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QFD培训教材

QFD(质量功能配置)培训教材

一、QFD概述

一)QFD(质量功能配置,又名质量功能展开,质量屋)的起源与发展

质量功能展开QFD (以下简称QFD) 技术是把不同用户或市场对产品性能的需求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求(或说通过将用户质量要求逐步转化为系统质量要求、零部件质量要求、工艺质量要求、直至生产质量要求)的多层次演绎分析方法,从而保证产品的一次开发成功。其指导思想是以市场为导向, 以用户需求作为产品开发的依据。

作为顾客驱动的产品设计方法,质量功能配置(Quality Function Deployment ,QFD) 代表了从被动的、反应式的传统设计方式(设计-试制-调整) 向主动的、预防式的现代设计方式的转变,是系统工程思想在产品设计过程中的具体运用,正在发展成为具有方法论意义的

现代设计理论。(QFD 是一种面向用户的或者说是用户驱动的产品开发方法, 它采用系统化的、规范化的方法调查和分析用户对产品的需求, 并将其转换成为产品特征、零部件特征、工艺特征、质量与生产计划等技术需求信息, 使得设计和制造的产品能真正地满足用户需求。QFD代表了从被动的、反应式的传统产品开发模式“设计—试验—调整”, 到一种主动的、预防式的现代产品开发模式的转变。它将注意力集中于规划和问题的预防上, 而不仅仅集中在于问题的解决上。)

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”。随着用户需求的多变以及市场竞争的加剧,企业面临着如何快速推出面向不同用户群体的产品的问题。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。日本的赤尾洋二与水野滋两位教授,经过多年研究整体日本企业品管实务活动经验,将QFD形成了系统性的用来整理研发及计划质量的方法。其主要的功能为:1)确保产品质量;2)创造有魅力质量以满足顾客,QFD是一系列有系统、有步骤的程序,按步骤先从掌握顾客的要求开始,制作质量报表到质量企划,再行细致地展开,以确定设计质量,从而展开至各零组件质量,创建质量机能,使企业质量计划的工作圆满完善。

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。

二)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。

QFD是一种用于听取顾客呼声(voice of customer)的系统化方法。它将顾客的呼声恰如其分地转化为生产计划、产品设计、制造等各阶段的具体技术要求,达到缩短开发周期、提高质量和降低成本的目标。它体现了以市场为导向,以用户需求为产品开发唯一依据的指导思想,将顾客需求逐步分解到企业的各项经营活动中,从而最大限度地满足顾客需求,确定市场优势的方法。因此,QFD方法实际上是多目标分解、决策和迭代求优方法的具体应用。

QFD的思想基础是: 在产品设计/开发全过程中, 所有的活动都由顾客的呼声(Voice of Customer) 所驱动。它通过定义“做什么”和“如何做”把顾客的需求和愿望体现到产品设计中去, 从而使产品具有令顾客满意的稳健(Robust) 性能。QFD 代表了从被动的、反应式的传统设计方式——“设计——试验——调整”到一种新的主动的预防式的现代设计方式的转变。QFD 将注意力集中于规划和问题的预防上, 而不是集中在问题的解决上。它鼓励通过多功能的产品开发小组(来自于产品设计/开发的全过程) 采用综合的、整体性的并行的产品研制方法。而这种方法正是目前我国工业界所缺乏的。正确地应用QFD, 从短期而言, 可以通过优化产品和工艺的设计, 减少投产时间、减少设计更改次数、缩短产品研制周期, 在降低成本的同时, 改进产品的质量和可靠性——而这些正是改进生产力和降低成本所必须的。更重要的是, QFD 有助于获得使顾客满意、增加市场占有率、减少索赔等长期利益。

三)QFD定义三种模式

《美国空军R&M2000大纲(USAF R&M2000 Process)》对QFD的说明是:“QFD是保证用户、消费者需求,并能推动产品设计和生产过程设计的一种方法,也即把用户、消费者需求变换成产品特性和过程特性,并由全企业来完成这些要求的系统方法。”

关于QFD的定义有三种不同的模式,它们是综合的QFD模式、ASI的四阶段模式、GOAL/QPC的矩阵模式。

1 综合的QFD模式

Akao认为,QFD可以看作是由一系列关系组成的网络(network of relationship),通过这一网络,顾客需求被转化为产品质量特征,产品的设计则通过顾客需求与质量特征之间的关系被系统地“展开”到产品的每一个功能组成中,并进一步“展开”到每个零件和生产流程中,通过这一过程,最终实现产品设计。Akao的定义为我们提供了一个有关QFD的多重网络,这是一种矩阵的矩阵(Matrix of Matrices),通过几十个矩阵、图表来具体描述产品开发步骤。因此,这一巨型网络全面、综合地反映了QFD的实质。

综合的QFD模式由两大部分组成,即质量展开和功能展开。质量展开是把顾客的要求展开到设计过程中去,保证产品的设计、生产与顾客要求相一致;功能展开是通过建立多学科小组,把不同的功能部门结合到从产品设计到生产的各个阶段,促进小组成员的有效交流和决策。综合的QFD模式具体包括质量展开、技术展开、成本展开和可靠性展开。

2 ASI(美国供应商协会,America Supplier Institute)的四阶段模式

ASI的开创者Sulliven认为:“QFD作为一个总体概念,它提供了一种方法,通过这种方法,可以在产品开发和生产的每个阶段把顾客需求转变为适当的技术要求。”Sulliven的定义把QFD作为一种方法,看作一种过程。Lou Colen的定义以此为基础揭示了QFD方法的本质:“QFD是一种结构化的产品计划与开发方法,该方法使得产品开发小组能够清楚地了解顾客的需求,并能对所提出的产品和服务的性能,根据其对顾客需求的满足程度进行系统的评价。”John R. Hauser&Don Clausing更具体提出了QFD的四阶段过程(通常QFD 过程包括四个阶段:产品规划、零部件规划、工艺规划和质量控制)。ASI模式的四个阶段与产品开发全过程的产品计划、产品设计、工艺计划和生产计划相对应。通过这四个阶段,顾客要求被逐步展开为设计要求、零件特性、工艺特性和生产要求。该模式的最大优点是有助于人们对QFD 本质的理解,有助于理解上游的决策是如何影响下游的活动和资源配置;其缺点是不适合复杂的系统和产品。

附:《改进的质量功能展开—— (Ⅰ) 理论框架》:刘鸿恩(郑州航空工业管理学院质量工程研究所450052),系统工程理论与实践,1996年第7期:63~65

QFD的基本原理:

基本而言, QFD的过程由产品规划、零件展开、工艺计划和生产计划四个阶段组成。依据并行工程(Concurrent Engineering) 的基本原理, 这四个阶段是一个相关的并行过程。通过这个过程。顾客要求(CR) 被逐步展开为设计要求(DR)、零件特性(PC)、制造作业(MO ) 和生产要求(PR)。在将顾客要求逐步展开的过程中, QFD 采用了质量屋(House of Quality) ——一种直观的矩阵展开框架。质量屋是QFD基本原理的核心, 它以一个输入—输出策略为基础: “什么”被展开“如何”, 然后“如何”又演变成下一个阶段新的“什么”。下图给出了概念性的质量屋。

在展开的第一阶段(产品规划阶段) , 输入的是重要的顾客要求(“什么”) , 在这一阶段质量屋中, 顾客要求首先被展开为设计要求(“如何”)。顾客要求与设计要求之间的关系程度(通常有弱、中、强三个水平) 放在关系矩阵中; 相关矩阵用于标识设计要求之间的相关关系。该阶段质量屋的输出是设计要求的权重。为了确定设计要求的权重, 首先要确定顾客要求的权重, 并进行顾客竞争性评价; 其次要量化关系矩阵中的关系程度; 然后根据顾客要求的权重(或调整后的权重) 和关系矩阵中关系程度的量化值, 采用加权和法确定设计要求的权重。在这一阶段进行顾客竞争性评价目的是调整顾客要求的权重, 所进行的技术竞

争性评价是为了调整设计要求的权重。顾客?技术竞争性评价目的在于设计出比竞争对手更具有竞争优势的产品。设计要求的目标值可以用田口方法和实验设计并结合相关矩阵的权衡分析加以确定。在展开的第二个阶段(零件展开阶段) , 第一阶段质量屋输出权重大的设计要求成为该阶段质量屋的输入, 在这一阶段, 这些重要的设计要求( “什么”) 被进一步展开零件特性( “如何”)。运用同样的分析方法, 可以确定出零件特性的权重。第二阶段质量屋输出权重大的零件特性作为第三阶段(工艺计划阶段) 质量屋的输入再进一步展开, 如此直到把重要的顾客要求展开到生产计划中可操作的生产要求为止。在上述展开过程, QFD 的目的是将重要的顾客要求逐步展开为设计要求、零件特性、制造作业和生产要求, 并确定出影响顾客要求的关键质量特性和关键工艺参数, 为制订产品规划、工艺计划和生产计划以及产品和工艺的连续质量改进提供可靠的决策信息。QFD过程见下图。

QFD的全过程图

QFD 的过程由顾客的呼声用所驱动。在每一阶段, 重要的顾客要求被始终保持着, 从而最终的产品具有令顾客满意的一致性能。在整个展开过程中,QFD 强调成立一个来自于产品开发全过程中的多功能小组相互交流、共同决策, 并在不同阶段采用其它的分析方法, 如头脑风暴法、Pareto分析、因果图、Pugh方法、价值分析、故障树分析、故障模式与影响分析等, 和质量工程技术, 如田口方法、实验设计、统计过程控制等。组建一个高水平的多功能小组是成功应用QFD 技术的关建。

(新的展开框架)顾客满意递阶层次结构及其与QFD过程的对应关系(p67)

3 GOAL/QPC的矩阵模式

GOAL/QPC开创者Bob King从系统、组织的角度对QFD作了阐述,认为QFD是一个根据顾客的需求来设计产品和服务的系统,该系统包含了生产商和供应商的所有成员。

上述几种定义无论从哪个角度都阐明了这样一种观点,即QFD可以保证顾客的需求早在产品设计阶段就被结合到产品开发过程中。可以看出,QFD的实质就是从顾客的需求出发,把顾客的语言转换为工程设计人员的语言的过程。QFD的基本目标是:1)确定顾客;

2)决定什么是顾客想要的;

3)考虑如何满足顾客的需求。

QFD包含两个要素:质量展开(Quality deployment)和功能展开(Funation deployment)。质量展开即把顾客需求部署到设计过程中去,它保证产品的设计、生产与顾客需求相一致。功能展开即通过成立多功能小组---QFD小组,把不同的职能部门结合到从产品设计到制造的各个阶段中,促进小组成员的沟通。

四)QFD的优点和局限性

QFD方法能为日本及美国的许多著名企业所广泛接受,说明它具有其独特的优点。综合看来,QFD的优点主要体现在以下几个方面:

1)顾客的需求贯穿产品开发的全过程,始终成为产品开发的目标。通过QFD技术可以开发出顾客真正满意的产品。

2)QFD以其特有的信息表示方式,如四个阶段的矩阵,把顾客的需求与工程、制造及R&D等职能部门自然地联系起来,改善了各职能部门之间的沟通。Griffin&Hauser通过一

家汽车制造厂中两个产品开发小组(一个采用传统的产品开发方式,另一个采用QFD方法),考察发现,QFD改善了核心开发小组内部的信息沟通方式,即由自上而下的信息流转变为水平的信息流,小组成员之间可以彼此直接沟通,提高了信息沟通的效率。研究表明,市场营销、制造、工程及R&D人员之间的良好合作与沟通,将导致更加成功的、获利能力更大的新产品。

3)设计周期缩短,工程变化减少,成本降低、生产率提高的同时还可以提高产品设计质量,因而可以增强企业的竞争力。Zairi&Youssef曾经对7家实施QFD的公司进行案例分析,发现这些公司之所以引进QFD是为了使得新产品开发过程系统化、组织化,试图通过QFD的使用加速创新过程,减少产品设计阶段的变化,使得公司更具有竞争力。

4)QFD提供了一种把本企业与竞争对手进行比较分析的方法,并保证营销战略在组织内部得以正确贯彻实施。

5)QFD可以降低产品开发风险,这主要是通过加速产品开发、缩短产品开发周期即围绕顾客需求调整产品开发战略来实现。

6)QFD为产品开发信息提供了“存储器”。QFD矩阵包含了大量关键的产品开发信息,如顾客需求、产品特征及其二者之间的相互关系,以及其它定量信息。因此,QFD矩阵可以看成是产品开发信息的索引。

7)通过QFD,市场、创新、制造、质量可以实现完美的结合。

以上QFD优点主要是通过分析成功实施的QFD案例得出的,而Gilmore针对美国汽车制造业中所有运用QFD的企业作了实证研究得出略为不同的结论:QFD对提高产品质量、增强人员沟通的作用是显著的,而对降低成本,缩短产品开发时间的作用并不显著。可见,QFD实施的成功与否决定了它的优点的体现程度。通过对美国200多家运用QFD的公司的调查发现,仅有少数公司获得成功。之所以难以获得成功是由于QFD除了具有很多优点以外,还有一些局限性:

1)有些人认为QFD太过注重评分机制,人们容易拘泥于方法本身,而忽略了所需解决的真正问题,真正能够解决问题的应该是人而不是某个工具。

2)QFD的过程过于繁琐、细节化,耗时较多,市场机会有可能在QFD小组成员陷于这些细枝末节中时丧失。

3)QFD矩阵容易搞得过大,以致于不易实施。比如,若有n1项顾客需求与n2项工程特征,则可以组成n1×n2个元素构成的关系矩阵,若对关系矩阵中的每个元素都进行判断,其工作量对QFD小组来说是非常大的。为了解决这个问题,美国DEC公司在运用QFD的过程中,尝试了几种削减QFD矩阵的方法。设在美国田纳西州的Siemens Industrial Automation公司通过对市场进行细分的方式把一个大的市场分为三个细分市场,使原来19×63的矩阵划分为三个3×14的关系矩阵,提高了QFD的运用效率。

4)巨型的矩阵图表(Matrix of Matrices)固然全面地概括了产品开发的过程,但由于太过复杂,反而使QFD的优点难以充分发挥。复杂的数据在QFD过程中由一个阶段转移到另一个阶段,而且越加复杂。

5)计算机辅助QFD软件工具基本上都是数据管理和图表编辑系统,对智能的或智能支持的QFD软件工具研究不多,尤其是QFD中VOC建模、PQC相关矩阵及关系矩阵的构造、各环节间的信息转换机制、定性信息的建模、QFD产品开发的决策和规划等方面研究还存在不足,亟待进一步的研究和完善。

二、QFD实施中的组织与管理问题研究(孔造杰、郝永敬、冯辉,河北工业大学学报,Vol.29,No.3,2000)

QFD是并行工程中的一种质量管理工具,其核心就是产品各个开发阶段并行进行,通

过信息的反复而减少物理过程的反复,保证整个产品开发的质量。QFD实施中要求用户、设计人员、营销人员、加工人员、生产管理人员甚至供应商的参与,由上述人员组成产品开发小组,共同完成产品的开发,这与传统的产品开发无论在组织上,还是在技术信息交流上都有很大差别,特别是在跨国和跨地区公司日益普遍的情况下,需要采用新的产品开发管理模式及应用新的信息技术来保证产品开发的一次成功。

1 QFD交叉功能小组的组织与管理

人们一般认为为了使小组成员之间有效的相互作用,小组人数一般不能超过8~12人。然而,在现代社会中,产品日益复杂多变,单靠少数人很难完成产品的设计工作。因此,完整的交叉功能小组应该是由许多分小组组成,并且是分层次的。在不同层次上,形成不同类型的分小组。层次一词并不表示各分小组和其成员的地位高低,而是表示各分小组之间的关系及这种关系与产品的过程设计职责如何相适应。通常由低一级的小组成员(通常为小组长),组成较高一级小组,以维持小组成员之间的沟通。较高层次的小组类似一个系统工程小组,它将其他小组的结果集成起来。由于各个层次上分小组之间的关系呈现出不同的特点,所以要根据其不同的特点采用不同的组织形式和管理方式。一般认为在实践中,遇到以下四种情况应该采用小组形式:

1)工作量大,但工作单一,由单人在指定的时间内无法完成;

2)工作最好分成一系列的任务来完成,但要求比单人完成要快;

3)虽工作单一,却要求不同的角色或专家的协作与集成;

4)工作要求不同方面知识的组合,而这些知识往往又是单人所不具备的。

而在QFD小组中,在小组的不同层次上,可能会呈现出不同的特点。这就要求在不同层次上采用不同的基本类型,完成相应的任务。这时,在组织管理中就要决定以下3个问题:(1)小组大小;(2)小组的生存期;(3)小组的任务。

1.1 小组大小

在任何小组的组织中,决定小组的大小都是重要的工作。4种类型的小组及其相应的任务表明不同的小组要求不同的决策方法。尽管有许多因素影响小组的大小,但在每种情况下只有少数因素决定小组大小。对所有类型的小组,其主要因素都是项目的大小和范围。

1.1.1 简单工作小组

决定简单工作小组大小的主要因素是:

1)完成的工作量;

2)完成工作的可用时间;

3)在可用时间内,单个人可以完成的工作量。

这样,小组大小= 完成的工作量/在可用时间内单个人可以完成的工作量。

1.1.2 接力小组

影响接力小组大小的主要因素有:

1)顺序完成的各项工作的差别;

2)任务分配的均衡(保证工作流畅通,无瓶颈和资源的闲置或浪费);

3)要求的完工时间。

1.1.3 集成工作小组

决定集成工作小组大小的主要因素是要求任务的差别。为了决定小组的大小,首先进行集成的生产过程的计划、标准化和平衡,以确保任务的集成中无瓶颈和资源闲置。一旦任务的集成和平衡完成后,小组的大小就由进行开发过程的一系列任务所要求的人员决定了。

1.1.4 问题求解小组

决定问题求解小组大小的主要因素是影响问题求解的方面的数目。通常,方面越多,小组越大。当然,在某些条件下,一个人可以完成多个方面的工作,这将减少小组的大小;在另一种情况下,一个方面的问题可能很复杂,要求多个人去完成它,这将增加小组的大小。

影响小组大小的其它因素还有:

1)对后备成员的需要;

2)技术能力和社会需要(保证小组成员之间的有效信息交流);

3)动态的小组大小:在开发的不同阶段,对不同方面的要求是不同的,所以应该保持小组的动态性,随着任务的改变而动态调整小组的大小和组成。

1.2 小组的生存期

关于小组的生存期主要有两种,一种是永久性的,另一种是临时性的。而QFD实施中,交叉功能小组一般是临时性的,随着任务的下达而成立,又随着任务的完成而解散。这样在任务完成后,小组成员回到本功能部门,把在小组中学到的知识、经验和教训带回本部门,一方面有利于以后组织QFD小组,培养企业内部的多面手,形成一个复合型人才群;另一方面,由于QFD小组强调小组成员和分小组之间的合作与交流,小组成员回到本部门后,把这种良好的习惯带回本部门,有利于形成良好的社会氛围和企业文化。

附:《对多功能团队构成的探讨》黄耕, 陈朝阳, 许长勇, 宋英杰(河北工业大学管理学院, 天津300130),工业工程,Vol.5,No.2,2002

由于QFD 更强调产品开发过程的并行性,所以在QFD 实施过程中必须由来自市场营销、产品设计、工艺设计、生产组织等部门的人员组成具有多种功能的团队(即多功能团队) ,来完成产品的开发,以保证产品开发过程中,上下游功能部门的信息交流,减少设计过程的反复。多功能团队中团队成员的选拔与培训是质量功能配置实施过程中的一个重要问题。由于多功能团队的目的在于加强各团队成员间的沟通,提高过程的并行性,所以实施质量功能配置必须进行团队成员的选拔与培训,以提高团队的能力和交流技术,使得多功能团队能够体现企业较高的技术水平,保证产品开发的一次成功。为此,对多功能团队的构成应考虑下述要求。

1 绩优多功能团队的特征

一般认为成绩优秀的多功能团队的主要特征有:

(1) 团队成员之间乐于合作,能专心本职工作,并能不断地接受项目研究中所面临的各种挑战。

(2) 团队的目标明确,并征得每个团队成员的同意,使团队成员能一致地朝着相同的目标努力。

(3) 每个成员相应地了解其它成员对被讨论问题的看法。

(4) 团队成员带来的知识、技术各具特色,但每个成员都确信以其所具有的专长知识和经验,一定能实现共同的目标。

(5) 团队成员讨论问题,畅所欲言,相互尊重,自由参与讨论,积极提建议,阐明观点。

(6) 团队成员具有不完备信息条件下进行工作的能力。

(7) 团队成员具有发布不完备信息的意愿。

2 团队成员的选拔条件

1) 应具有某一方面的一定的专业技术能力。

质量功能配置多功能团队是一个跨专业、具有多种功能的团队,其中不能出现没有作用的团队成员,否则,会带来其他团队成员的不满。这样才能使每个团队成员都能为团队做出自已的特殊贡献,体现出其对其他团队成员的价值。

2) 应具有很强的学习适应能力。

质量功能配置在我国是一个新生事物,并且不同的企业具有不同的应用模式,它不同于传统的工作方式,有许多方面需要学习、适应和探索,要不断地根据外界市场、技术以及企业内部的各种变化,了解新知识、学习掌握新技能、建立新观念。因此,作为团队的成员,具备学习的思想和能力是十分必要的,应在选拔时予以考虑。

3) 不同团队成员的性格要互补。

质量功能配置的实施过程中,工作种类很多,每一类工作有不同的特点;而个人的性格与工作的特点具有密切的关系,某一性格的人适合做某一类工作,另一性格的人可能适合做另一类工作。只有团队成员的性格具有互补性,不同性格的人完成适合他们个性的工作,各种工作都有适合的人去做,质量功能配置的实施才能成功的完成。

4) 应具有团队的合作精神。

团队成员的团队合作精神是多功能团队的灵魂。团队合作不仅要反映在团队内部的各成员之间,也体现在团队成员与其它功能部门的员工之间。因为,团队成员经常要从这些部门中取得一定的信息,得到他们的帮助与支持。团队合作精神的实质是要把整体利益放在个人利益之上,把局部利益置于整体优化之下,要具有和团队其他成员荣辱与共的思想意识。

5) 应具有一定的人际沟通能力。

团队成员不仅具有团队合作精神,还要有合作的能力,这主要指的是有关人际沟通的能力。那些平时非常刻板,难以与别人合作共事的人是不能被选为团队成员的。

6) 应具有较宽的知识面,对要开发的产品具有系统的意识。

成员除了具备上述某一方面的专业技术能力外,还要对产品相关的其它专业有一定的了解,这是跨专业、多功能的多功能团队的成员在一起协同工作的重要基础,否则,大家可能在一些技术术语或词汇上都难以沟通,合作就更为困难了。只有具有较宽的专业知识面,团队成员才能站在整个产品生命周期的高度来对待自己所要进行的那一部分工作。

7) 应能克服狭隘的部门主义,站在整个企业的立场上开展工作。

团队成员应具有较宽的专业知识面,并对产品具有系统的整体意识,在此基础上,团队成员还必须改变传统的“串行”产品开发模式,不能仅从本部门的利益出发,而应能克服狭隘的部门主义,站在整个企业的立场上进行产品或过程设计。

8) 应具有在信息不完备情况下的工作能力以及提供不完备信息的意愿。

由于质量功能配置采用并行的工作方式,所以要求团队成员应具有在信息不完备的条件下的工作能力以及提供不完备信息的意愿。

3 团队长选拔的条件

团队有了好的成员时还必须有一个好的领导者。必须说明的是,团队长也是团队的一员,它必须具备上述一般团队成员所具有的条件。另外,作为团队领导必须创造一种有利于团队协同工作的文化氛围,具有较强的计划、领导、组织、人际沟通和处理冲突(团队内部冲突以及多功能团队与功能部门之间的冲突) 的能力。选拔时不应在年龄上有限制,关键是要有干劲、有魄力、有较强的生产、开发和管理经验。在质量功能配置实施的初始阶段,为了使团队能更好的工作,团队长最好具有较高的的行政职务,这样就能克服很多阻力。当企业已经取得较多的经验时,对团队长的职务要求可适当降低。

4 团队成员及团队长的选拔方法

在选拔团队长和团队成员时,除了考虑上述能力等因素外,还要使用合适的选拔办法和工具。组织行为学中选拔办法一般有以下几种:个人资料审查;推荐法;面试法;模拟法;性格

和态度测试;能力测试;综合法。其中综合法的有效性常常比上述的单个方法要高。

5 人员的培训

由于质量功能配置、并行工程、多功能团队都是近年来才在我国工业界出现的新技术和新方法,目前也只在学术界有较多的研究,工业企业的了解很少,所以我国采用质量功能配置技术时,应从我国工业界的实际情况出发,进行团队成员的培训工作。我们认为我国实施质量功能技术时,团队成员的培训主要包括以下几个方面:

(1) 并行工程的概念、思想;

(2) 质量功能配置的概念、作用、方法及其与并行工程的联系;

(3) 多功能团队的结构、功能、工作方法及其与其它功能部门的联系;

(4) 多功能团队中使用的信息交流工具、方法以及冲突解决;

(5) 团队、团队成员、团队长的责任和奖惩制度;

(6) 质量功能配置应用实例培训。

(跨部门员工如何管理?现在中兴通讯的产品经营团队制度已经解决了这一问题。汪海涛解释说,比如在产品经营团队中,团队成员的编制属于原部门,部门给这些员工提供一个培训的平台和普通的行政管理,其业绩考核、员工福利、奖金收入都以产品团队为主,权重超过80%,由于产品经理对该团队拥有充分的管理权,这就避免了跨部门之间的管理真空,协同做计划时自然就准确多了。中兴以往侧重于基于功能组织的纵向管理,如今则转变为以产品团队为主线的横向管理。)

四、基于质量屋的产品设计过程

基于质量屋的产品设计过程,可以分为建立质量屋和质量屋决策两个过程。建立质量屋主要是运用市场调查技术和各种分析工具,确定顾客需求和企业各种资源,并据此确定质量屋的各个部分,主要包括工程特性、顾客需求-工程特性的关系矩阵、工程特性之间的自相关矩阵、顾客需求的计划矩阵,以及工程特性的设计矩阵等。质量屋决策是用已建立的质量屋进行决策,目的就是在有限资源约束下确定一组工程特性目标值,使顾客对所设计的产品满意度最大。这是一个复杂的多目标、多变量决策,需要权衡质量屋中的各种矛盾,因而有必要建立数学规划模型,帮助开发人员进行优化设计。基于质量屋的产品设计过程如图1 所示。

附:《基于QFD 的产品设计开发技术的研究》:沈维蕾谢峰柴畅(合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥230009):组合机床与自动化加工技术,2004年第4期:15~16

QFD的核心内容是需求转换,采用的是质量屋( House of Quality) 形式,它是一种直观的矩阵框架表达形式,是QFD方法的工具。建立质量屋的基本框架,给以输入信息,通过分析评价得到输出信息,从而实现一种需求转换。通常的质量屋如下图所示,由以下几个部分组成:左墙是用户要求质量、排出相对优先级;天花板是工程特性清单;房间是工程特征相互关系矩阵;屋顶是顾客要求与工程特征相关关系;右墙是可行性评价,用来估价市场上的相对竞争力;地下室是技术和成本评估,用来确定系统各元素中能提供最大效益的资源,它是利用相对优先级与工程难度等来确定的。

质量屋是运用QFD进行产品设计的主要手段,在产品质量屋中,存在着两个主要矩阵:关系矩阵和相关矩阵,分别描述的是用户需求与产品质量特性之间的关系及产品质量特性与产品质量特性之间关系。

质量屋的基本形式

一般的产品开发过程包括规划阶段、零部件阶段、工艺设计阶段和生产阶段。在应用QFD 方法时要先建立各阶段的质量屋,再进行需求变换,最后形成明确的生产要求,从而完成产品开发的质量功能配置的全过程。应用质量屋开发产品的流程如下图所示。

基于质量屋的产品设计流程

1)规划阶段质量屋

该质量屋是从顾客需求向关键产品特征的配置过程,即产品规划决策过程,因此,这个质量屋的配置质量是最为重要的。

评价该质量屋有两个关键矩阵,一个是位于房间的关系矩阵,另一个是位于屋顶的相关矩阵。

关系矩阵的项值x ij是通过专家打分的方法得到的,因此可以定量地表示出质量要素的重要度。其计算方法如下:

其中:ωi为顾客要求属性的权重,ωi∈[0 ,1 ] , 且Σωi = 1 。

但是需要将用户要求质量转化为产品要求质量,因此可以得到质量要素的权数ω′i 为:

根据上式结果就可以得到按权数大小排列的质量要素的重要度。

质量屋的屋顶,在数学上是一个三角形矩阵,它表示的是工程特征之间的相关关系。对相关程度一般分为强相关、一般相关和弱相关几种关系,并给以标度值来表达相关程度。据此可以对工程特征进行分析研究,发现各种工程特征之间可能存在的矛盾,由此重新进行设计,避免矛盾的产生。

此外,在规划阶段还有反映市场顾客对产品的各种需求的一个若干行一列的列阵、用来描述对应于市场顾客需求的工程特征要求的一个一行若干列的行矩阵、表示要开发的产品针对各项市场顾客需求的竞争能力估价值的产品可行性评价矩阵以及产品规划阶段的技术和成本评估矩阵。

2)零部件阶段质量屋

零部件设计阶段的质量屋的最终输出是能保证实现工程特征要求的零部件特征要求。

3)工艺设计阶段质量屋

工艺设计阶段质量屋的输入是零部件特征要求,输出是制造工艺特征要求。通过这一过

程完成产品的零部件设计要求向工艺流程设计的转换。

4)生产阶段质量屋

工艺规划阶段质量屋的输出是制造工艺特征要求。为满足这些要求,要有生产计划安排以形成明确的生产要求。对应地建立QFD的生产计划阶段的质量屋。此阶段质量屋的输入是产品的制造工艺特征要求,为实现制造工艺特征要求则要有明确的生产计划安排,在生产计划安排中包含诸多的生产要求。按这些要求就可以去组织产品的具体生产了。生产计划阶段质量屋的输出就是生产要求信息。

附:《基于质量功能配置的软件系统开发》王永山,孙建广,檀润华,郭贵梅,机械科学与技术:Vol.21,No.5,2002:857~858

质量屋为使用者洞察用户的需求进而实现这些需求提供了系统的处理手段,从中可以确定设计过程中哪些产品质量特征对于用户需求满足是重要的以及重要程度。质量屋的结构如下图所示,各部分含义分别叙述如下:

质量功能配置中的质量屋

·用户需求获取用户需求可以通过市场调查、集中小组讨论、访谈等。不管采用什么方法,重要的是倾听用户精确的文字表达。这是质量功能配置的基本开始点也是关键点。为了深入了解用户需求,市场调查中要从明确和隐含两个角度进行,最后将搜集到的用户需求信息提炼成一种能代表这些信息的语言,再把类似的放在一起分组并确定名称。

·技术措施由交叉功能小组从已获取的用户需求要素中抽取,是为满足用户需求而采取的一系列方法。当进行技术措施抽取时需对能测试的技术措施和不能测试的技术措施同时进行。可以从七个方面加以考虑:物理性质要素、机能要素、人的要素、时间性要素、经济上的要素、生产要素和市场要素。

·关系矩阵表示用户需求和技术措施之间的关系,一般用符号或数值来表示强相关,一般相关,弱相关。符号和数值的意义见下表。

关系矩阵中的符号及数值的意义

敏感矩阵表示技术措施和技术措施之间的关系。有正相关和负相关两种,一般用符号或数值来表示它们之间关系。符号和数值的意义见下表。

敏感矩阵中符号及数值的意义

当一项技术措施的改进会对另一项技术措施的改进产生负面影响时,它们之间的关系为负相关;反之,当一项技术措施的改进在一定程度上也改进了另外一项技术措施时,则它们为正相关。

·用户需求权重通过发放调查问卷的形式获得用户需求权重。

调查问卷的设计在获取用户需求之后进行。设计时将用户需求分析整理,把类似的放在一起分组,这样使得调查的问题层次分明,不会使被调查者产生厌烦心理。问卷上有各个分值的意义,这样,被调查者在对用户需求重要程度打分时具有统一的标准。用户需求权重为各被调查者打分的平均值。分值意义见下表:

对用户需求打分时的标准

·本公司现状交叉功能小组对本公司现状进行评估,以便与国内外竞争对手相对比。

·公司改进计划交叉功能小组通过达成一致意见获得。在开发公司改进计划时要考虑三个方面:对用户的重要性、竞争、市场窗口。

·改进比例改进比例通过计算获得。其计算公式为:

改进比例 = 公司改进计划/本公司现状

·销售关键点是能够使用户兴奋的技术措施,往往也是和竞争者竞争的焦点,可以在广告中加以使用。它是在对用户需求进行重要度评价并将本公司同其他公司比较分析的基础上,进一步考虑产品的质量策略后设定的。分为三个级别:①超级销售关键点。用户一定想拥有,并愿为其付款,权值为1.5;②兴趣销售关键点.用户对此感兴趣,但是要考虑价格,权值1.2;③一般销售关键点。没有新东西,权值为1.0。

·绝对权重通过计算获得,表明经过全面考虑后每项用户需求的相对重要程度。其计算公式为:

绝对权重 = 用户需求权重×改进比例×销售关键点

·要求权重是每项用户需求的绝对权重占各项用户需求绝对权重总和的百分比。

·技术措施权重表明每项技术措施的相对重要程度,通过计算获得。计算公式为:

式中ωij为第j项技术措施绝对权重;q ij为第i项用户需求与第j项技术措施之间的关系量化值;ωui为第i项用户需求的要求权重。

·关于用户需求的竞争力评估把本公司和其它公司产品在用户满意程度方面以曲线的形式进行比较,从而发现本公司产品与其他公司产品在用户满意程度方面的差距,找出改进方向,避免了产品设计的盲目性。

·关于技术措施的竞争力评估曲线把本公司和其它公司的技术措施以曲线形式进行比较,发现本公司和其它公司相比在技术措施方面的差距,找出技术措施改进方向。

附:《面向用户的产品开发方法》西安交通大学C IMS中心车阿大林志航杨东慧,重型机械,No.5,1998:22~24

2 面向用户的产品开发方法的步骤

2.1 调查和分析用户需求

QFD方法中一个很重要的概念是顾客之音(Voice of Customer) , 即顾客用自己的语言表达对产品的要求, 也称用户需求或顾客需求。在此阶段, 企业要尽可能地通过各种市场调查方法和各种渠道来收集原始的用户需求。常见的获取用户需求的方法有: 询问法、观察法以及收集产品售后服务信息。询问法是指通过面谈、电话或邮寄方式从调查对象的回答中获得信息资料的一种方法;观察法是指调查人员在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;收集产品售后服务信息是指收集、整理用户对产品投诉、抱怨和各种反馈信息。这里所说的“用户”的含义是广义的, 企业不仅要从产品最终用户处获取用户需求信息, 还应从中间用户(如产品经销商)、内部用户(如公司员工、产品销售人员) 中获取产品用户需求信息。

通过上述方法和渠道获取用户需求信息后,应采用新全面质量管理七种工具中的亲和法(又名KJ法, 是一种对处于混乱状态的语言文字资料, 利用其相互内在关系加以整理、合并, 从中找出应解决的问题的方法) , 对这些原始的用户需求进行分类、整理和分析, 形成系统的、有层次有条理的用户需求表, 并用加权来表示用户需求的相对重要性。它是企业正确制定产品开发战略的基础, 是企业进行产品开发的依据和源头。用户需求的提取是产品开发过程中最为关键也是最为困难的一步, 它直接关系到产品开发的成功与否。

2.2 用户需求的瀑布式分解过程

用户需求的分解过程是指通过适当的分解模型, 将提取的用户需求换成产品开发与制造中各个阶段的对应技术需求信息, 以使用户需求贯串于产品开发的各个阶段。一般采用矩阵(称为质量屋)的形式, 将用户需求逐步展开, 分层地转换为技术需求(产品总体特征)、零部件特征、工艺特征和质量控制方法。在展开过程中, 上一步的输入就是下一步的输出, 构成瀑布式分解过程。QFD从用户需求开始, 经过四步分解, 用四个矩阵, 得出产品的工艺和质量控制参数, 如图1所示。

图1 QFD瀑布式分解过程

四步分别为:

(1) 产品规划阶段。通过产品规划矩阵(也称质量屋) , 将用户需求转换为技术需求(产品总体特征) , 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, 确定各个产品总体特征的技术性能指标。

(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。

3 用户需求在产品开发中的分解工具—质量屋(HOQ )

3.1 质量屋的一般结构

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用户需求, 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.Clausing1988年提出的质量屋(House of Quality) 则是在产品开发中具体实现这种方法论的工具, 如图2所示。图中: ①用户需求及其权重;②技术需求(产品总体特征);③用户需求和技术需求之间的关系矩阵;④用户竞争性评估, 从用户的角度评估市场上产品的竞争力;⑤技术需求相关关系矩阵(当技术措施为负相关关系时,需要决策者格外注意。往往需要通过技术措施之间的让步协调找出合理的解决办法);⑥技术竞争性评估、技术需求重要度和目标值的确定, 用来确定应优先配置的项目。

图2 质量屋的结构

3.2 建立质量屋的步骤

以建立的减速箱产品规划质量屋(如图3) 为例来详细说明建立质量屋的步骤。

图3 减速器产品规划质量屋

3.2.1 确定用户需求及其权重

用户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。图3左上部分为减速箱的部分用户需求。

3.2.2 用户需求到技术需求的转换

根据调查获取的用户需求, 确定最终产品所应具有的工程特征(技术需求) , 它们直接与用户需求有关, 并将有选择性地配置到设计、制造、装配和服务中去。因此, 这些技术需求必须是可测量的, 以有利于它们进行控制。图3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。例如为响应“承载能力大”这一用户需求, 其对应的技术需求应为减速箱“承载能力”。这是一种衡量用户满意度的方式。减速箱承载能力越大, 用户越满意。

3.2.3 决定用户需求和技术需求的关系

通常采用一组符号来表示用户需求与技术需求之间的相关程度。减速器关系矩阵如图3中部所示。以图中的技术需求“使用寿命”为例, 如果采取措施提高减速器的寿命, 它对用户需求“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, 便同时使减速器成本上升。因此,技术需求“使用寿命”与“使用寿命长”强相关,与“价格适中”和“安全可靠”中等相关。关系矩阵表明了技术需求对用户需求的影响程度, 为确定产品改进重点提供了依据。

3.2.4 用户竞争性评估

用户竞争性评估是指从用户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及产品需要改进的地方。一般用数字1~ 5来表示用户对某类产品的某项用户需求的满意度, 其中5表示用户对某产品的某项用户需求非常满意, 1表示用户对某产品的某项用户需求非常不满意。减速器的用户竞争性评估如图3

右部所示。

3.2.5 技术竞争性评估

从技术的角度对本公司产品和竞争者产品进行评估, 并与用户竞争性评估结果进行比较, 检查两者是否一致, 否则对所选的技术需求进行调整。一般通过试验、查阅有关文献等方式来确定本公司产品和竞争者产品的技术需求的现有指标值。由于各个技术需求的测量标度不一定相同, 为了便于评估, 通常将它们转换成统一的定性标度。一般用数字1~5来衡量评估结果的好坏, 如图3所示。

3.2.6 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。减速箱技术需求之间的相关矩阵如图3顶部所示。在产品开发过程中, 开发人员首先应仔细地分析互为负相关的那些技术需求, 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, 将会使用户对产品的某些方面不满意。

3.2.7 确定技术需求重要度和目标值(技术性能指标)

技术需求重要度是通过矩阵运算得到的。设CIRi为第i个用户需求的重要度, R ij为第i 个用户需求和第j个技术需求之间关系符号所对应的数字值(强相关为9, 中等相关为3, 弱

相关为1) ,TIRj为第j个技术需求的相对重要度, 则

以图3中的技术需求“使用寿命”为例, 共有三个用户需求与之相关, 它们的重要度分别为9、8、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TIR = 9×9+ 8×3+ 8×3= 129。通过矩阵运算获得的重要度值被记录于矩阵低部。

通常根据用户需求的权重, 用户需求与技术需求的关系矩阵和当前产品的优势与弱点

来确定技术需求的目标值。以技术需求“使用寿命”为例,它与用户需求“使用寿命长”强相关, 且其重要度很高, 为9。从技术竞争性数据中获悉, 本公司减速器的使用寿命为2.5年, 竞争者为4.5年。顾客竞争性评估也表明用户认为竞争者产品优于本公司, 而且他们对市场上减速箱使用寿命都不太满意。这表示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, 那么她可获得很高的用户满意度。通过调查和分析发现, 用户对使用寿命为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。

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