第6卷第3期辽宁工学院学报V o l.6 N o.3 2004年6月JOU RNAL O F L I AON I N G I N ST ITU T E O F T ECHNOLO GY Jun.2004①
A PQ P方法在产品设计开发中的有效应用
郭丽尧,王 强,李卫东
(锦州万得汽车悬架系统有限公司,辽宁锦州 121007)
摘要:本文对A PQ P方法进行了简要的介绍,论述了A PQ P方法在产品设计开发中应用时应注意的问题,对
A PQ P方法在产品设计开发中的有效应用具有指导意义。
关键词:A PQ P;Q FD
中图分类号:F273 文献标识码:A 文章编号:100823391(2004)0320013202
产品的生产是从设计开发开始的,开发出的产品能否满足使用者的要求,关键取决于设计开发阶段的质量控制,大量的统计数据也表明产品质量问题有21%是由设计缺陷造成的。因此,加强产品设计开发阶段的质量控制,早期发现和排除潜在的质量问题,是提高产品质量最经济、最有效的办法。
然而,随着市场竞争的日益激烈,产品的寿命周期和更新换代的速度在不断加快,如何在尽可能短的开发周期内高质量的完成产品设计开发各阶段所必须的工作,及时推出顾客和社会需要的产品,是每一个企业都急于解决的问题。产品质量先期策划及控制计划(简称A PQ P)专用手册对解决这一问题提供了指导性的方法。
一、A PQ P方法概述
A PQ P专用手册是由美国的福特、克莱斯勒及通用三大汽车公司联合编制的。它是一种结构化的产品设计开发阶段的质量管理方法,A PQ P专用手册要求,在产品设计开发初期首先应成立由工程、制造、材料、控制、采购、质量、销售、现场服务、分承包方和顾客代表参加“横向职能小组”。按产品设计开发阶段的不同,横向职能小组分为:开发小组、产品设计小组、过程设计小组、确认小组、现生产小组。其中:开发小组负责市场调研、立项可行性分析、制定新产品开发计划、产品设计任务书和产品保证计划。产品设计小组负责产品的设计、样件试制及组织产品的设计验证和设计评审。过程设计小组负责包装标准及包装作业指导书的编制、工艺方案的确定、PFM EA分析、制定工艺文件及检验文件、测量系统分析及初始过程能力研究。确认小组负责组织试生产评价,生产确认试验,包装评价等工作。现生产小组负责制定持续改进计划及顾客满意计划等。A PQ P方法一个突出的特点就是其要求在产品设计开发过程中采用多方论证的方法和同步开发工程,促进了产品所涉及的每一个人的联系,缩短了产品开发的周期。近年来,随着Q S-9000质量体系要求在国内的推行,A PQ P方法在汽车零部件企业的产品设计开发工作工得到了充分的应用,并取得了很好的效果。
二、应用A PQ P方法时应注意的几个问题
1.在运用A PQ P方法进行产品设计开发策划时首先应作好市场调研工作,市场调研是整个产品设计开发阶段工作的基础,在市场竞争日趋激烈的今天,各企业已充分认识到了市场调研的重要性,但有一种情况需要特别注意,即在合同环境下对顾客需求的识别。有很多企业在合同环境下进行产品开发时往往只按合同或样件的要求进行产品特性的确定,不再进一步进行市场调整,这有时是片面的,虽然在合同环境下顾客的需求一般都通过合同正式提出来,但有时并不完全,一般来说顾客可能会对产品的性能特性、感官特性、安装或配合、适用的标准及法律法规、包装、质量要求及质量保证等提出要求。但对于一些产品预期的或规定用途所必要的产品要求,如:安全性、环保要求、产品包装可能涉及到的文化背景禁忌等都不一定明确规定,这就需要我们有一个分辨、调查和确定的过程,才能真正把握顾客的需求。另外,对竞争对手的调查分析也是非常重要的,因为竞争对手也面临着同样的顾客,他们对顾客需求的理解对我们来说有极大的参考价值和借鉴作用。
2.在运用A PQ P方法进行产品及过程设计时应注意对FM EA、M SA、SPC等技术的理解和应用的效果。我们知道利用FM EA技术对产品及过程的潜在失效模式进行分析,可提高产品及过程设计的可靠性;应用M SA方法对选择量具提供依据的同时还可以对测量系统的变差进行分析;应用SPC技术对过程进行控制及进行过程能力分析,能为持续改进提供依据。但如果在应用这些技术时概念不清,应用错误
①收稿日期:2004203203
作者简介:郭丽尧(19662),女,辽宁锦州人,工程师。
或数据来源不真实所得出的结论不但起不到应有的效果,往往还会导致错误的结论,所以为了确保A PQ P方法的有效实施,产品设计开发人员还应加强对这此方法的学习并注意应用的真实性。
3.运用A PQ P方法进行产品设计开发时应注意设计评审及设计验证的及时性及实施效果,由于产品开发受各种不确定因素的影响,不可能事事正确,一次成功。所以在设计的适当阶段及时有效的进行设计评审和验证,可及早发现、防止和弥补可以出现的设计缺陷,防止将设计缺陷带到生产中去,影响产品的性能、成本等。
4.A PQ P专用手册要求,在产品设计开发过程中应采用多方论证的方法,以促进各职能之间的联系,并保证产品及制造和辅助过程并行,促使产品设计开发人员始终考虑从概念形成直到用后处置的产品整个生命周期内的所有因素。但有些企业在应用A PQ P方法时,虽然都建立了跨部门的职能小组,解决了职能沟通问题,但却忽略了质量工程技术在同步工程中的应用,这将严重影响A PQ P方法应用的效果,因此在应用A PQ P方法时,采用适当的质量工程技术是非常必要的。
在同步工程中最普遍采用的质量工程技术包括质量功能展开(Q FD)、田口法和FM EA等,其中,将质量功能展开(Q FD)和田口法有机的结合起来会更有利于提高产品的设计开发质量。
质量功能展开(Q FD)是把用户的要求层层展开到整个设计过程中,通过使用质量之家的方法将用户的要求转化为特定的产品质量特性和过程质量特性。另外,因为应用Q FD 时要求将找到和应用的相关信息以小组讨论的形式将不同的决策连接起来,并用定量的方法把内部隐藏的逻辑关系表示出来,来增进设计组成员对决策的理解。所以Q FD可以使整个组织团结一致,致力于用户的需求,可大大的提高设计决策的水平。
虽然在满足用户需求方面Q FD提供了科学的评价、决策方法,但最关键的决策必须通过系统的优化来选择与用户满意更加一致的关键参数设计,这就要求在Q FD决策的基础上通过优化关键参数确保产品的质量特性稳定,而田口法正迎合了上述要求。
田口方法的目的是通过设计保证产品质量,它通过确定和控制造成过程产品质量出现偏差的关键变量来达到目的。田口博士认为:减小产品的功能波动的核心是通过最优化的参数设计来保证产品质量的稳定性,它通过系统中所有参数的最佳水平组合,而尽量减少各种干扰因素的影响,使所设计的产品质量特性值波动最小,稳定性最好。
参数设计是一个多因素选择的问题,但多因素选择面临的最大难题就是试验次数太多让人无法忍受。怎样才能通过少量的试验获得较多的信息,以达到试验目的,正交试验设计为我们提供了一个好的解决问题的办法。正交试验设计是利用“正交表”选择试验的条件,并利用正交表的特点进行数据分析,找出最好的或最满意的试验条件。
三、A PQ P方法应用举例
吉轻减振器是应用A PQ P方法与Q FD及试验设计方法相结合进行设计开发质量控制的一个成功的典范。
在吉轻减振器开发时,因此种减振器市场竞争激烈,开发周期短,所以产品策划小组采用了A PQ P方法,并应用了恰当的质量工程技术。
首先通过合同规定和市场调研,使我们了解到,具有良好减振性能的减振器必须保证汽车在行驶中的舒适性和平顺性。然后在产品设计开发过程中,产品设计开发小组按Q FD方法的四个阶段进行了产品设计和过程设计,在确定产品的关键特性参数时还应用了试验设计技术,具体情况如下:
汽车悬架一般由弹性元件、减振器和导向机构三部组成,弹性元件和减振器的良好匹配有助于提高汽车乘坐的舒适性和行驶的平顺性,但如何才能使弹性元件与减振器有一个良好的匹配,一直是减振器设计的一个难题。为了满足配套厂的要求,在吉轻减振器设计时,设计小组采用了正交试验法。
汽车悬架的弹性元件一般指螺旋弹簧、钢板弹簧或空气弹簧,弹力(F)是弹簧的主要质量特性,它等于弹簧刚度与弹性变形量的乘积,即:F=Kf。当变形量一定时,弹簧的弹力主要由弹簧的刚度(K)来决定。
汽车减振器的主要作用是衰减弹簧的弹力,以降低车身及车轮的振动。减振器的阻尼特性即复原阻尼力Pf和压缩阻尼力Py是减振器的主要特性,F、Pf和Py是否匹配,将直接影响顾客乘座的舒适性。
因此在产品开发时,设计人员将悬架刚度K、减振器的复原阻尼力Pf、压缩阻尼力Py作为影响因素,进行正交试验,确定了最优参数组合。目前该产品为配套厂连续供货四年,产品性能得到了配套厂的认可。
四、结束语
A PQ P方法虽然是汽车行业中推行的一种产品设计开发阶段的质量管理管理方法,但也同时适用于其它领域。正确应用A PQ P方法,同时结合先进行的质量工程技术进行产品设计开发阶段的质量控制,能提高产品设计开发阶段的质量,提高产品质量的稳定性。
参 考 文 献
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