艺进行研究，而不局限于上述范围，如图11-10所示。并不是每个工艺特征都是可测的。许多工艺特征规范通常是为了保证工艺质量所必须遵循的某一项程序或标准。在减速箱例子中，“检测型”和“存贮型”的工艺步骤就是根据确定的程序或步骤来监控的。在产品规划质量中，每个技术需求都是真正可检测的；在零件配置矩阵中，某些零件特征是直接可测量的，某些则较难测量。在工艺规划矩阵中，大多数工工艺特征将采取特征（Y/N）检查，审核或程序性检验等形式。一般来说，工艺规划矩阵的分析同零件规划矩阵类似，也应选择需要配置的关键工艺特征。一般根据矩阵中每个工艺特征的重要度和经验来选择应配置到质量控制规划阶段的关键工艺特征。对于大多数工艺过程来说，其工序数和关键工艺特征数不会太多。因此，将所有关键的工艺特征配置到制造规划阶段问题不大。建议QFD小组从工艺规划矩阵中将所有关键的工艺特征转移到质量控制规划阶段问题不大。建议QFD小组从工艺规划矩阵中将所有关键的工艺特征转移到质量控制规划阶段中，因为这不会增加太多的时间，而且不需再选择配置到质量控制规划阶段的关键工艺特征，因所有的关键工艺特征都被转移到了质量控制规划阶段中。3.5质量控制规划阶段前几节我们讨论了QFD矩阵在产品规划、零件配置和工艺规划中的应用。在这些配置过程中，前一矩阵的“如何”被转移到一下矩阵中，并成为该矩阵的“什么”。这三个阶段所采用的QFD矩阵其基本组成部分都大致相同，其分析方法也相差不多。而到了质量控制规划（又称制造规划）阶段，情况则大不一样。从目前QFD在国外的应用实践来看，各个企业在质量控制规划阶段采用的QFD矩阵差别很大，几乎没有形成一个比较规范的格式。出现这种状况其实也是很正常的。每个企业由于其生产产品类型、生产规模、技术力量、设备状况以及其它各种因素的影响，其质量控制方法、体系也就大不一样。我们建议企业在应用QFD矩阵进行质量控制规划时，应结合本厂实际，充分利用本厂在长期的生产实际中所积累的一整套行之有效的制造过程控制方法。图11-11是一种在质量控制规划阶段经常使用的QFD矩阵样表。当我们在产品规划、零件配置、工艺规划和质量控制规划阶段都使用QFD方法时，最终使得制造领域的信息都起源于顾客的信息。产品制造人员被告知，如果他们遵守操作指令，生产出来的产品应能满足顾客需求，这比传统的遵守操作指令将会生产出满足设计要求的零件这种观念更有意义。总之，QFD是在市场经济条件下，为满足顾客需求、提高产品质量、赢得市场竞争而形成的一种新的产品开发和质量保证技术。当前正受到各国工业界和学术界的普遍重视，并已成功地应用到产品开发和服务性行业中，它保证将来自顾客和市场的需求，精确地转移到产品开发每个阶段的有关技术需求和措施中去。社会主义市场经济体制的建立，客观上为QFD在国内企业的应用和推广创造了外部环境。为了在激烈的市场竞争中立于不败之地，企业必须不断地调查和理解顾客需求，并在开发的产品中体现这些需求，从而生产出令顾客满意的产品。4计算机辅助（QFD）4.1计算机辅助QFD（CAQFD）的一般结构及主要功能随着QFD在企业界应用的不断深入，人们逐渐发现QFD应用较复杂，文件量很大，例如美国DEC公司应用QFD矩阵元素达100*100，因此促进人们将计算机技术引入到QFD中，探索计算机辅助QFD（COMPUTER AIDED QFD）方法，以提高应用QFD的效率。计算机是信息贮存、分析、处理以及逻辑推理的重要工具。将计算机技术引入QFD中，就能使用软件开发工具来自动生成文档和进行文档处理，使得文档的维护自动化、计算机化。在QFD应用过程中，计算机与当代数学人工智能技术的结合，不仅能够很快地完成计算任务，例如计算技术需求的绝对重要度、相对重要度、对技术需求进行排序等，而且能够快速完成电子模拟的逻辑推演，使需长时间才能完成的计算工作量，或者需多年才能得到的实践经验总结等，可以在极短的时间内完成，为在QFD过程中有效地选择需要配置的项目和产品设计多种方案的最佳选择提供了现实可能性。目前，计算机辅助QFD已成为企业应用QFD的客观要求和有效手段。计算机辅助QFD（CAQFD）的一般结构如图11-12所示，系统中各主要模块功能如下：1.顾客需求编辑器顾客需求编辑器模块主要为用户输入、修改顾客需求提供一个界面友好的环境，同时在检索类似产品需求库的基础上，向用户提供一定的帮助和咨询。2.顾客需求评估主要负责检查顾客需求的一致性和完善程度，同时为用户评估顾客需求报告。3.顾客需求报告产生，根据用户定制的报告格式，从数据库中检索相关的数据，输出顾客需求报告。4.质量屋编辑模块包括五个子模块，即产品规划质量屋编辑器、零件配置矩阵编辑器、工艺规划矩阵编辑器、质量控制规划矩阵编辑器、产品设计方案选择模块。其中前几个模块主要负责对应质量屋的输入、修改工作，同时向用户提供一定的在线帮助。最后一个模块负责产品设计方案的比较和择优，按照一定的决策方法对各种产品设计方案进行比较、评估，在全面考虑各个评价准则的基础上，迅速帮助用户选择最佳方案。5.启发式检查模块检查质量屋的关系矩阵中是否有空行或空列存在。若某一行为空或只有“弱”关系符号，则建议用户增加新的“如何”；如果某一列为空或只有“弱”关系符号，则建议用户删除该“如何”。计算关系矩阵中关系符号的填充率，判断关系符号填充率是否在规定范围内，否则建议用户对关系矩阵进行修改。根据启发式规则，检查产品规划质量屋中顾客竞争性评估和技术竞争性评估结果是否一致，在两者不一致时，建议用户分析其原因。6.质量屋配置项目决策在一定的资源约束下，按照合适的决策方法，对各种因素进行全面考虑，综合分析，帮助选择待配置的项目，以使顾客满意度最大。7.质量屋图形输出从数据库中检索有关信息，按照用户定制的格式，输出质量屋图形文档。8.数据库数据库分为动态数据库和静态数据库。动态数据库主要用来存放中间结果信息；静太数据库主要用于存放最终结果信息。对计算机辅助QFD来说，采用数据库技术可以有效地访问和操纵数据，实现数据共享，减少数据冗余度，保持数据的一致笥和独立性，同时提供了安全访问机制。4.2人工智能在计算机辅助QFD中的应用4.2.1专家系统技术在CAQFD中应用计算机技术的飞速发展，为人工智能在QFD中的应用创造了条件。QFD应用过程中需要具有丰富经验知识的各个领域专家，因此在工厂中推广和应用QFD时，缺乏具有丰富经验知识的领域专家往往成为QFD应用的障碍。专家系统技术在许多领域已显示或正在显示其强大的生命力。它是一个（或一组）具有大量专业知识与经验的程序系统，根据一个或多个人类专家提供的特殊领域知识、经验进行推理和判断，模拟人类专家决策的过程，来解决需要专家解决的复杂问题。为了减少在QFD应用过程中对专家的依赖，将专家系统技术应用于QFD中是必然的趋势。QFD专家系统的知识库的组成及组织如图11-13所示。由于QFD的矩阵方法与在专家系统数据准备中经常使用的前提结论矩阵十分相符，因此QFD的矩阵格式可直接产生专家系统中IF-THEN结构。QFD的基本过程是由图中知识库系统（KNOWLEDGE BASE SYSTEM）KBS1到KBS5实现的。一般认为，QFD知识库系统还应包括产品早期设计阶段的成本预测和估计知识，图中KBS6到KBS8就是用于估算成本的。图中各知识库作用如下：1）KBS1将顾客需求转换成产品规范2）KBS2将产品规范转换成零件特征3）KBS3将产品规范和零件特征转换成工艺规范4）KBS4将工艺规范转换质量控制法5）KBS5定义最终测试程序和准则以保证产品质量6）KBS6根据顾客需求和产品规范准备成本计划7）KBS7根据实际的产品和工艺设计估计成本8）KBS8根据实际的制造成本估计产品最终成本。4.2.2模糊集理论在CAQFD中应用世界上的许多事物，包括人脑的思维和控制作用，都具有模糊和非定量化的特点。在QFD应用过程中的许多输入信息在许多情况下是人的判断、认识等，因此具有模糊化和非定量化的特点。在传统的QFD方法中，把这些输入都作为数字变量来处理，往往不能真实地反映各种输入信息，具有很大的局限性。计算机技术和模糊集理论的发展，使处理这类主观性模糊输入信息成为可能。目前，模糊集理论在QFD中的应用主要集中在以下几个方面：1.顾客需求的模糊性处理顾客在表达需求的时候，更多地是用符合语言习惯的模糊语言形式，如“重要轻”、“可靠性高”等，这里的“轻”“高”都是模糊词，只用一个确定的值来表示它有时并不能真实地反映顾客要求，因此需要应用模糊集理论定义相应的模糊集和语言变量，对顾客需求作模糊性处理。2.顾客需求权重的模糊描述顾客在表达对产品某一需求的关心程度时，往往不是用一个绝对的数值，而是说“很重要”“最好要有”之类的词汇，对于这些模糊性词汇，定义相应的模糊集和语言变量来描述它们，也许更为确切些。3.顾客需求的模糊推理顾客需求必须转化为面向技术的工程语言（最终产品性能指标）。对工程特征值也作适当的模糊化，利用模糊关系及模糊推理原理解决顾客需求到产品性能指标的转换。4.产品竞争力综合评判根据顾客需求的权重以及顾客对竞争者产品和本公司产品的市场评估，应用模糊综合评判的方法对各个产品作出综合评判，从而为产品开发提供依据。5.模糊矩阵运算在建立顾客需求权重和关系矩阵关系矩阵关系强弱程度术语集及结应模糊集基础上，根据顾客需求权重和关系矩阵来计算矩阵中对应的技术需求权重（计算结果为一模糊集），并根据有关模糊集排序理论确定各个技术需求相对重要度。6.模糊知识协同处理知识协同处理即为权衡、综合来逢不同知识源的知识，最终产生一个对某一问题的一致看法。用模糊集来表示各个专家对某一问题的看法，应用一定的模糊算法综合各专家所对应的模糊集，最终产生一个能代表全体知识源对某一问题看法的模糊集
